Оконный блок с изоляционным стеклом и способ его изготовления - RU2432329C2

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение имеет отношение к оконному блоку с изоляционным стеклом и/или способу его изготовления. В определенных вариантах осуществления оконный блок с изоляционным стеклом включает первую и вторую стеклянные подложки (например, стеклянную подложку), размещенные отдельно друг от друга, где первая и/или вторая подложка имеет покрытие, регулирующее солнечную энергию, такое как покрытие с низкой излучающей способностью (низкая излучающая способность) для непропускания, по крайней мере, некоторого количества инфракрасного излучения и защитного покрытия от ультрафиолетового излучения для задержки, по крайней мере, некоторого количества ультрафиолетового излучения.

Оконные блоки с изоляционным стеклом известны в технике. Например, см. US Patent Nos. 6014872; 5800933; 5784853; 5557462; 5514476; 5308662; 6632491; 5306547; и 5156894, все из которых включены в описание в виде ссылок. Оконный блок с изоляционным стеклом включает, по крайней мере, первую и вторую подложки, размещенные на расстоянии друг от друга, и/или посредством, по крайней мере, одной прокладки и/или изоляции. Просвет или пространство между разнесенными подложками может быть заполнено или не заполнено газом (например, аргоном) и/или может или не может быть разрежено до давления, меньше чем атмосферное давление, в различных случаях.

Многие обычные оконные блоки с изоляционным стеклом включают покрытие с низкой излучающей способностью (например, многослойное покрытие, включающее, по крайней мере, один слой, отражающий инфракрасное излучение, такой как слой на основе серебра для отражения, по крайней мере, некоторого количества инфракрасного излучения) на внутренние поверхности одной или двух подложек. Несмотря на то что такие блоки с изоляционным стеклом дают возможность задержать значительное количество инфракрасного излучения, так как оно не достигнет внутренней части здания (помещение, дом, офис здания и нечто подобное), такие блоки с изоляционным стеклом обычно испытывают недостаток в условиях задержки ультрафиолетового излучения. Другими словами, покрытия с низкой излучающей способностью, имеющиеся на блоке с изоляционным стеклом, хотя и способны задержать значительное количество инфракрасного излучения, часто не способны задержать столько ультрафиолетового излучения, сколько было бы желательно.

С точки зрения вышесказанного, видно, что существует необходимость в технике на оконный блок с изоляционным стеклом, который способен задерживать оба: (а) значительное количество инфракрасного излучения и (б) значительное количество ультрафиолетового излучения так, что задержанное количество инфракрасного и ультрафиолетового излучений не достигнет внутренней части здания, в которое встроен оконный блок с изоляционным стеклом. В некоторых примерах осуществления может также существовать необходимость в технике для способа производства такого оконного блока с изоляционным стеклом.

Обычно принадлежащий США патент, US Patent No. 6632491, представленный в описании в виде ссылки, включает покрытие с низкой излучательной способностью на одну подложку и защитное покрытие от ультрафиолетового излучения на другую подложку блока с изоляционным стеклом. Тем не менее, будет высоко оценено, что в патенте 491 покрытия с низкой излучательной способностью и ультрафиолетовым излучением находятся на противоположных подложках, таким образом, требуя у производителей оконных блоков с изоляционным стеклом, использовать два образца стекол с покрытием (которые более подвержены повреждениям) для каждого блока с изоляционным стеклом.

Принимая во внимание, что существует необходимость в технике на оконный блок с изоляционным стеклом, который способен задерживать и (а) значительное количество инфракрасного излучения, и (б) значительное количество ультрафиолетового излучения так, что задержанное количество инфракрасного и ультрафиолетового излучений не достигнет внутренней части здания, в которое встроен оконный блок с изоляционным стеклом, и также, что производители оконных блоков с изоляционным стеклом могут производить такие окна с меньшим риском повреждения. В некоторых примерах осуществления может также существовать необходимость в технике для способа производства такого оконного блока с изоляционным стеклом.

Краткое изложение примера варианта осуществления изобретения.

В некоторых примерах осуществления этого изобретения представлен оконный блок с изоляционным стеклом, который способен задерживать и (а) значительное количество инфракрасного излучения, и (б) значительное количество ультрафиолетового излучения так, что задержанное количество инфракрасного и ультрафиолетового излучений не достигнет внутренней части здания, в котором предусмотрен оконный блок с изоляционным стеклом. В некоторых примерах осуществления этого изобретения одна подложка (например, стеклянная подложка) несет и покрытие с низкой излучательной способностью, и защитное покрытие от ультрафиолетового излучения так, что защитное покрытие от ультрафиолетового излучения обеспечивается через покрытие с низкой излучательной способностью на стеклянной подложке. При предоставлении и покрытие с низкой излучательной способностью, и защитное покрытие от ультрафиолетового излучения на той же подложке возможно для производителя окна с изоляционным стеклом изготовить оконный блок с изоляционным стеклом, используя только одну стеклянную подложку с покрытием, тем самым уменьшая риск повреждения во время процесса изготовления (другая стеклянная подложка(и) может также быть совсем без покрытия или может быть с покрытием устойчивым на растяжение или нечто подобное). Будет принято во внимание, что покрытия с низкой излучательной способностью и от ультрафиолетового излучения до некоторой степени подвержены повреждениям, таким как удлинения во время процессов изготовления и обращения.

В некоторых примерах осуществления этого изобретения предоставлен оконный блок с изоляционным стеклом, включающий первую стеклянную подложку, несущую многослойное покрытие для регулирования солнечной энергии (например, покрытие с низкой излучательной способностью), вторую стеклянную подложку, расположенную отдельно от первой стеклянной подложки, где одна из первой и второй подложек несет и многослойное покрытие для регулирования солнечной энергии, и защитное покрытие от ультрафиолетового излучения, включая, по крайней мере, один слой, где покрытие от ультрафиолетового излучения расположено поверх покрытия, для регулирования солнечной энергии, расположенного на подложке; где покрытие для регулирования солнечной энергии включает в себя не менее одного защитного слоя от инфракрасного излучения, включающего серебро, не менее одного диэлектрического слоя, расположенного между защитным слоем от инфракрасного излучения и одной подложкой и не менее одного другого диэлектрического слоя, расположенного поверх защитного слоя от инфракрасного излучения, и где покрытие для регулирования солнечной энергии имеет излучательную способность (E_n) не больше чем 0,10 и/или поверхностное сопротивление слоя (R_s) не более чем 8 Ом/м² (Ом/м² или Ом/единиц поверхности); где защитное покрытие от ультрафиолетового излучения задерживает не менее 50% ультрафиолетового излучения от 300 до 380 нанометров; и где оконный блок с изоляционным стеклом имеет прозрачность не менее 60% и задерживает не менее примерно 80% ультрафиолетового излучения от 300-380 нанометров.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где

Фиг.1 - поперечный вид части оконного блока с изоляционным стеклом в соответствии с примером варианта осуществления этого изобретения.

Фиг.2 - поперечный вид части оконного блока с изоляционным стеклом в соответствии с другим примером варианта осуществления этого изобретения.

Фиг.3 - поперечный вид части оконного блока с изоляционным стеклом в соответствии с другим примером варианта осуществления этого изобретения.

Фиг.4 - поперечный вид примера покрытия с низкой излучательной способностью, который может быть использован в любом варианте осуществления Фиг.1-3.

Ссылаясь теперь более детально на сопровождающих чертежах, в одинаковые номера ссылок обозначают одинаковые части в нескольких видах.

Некоторые примеры вариантов осуществления этого изобретения относятся к оконному блоку с изоляционным стеклом, включая не менее первой и второй отдельно расположенных подложек (например, стеклянных или пластиковых подложек, имеющих, по крайней мере, некоторую видимость), которые отделены друг от друга по крайней мере одной камерой и/или пространством. Первая и вторая подложки несут покрытие для регулирования солнечной энергии, такое как покрытие с низкой излучательной способностью для защиты, по крайней мере, от некоторого количества инфракрасного излучения и защитное покрытие от ультрафиолетового излучения, для защиты от некоторого количества ультрафиолетового излучения. В некоторых примерах осуществления этого изобретения одна подложка (например, стеклянная подложка) блока с изоляционным стеклом несет оба покрытия, покрытие с низкой излучательной способностью и защитное покрытие от ультрафиолетового излучения, так что защитное покрытие от ультрафиолетового излучения расположено поверх покрытия с низкой излучательной способностью на подложке. Было найдено, что блок значительно более износостоек, если защитное покрытие от ультрафиолетового излучения расположено поверх более стабильного покрытия с низкой излучательной способностью, как противопоставлено другой дороге вокруг. При представлении как покрытия с низкой излучательной способностью, так и защитного покрытия от ультрафиолетового излучения на той же подложке для производителя окон с изоляционным стеклом можно изготовить оконный блок с изоляционным стеклом, используя только одну стеклянную подложку с покрытием, сокращая риск повреждения во время процесса изготовления (другая стеклянная подложка(и) может также быть без покрытия совсем или может быть с устойчивым к вытягиванию покрытием или нечто подобным). Будет принято во внимание, что покрытие с низкой излучательной способностью и защитное покрытие от ультрафиолетового излучения довольно подвержены повреждению, такому как образование царапин во время процесса производства и обращения.

Тогда как защитное покрытие от ультрафиолетового излучения расположено поверх более стабильного покрытия с низкой излучательной способностью, в некоторых примерах вариантов осуществления это изобретение не так ограничено. В других вариантах осуществления этого изобретения покрытие с низкой излучательной способностью или покрытие для регулирования солнечной энергии может быть нанесено (например, осаждение методом распыления) поверх защитного покрытия от ультрафиолетового излучения.

Принимая во внимание, какое количество инфракрасного и ультрафиолетового излучений блокировано в некоторых примерах, не ограничивающих осуществление этого изобретения, покрытие с низкой излучательной способностью может иметь излучательную способность (E_n) не более чем примерно 0,10 и/или поверхностное сопротивление слоя (R_s) не более чем примерно 8 Ом/м², тогда как защитное покрытие от ультрафиолетового излучения может блокировать не менее 50% ультрафиолетового излучения от 300 до 380 нанометров.

На Фиг.1 представлен поперечный вид части оконного блока с изоляционным стеклом в соответствии с примером варианта осуществления этого изобретения. Как показано на Фиг.1, оконный блок с изоляционным стеклом включает первую подложку 1 и вторую подложку 3, которые расположены на расстоянии друг от друга, по крайней мере, на одну или более периферийных изолированных камер и/или герметичных пространств. При желании может быть представлена схема расположения изолированных камер (не показано) между подложками в обозримой области окна для установки подложек через заданные интервалы друг от друга, в контексте вакуума в оконном блоке с изоляционным стеклом. Изолированная камера(ы) 5, другая изолированная камера(ы) и/или периферийные изолированные пространства двух подложек 1 и 3, находящихся отдельно друг от друга так, что подложки не контактируют друг с другом, а расстояние или интервал 7 между ними определен. В пространстве 7 между подложками 1, 3, в некоторых примерах осуществления можно сделать давление, ниже атмосферного и/или, в некоторых примерах осуществления, это пространство может быть наполнено газом (например, аргоном). Альтернативно, пространство 7 между подложками 1, 3 можно заполнить газом и/или можно разредить до низкого давления. В некоторых примерах осуществления можно подвешивать фольгу или другие отражающие излучение листы (не показано) в пространстве 7. Когда подложка(и) 1 и/или 3 из стекла, каждая стеклянная подложка может быть выполнена из известково-натриевого вида стекла или из стекла другого подходящего вида и может быть, например, от примерно 1 до 10 мм толщиной, в некоторых примерах осуществления этого изобретения.

Оконный блок с изоляционным стеклом на Фиг.1 включает покрытие с низкой излучательной способностью 9, которое удерживает подложка 1. Покрытие с низкой излучательной способностью 9 включает один или более слоев, также в некоторых примерах осуществления, многослойное покрытие, включает не менее одного защитного слоя от инфракрасного излучения (например, слой, базирующийся на Ag, Au или некоторых других металлах, отражающих инфракрасное излучение, помещенных посередине, по крайней мере, между парой диэлектрических слоев). Поскольку один пример работы покрытия с низкой излучательной способностью или покрытия для регулирования солнечной энергии 9 должен блокировать (то есть отражать и/или абсорбировать) требуемое количество инфракрасного излучения и препятствовать всему этому в достижении внутренней части здания (или транспорта), покрытие 9 включает не менее одного защитного слоя от инфракрасного излучения (то есть отражение и/или абсорбция инфракрасного излучения). Пример защитного слоя(ев) от инфракрасного излучения, которые могут быть представлены в покрытии 9, могут быть из или включать серебро (Ag), никель-хром (NiCr), золото (Au) и/или любой другой подходящий материал, который блокирует значительное количество инфракрасного излучения. Будет принято во внимание теми высококвалифицированными специалистами в технике, что защитный слой(и) от инфракрасного излучения 9 не должен блокировать все инфракрасное излучение, а только нужно блокировать его значительные количества. В некоторых вариантах осуществления каждый защитный слой от инфракрасного излучения (в покрытии 9 может быть больше чем один) помещен между не менее чем парой диэлектрических слоев. Примеры диэлектрических слоев включают нитрид кремния, оксид титана, оксинитрид кремния, оксид олова и/или другие виды оксидов металлов и/или нитридов металлов. В некоторых примерах осуществления настоящего изобретения в дополнение к расположению между парой диэлектрических слоев, каждый защитный слой от инфракрасного излучения может также быть размещен между парой контактных слоев, выполненных из или включающих материалы, такие как оксид и/или нитрид никель-хрома, титана или любого другого подходящего материала. Пример покрытия, неограниченного низкой излучательной способностью 9, которое может быть размещено на подложке 1, представлен на Фиг.4, и более подробно описан ниже. Конечно, покрытия с низкой излучательной способностью/для регулирования солнечной энергии 9 не ограничены показанными покрытиями, и любые другие подходящие покрытия для регулирования солнечной энергии, способные блокировать значительное количество инфракрасного излучения могут быть использованы вместо них. Покрытие с низкой излучательной способностью 9 может быть помещено на подложку(и) 1 и/или 3 любым подходящим способом, включая, но не ограничивая, напыление, вакуумное напыление и/или любой другой подходящий технологический прием.

На Фиг. 1 изображен оконный блок с изоляционным стеклом, также включающий защитное покрытие от ультрафиолетового излучения 10 для блокировки значительных количеств ультрафиолетового излучения. На Фиг. 1 варианта осуществления, защитное покрытие от ультрафиолетового излучения размещено на той же стеклянной подложке 1, как и покрытие с низкой излучательной способностью. В особенности, защитное покрытие от ультрафиолетового излучения 10 размещается поверх покрытия с низкой излучательной способностью на стеклянной подложке 1.

Защитное покрытие от ультрафиолетового излучения 10 может быть, в качестве примера и без ограничений, любым подходящим с коммерческой точки зрения доступным защитным покрытием от ультрафиолетового излучения, таким как защитное покрытие от ультрафиолетового излучения доступное от Guardian Industries, Corp., Auburn Hills, Michigan, или защитное покрытие от ультрафиолетового излучения на основе двуокиси кремния, доступное от Tru-Vue, Inc., Chicago, III. Защитное покрытие от ультрафиолетового излучения 10 включает не менее одного слоя и блокирует, по крайней мере, некоторое количество ультрафиолетового излучения. Например, и без ограничений, любое из покрытий описанное и/или проиллюстрированное в любом из следующих патентов США, US Patent Nos. 5332618 или 5371138 (оба включены в описание в качестве ссылки) могут также быть использованы как защитное покрытие от ультрафиолетового излучения 10 в некоторых вариантах осуществления этого изобретения. В некоторых примерах осуществления этого изобретения защитное покрытие от ультрафиолетового излучения 10 препятствует не менее чем примерно 50% ультрафиолетового излучения (300-380 нанометров) достичь того же при прохождении через оконный блок, более предпочтительно не менее чем примерно 70%, даже более предпочтительно препятствует не менее чем примерно 80% ультрафиолетового излучения достичь того же при прохождении через оконный блок, и наиболее предпочтительно препятствует не менее чем примерно 90% ультрафиолетового излучения достичь того же при прохождении через оконный блок. Другими словами, защитное покрытие от ультрафиолетового излучения 10 предпочтительно блокирует не менее чем примерно 50% ультрафиолетового излучения (то есть от 300-380 нанометров), более предпочтительно не менее чем примерно 70% ультрафиолетового излучения, даже более предпочтительно не менее чем примерно 80%, и наиболее предпочтительно не менее чем примерно 90% ультрафиолетового излучения. Защитное покрытие от ультрафиолетового излучения 10 может блокировать ультрафиолетовое излучение (от 300-380 нанометров), например, и без ограничений, путем отражения такого ультрафиолетового излучения, путем абсорбции такого ультрафиолетового излучения, и/или преобразования некоторого количества такого ультрафиолетового излучения в другой вид излучения (например, инфракрасное излучение), и/или нечто подобное. Отмечается, что покрытие 10 не ограничено до определенных покрытий, описанных ранее, так как любое подходящее защитное покрытие от ультрафиолетового излучения может быть использовано как покрытие 10 в различных вариантах осуществления этого изобретения. Защитное покрытие от ультрафиолетового излучения 10 в соответствии с различными вариантами осуществления этого изобретения может быть произведено любым подходящим способом (например, посредством напыления, посредством вакуумного напыления, посредством капиллярного воздействия, посредством нанесения покрытия посредством валка и/или нечто подобное).

В некоторых примерах осуществления этого изобретения защитное покрытие от ультрафиолетового излучения 10 может быть сделано из или включать коллоидный электропроводящий раствор оксида, имеющего защитные характеристики, как от инфракрасного, так и ультрафиолетового излучений. В некоторых примерах осуществления этого изобретения для защитного покрытия от ультрафиолетового излучения 10 предоставляется покрытие из значительно более прозрачного композитного оксида, который включает вяжущий материал на основе двуокиси кремния, антимонит цинка и защитный материал от ультрафиолетового излучения, тем самым позволяющее нанесение покрытия (например, нанесение посредством раствора для покрытия) после его приготовления, чтобы блокировать значительные количества и инфракрасного и ультрафиолетового излучений. В некоторых примерах осуществления этого изобретения защитное покрытие от ультрафиолетового и инфракрасного излучений включает каждого из оксида церия и антимонита цинка в форме наночастиц и оксид кремния (например, SiO₂). Было обнаружено, что такие покрытия являются эффективными при блокировании и ультрафиолетового, и инфракрасного излучений, и также устойчивый к высокой температуре, так как спектральная характеристика остается в основном неизменной в некоторых примерах после одного или двух часов усиленного нагревания (например, до примерно 400 или 450єC). В некоторых примерах осуществления предмет с покрытием имеет распространение для волны длиной от 2300 нм и менее чем на 10%. В некоторых примерах осуществления этого изобретения покрытие коллоидного типа содержит от примерно 15 до 50% оксида церия (более предпочтительно от примерно 20 до 45%, и более всего предпочтительно от примерно 30 до 40%), от примерно 30 до 70% антимонита цинка (более предпочтительно от примерно 35 до 65%, и более всего предпочтительно от примерно 40 до 55%), и от примерно 5 до 35% оксида кремния (более предпочтительно от примерно 10 до 30%, и более всего предпочтительно от примерно 12 до 25%). Было найдено, что эти количества таких материалов в покрытии коллоидного типа дают покрытие, которое является эффективным при блокировании ультрафиолетового и инфракрасного излучений, а также и устойчивым к высоким температурам. В случае когда коллоидный оксид сурьмы является золем оксида сурьмы, способ получения электропроводящего безводного антимоната цинка, включая покрытия, в соответствии с определенными примерами осуществления настоящего изобретения, может быть осуществлен, в частности, смешиванием золя оксида и соединения цинка, с последующим обжигом смеси при температуре от 300 до 680°C после высушивания. Соединение цинка, которое может быть использовано в некоторых примерах осуществления настоящего изобретения является, по крайней мере, одним из соединений цинка, выбранным из группы, состоящей из гидроксида цинка, оксида цинка, солей неорганических кислот цинка и органических солей цинка. Соли неорганических кислот цинка включают карбонат цинка, основной карбонат цинка, нитрат цинка, хлорид цинка, сульфат цинка и нечто подобное. Соли органических кислот цинка включают муравьинокислый цинк, уксуснокислый цинк, цинковая соль щавелевой кислоты и нечто подобное. Эти соединения цинка могут быть теми соединениями, которые размещены на рынке, как промышленные химикаты. Когда используют гидроксид и оксид цинка, предпочтительно, чтобы первоначальный диаметр частиц был равен 100 мм или менее. В частности, предпочтительны соли, содержащие кислоты, которые испаряются при обжигании, например, соли угольной кислоты и соли органических кислот. Они могут быть использованы сами по себе или как смеси двух или более солей. Коллоидный оксид сурьмы, который может быть использован, является оксидом сурьмы, имеющим первоначальный диаметр частиц, равный 100 мм или менее, и включает золь пятиокиси сурьмы (Sb₂O₅), золь состава Sb₆O₃₀, золь состава Sb₂O₄(OH), коллоидное соединение состава Sb₂O₃ и нечто подобное. Золь пятиокиси сурьмы (Sb₂O₅) может быть получен известными способами, например способом, в котором окисляют триоксид сурьмы (Sb₂O₃), способом в котором сурьмянокислый натрий обрабатывается кислотой и/или нечто подобным. Золь состава Sb₆O₃₀ может быть получен способом, в котором окисляют триоксид сурьмы (Sb₂O₃), а золь состава Sb₂O₄(OH) может быть получен способом, в котором окисляют триоксид сурьмы (Sb₂O₃). Коллоидный триоксид сурьмы (Sb₂O₃) может быть получен способом в газовой фазе, в определенных вариантах примера. Использование такого покрытия 10, которое блокирует и ультрафиолетовое, и инфракрасное излучения, может дать возможность, например, чтобы покрытие с низкой излучательной способностью было отброшено в некоторых примерах осуществления этого изобретения, или, альтернативно, может допустить меньший вид покрытия с низкой излучательной способностью, такое как пиролитическое покрытие, которое меньше блокирует инфракрасное излучение и было использовано, как покрытие 9, в следующих примерах осуществления этого изобретения. Таким образом, это будет принято во внимание, что покрытие с низкой излучательной способностью может быть отброшено в некоторых примерах осуществления этого изобретения.

В следующих примерах осуществления этого изобретения защитное покрытие от ультрафиолетового излучения 10 может быть или включать любое покрытие, упомянутое в патенте США, US Patent No. 6649212, содержание которого включено в описании в качестве ссылки. Например, защитное покрытие от ультрафиолетового излучения может включать в себя соединение, абсорбирующее ультрафиолетовое излучение, содержащее сменяющие друг друга повторяющиеся компоненты: (1) первый мономер, полученный из соединения, имеющего общую формулу:

(CH₂OCHCH₂)-R_z-[(R_a(OR)_b-Si-o-Si-R_a(OR)_b)]_c-R_z-(CH₂OCHCH₂),

где (CH₂OCHCH₂) является эпоксидной группой, R_z - органическая группа, связанная с атомом кремния силоксана и эпоксидными группами, R_a - органическая группа, связанная с атомом кремния и включающая от одного до шести атомов углерода, (OR)_b - алкоксигруппа, где R - органический радикал, имеющий от одного до шести атомов углерода, a и b каждый, по крайней мере один, a + b) равно 3, и с представляет количество повторяющихся звеньев Si-o-Si и составляет не менее 1, и (2) второй мономер, полученный из ароматического, абсорбирующего ультрафиолетовое излучение соединения, имеющего не менее двух ароматических гидроксильных групп, реагирующих с эпоксидными группами, упомянутого первого мономера. В некоторых примерах вторым мономером может быть двух-, трех- и четырехфункциональный оксибензофенон. В некоторых примерах вторым мономером может быть 2,2' диоксибензофенон или 2,2'-4,4' тетраоксибензофенон.

В следующих примерах осуществления этого изобретения защитное покрытие от ультрафиолетового излучения 10 может быть любого вида, рассмотренного в документе US Serial No. 10/922235, содержание которого включено в описание в качестве ссылки. Например, может быть предоставлено защитное покрытие от ультрафиолетового излучения, которое позволяет сделать возможным при относительно более низкой температуре реакции образование поперечных межмолекулярных связей между соединением, абсорбирующим ультрафиолетовое излучение и эпоксиалкоксисиланом. Точнее покрытия, абсорбирующие ультрафиолетовое излучение, на прозрачных подложках, получены предварительной полимеризацией смеси, в основном состоящей из оксибензофенона, эпоксиалкоксисилана и органического катализатора, при повышенной температуре, между примерно от 40єC до примерно 130єC, и за достаточное время, так что между от примерно 30 до примерно 70% частей эпоксиалкоксисилана образуют олигомеры с открытыми кольцами и полимеры со степенью полимеризации между, от примерно 2 до примерно 2000, и более предпочтительно между от примерно 2 до 200.

Такая предполимеризационная смесь может быть потом нанесена на поверхность прозрачной подложки. Наиболее предпочтительно, перед тем как нанести ее на подложку, подвергнуть предполимеризационную смесь гидролизу в кислотно-спиртовом растворе. Например, в качестве соединения абсорбента ультрафиолетового излучения используют тетраоксибензофенон. Примером эпоксиалкоксисилана является 3-глицид-оксипропил-триметоксисилан (иногда, в дальнейшем, упоминаемый более просто, как «глимо»/«glymo»). Возможно, что предполимеризация будет действовать в присутствии третичного амина, такого как триэтиламин, который признан, как органический катализатор, один из многих других возможных аминов катализаторов, применяемых в технике. В дополнение, также можно использовать основной алкоголят, ROM, где M щелочной металл или щелочноземельный металл, и RO любое подходящее растворимое органическое вещество, которое будет реагировать с «глимо» эпоксидным кольцом или с RSi(OR)₃ группой. Также в качестве катализаторов можно использовать и соединения такого вида, как R₄NOH и R₄POH, для олигомеризации раскрытия кольца или полимеризации эпоксигрупп в «глимо».

Как показано на Фиг.1, блоки с изоляционным стеклом обычно характеризуются, как имеющие четыре поверхности. В особенности, поверхность #1 - на внешней стороне здания (где расположено солнце на Фиг.1), поверхность #2 - внутренняя с покрытием/без покрытия поверхность той же подложки 1, но обращен в сторону внутреннего пространства/просвета 7 блока с изоляционным стеклом, поверхность #3 - внутренняя с покрытием/без покрытия поверхность другой подложки 3, обращенной в сторону внутреннего пространства/просвета 7, и поверхность #4, обращенная на внутреннюю часть здания. На Фиг.1 примера осуществления, оба, покрытие с низкой излучательной способностью 9 и защитное покрытие от ультрафиолетового излучения 10 представлены на поверхности #2. Это может быть благоприятным, это дает возможность блокировать значительное количество инфракрасного и ультрафиолетового излучения до достижения им пространства 7.

На Фиг.2 представлен поперечный вид части оконного блока с изоляционным стеклом в соответствии с различными вариантами осуществления этого изобретения. Вариант по Фиг.2, такой же, как по Фиг.1, рассмотренный ранее за исключением того, что покрытие с низкой излучательной способностью 9 и покрытие от ультрафиолетового излучения 10 расположены на подложке 3 и таким образом на поверхности #3 оконного блока с изоляционным стеклом.

На Фиг.3 представлен поперечный вид части оконного блока с изоляционным стеклом в соответствии с различными вариантами осуществления этого изобретения. Вариант осуществления по Фиг.3, такой же, как Фиг.1 осуществления, рассмотренный ранее, за исключением того, что покрытие с низкой излучательной способностью 9 и покрытие от ультрафиолетового излучения 10 расположены на противоположных подложках 1 и 3.

При желании, в любом из вариантов осуществления Фиг. 1 и 3, небольшое обслуживание покрытия 12, такого как один или более слой(ев), содержащих или включающих алмазоподобный углеродный (АПУ) слой(и), может быть предусмотрено на поверхности #1, как показано на Фиг. 1-3. Алмазоподобный углеродный (АПУ) слой(и) 12 содержит или включает алмазоподобный углерод (АПУ) и может состоять из одного или более слоев. Алмазоподобный углеродный (АПУ) слой(и) 12 предпочтительно частично или полностью аморфный в различных вариантов осуществления этого изобретения. Более того, алмазоподобный углеродный (АПУ) слой(и) 12 предпочтительно включает больше sp³ углерод-углеродных связей, чем sp² углерод-углеродные связи. В некоторых примерах осуществления этого изобретения не менее 50% углерод-углеродных связей в алмазоподобном углеродном (АПУ) слое(ях) 12 связи sp³ вида, более предпочтительно не менее примерно 60% углерод-углеродных связей - связи sp³ вида, наиболее предпочтительно не менее примерно 70% углерод-углеродных связей в алмазоподобном углеродном (АПУ) слое(ях) 12 являются связями sp³ вида. В некоторых примерах осуществления этого изобретения алмазоподобный углеродный (АПУ) слой(и) 12 имеет среднюю плотность не менее примерно 2,4 г/см³, более предпочтительно не менее примерно 2,7 г/см³и/или может иметь среднюю твердость не менее примерно 10 ГПа (более предпочтительно не менее примерно 20 ГПа, и наиболее предпочтительно не менее примерно 30 ГПа). В некоторых примерах осуществления этого изобретения алмазоподобный углеродный (АПУ) слой(и) 12 может включать другие материалы, такие как водород, бор, кремний, кислород, и/или нечто подобное. Например, алмазоподобный углеродный (АПУ) слой(и) 12 может включать от примерно 5-25% водорода (Н) в определенных вариантах осуществления, более предпочтительно от примерно 10-20% Н. Алмазоподобный углеродный (АПУ) слой(и) 12 может быть гидрофобным (высокий угол смачивания), гидрофильным (низкий угол смачивания), или ни тем ни другим в различных вариантах осуществления этого изобретения. Только с целью примера, алмазоподобный углеродный (АПУ) слой(и) 12 может содержать или включать любые содержащие алмазоподобный углерод (АПУ) слой(и) или системы покрытий, описанные в любом из патентов США, US Pat. Nos. 6261693, 6277480, 6280834, 6303225, и/или 6284377 (все из них включены в ссылки) в различных вариантах осуществления этого изобретения. Алмазоподобный углеродный (АПУ) слой(и) 12 может быть нанесен на подложку 1 посредством ионно-лучевой технологии напыления или любым другим подходящим способом нанесения покрытий (например, см. способы, описанные в вышеупомянутых патентах, включенных в ссылки). В некоторых примерах осуществления этого изобретения, возможно, что слой 12 может быть фотокаталитическим покрытием, таким как TiO₂ в некоторых примерах осуществления этого изобретения.

В альтернативных примерах осуществления этого изобретения алмазоподобный углеродный (АПУ) слой(и) 12 может вместо или в дополнение быть размещен на поверхности #4 (то есть на подложке 3) аналогичным способом как показано при нанесении покрытия 12а на Фиг.3.

Ввиду наличия как защитного покрытия от инфракрасного излучения (например, покрытие с низкой излучательной способностью 9), так и защитного покрытия от ультрафиолетового излучения 10, оконные блоки с изоляционным стеклом в соответствии с некоторыми примерами осуществления этого изобретения, как показано на Фиг.1-3, могут иметь следующие характеристики солнечной энергии (например, где стеклянная подложка 1 с покрытием является прозрачной подложкой из силикатного стекла, с толщиной от 2 до 3,2 мм, и другая стеклянная подложка 3 из силикатного стекла, прозрачная с толщиной от 2 до 3,2 мм). В таблице 1, ниже, R_gY является видимым отражением от внешней, т.е. наружной части окна/здания (т.е., от той стороны, где находится солнце), R_fY является видимым отражением от внутренней стороны (например, от внутренней части здания) и a*, b* значения, в соответствии с этими относительными параметрами отражения, также соответствующие стороне стекла (с) (т.е. от внешней стороны окна на Фиг.1-2) и стороне покрытия (п) (т.е. от внутренней стороны окна на Фиг.1-2).

Отмечается, что некоторые параметры могут быть отрегулированы установкой толщины слоя. Например, коэффициент прохождения ультрафиолетового излучения может быть понижен регулировкой толщины диэлектрического слоя(ев).

В некоторых примерах осуществления этого изобретения оконные блоки с изоляционным стеклом блокируют не менее примерно 80% ультрафиолетового излучения 300-380 нанометров, тем самым предупреждая от проникновения внутрь здания такого же количества излучения (более предпочтительно блокирует не менее примерно 90% ультрафиолетового излучения 300-380 нанометров, даже более предпочтительно блокирует не менее примерно 95% ультрафиолетового излучения 300-380 нанометров, и наиболее предпочтительно блокирует не менее примерно 97% ультрафиолетового излучения при 300-380 нанометров, тем самым предупреждая от проникновения внутрь здания такого же количества излучения). Другими словами, оконные блоки с изоляционным стеклом в соответствии с некоторыми примерами осуществления этого изобретения имеют коэффициент пропускания ультрафиолетового излучения при 300-380 нанометров не более чем примерно 20%, более предпочтительно, не более чем примерно 10%, даже более предпочтительно не более чем примерно 5%, и более всего предпочтительно не более чем примерно 3%.

На Фиг.4 представлен поперечный вид примера покрытия с низкой излучательной способностью 9, который может быть размещен на подложке 1(или 3) в некоторых примерах осуществления этого изобретения. Подложка 1(и/или 3) может быть, например и без ограничений, стеклом прозрачным, зеленого, красновато-коричневого или сине-зеленого цвета от примерно 1,0 до 10,0 мм толщиной, более предпочтительно от примерно 1,8 мм до 4 мм толщиной. Как показано на Фиг.4, покрытие с низкой излучательной способностью 9 может включать в себя диэлектрический слой 3, диэлектрический слой 5, слой, содержащий оксид цинка 7, слой, отражающий инфракрасное излучение 9, содержащий или включающий серебро, золото или нечто подобное, верхний контактный слой 11, содержащий или включающий оксид никеля и хрома (например, NiCrO_x), слой 12, состоящий из или включающий оксид титана (TiOx), слой 13, включающий оксид металла, и диэлектрический слой 15, состоящий или включающий такой материал, как нитрид кремния и/или оксинитрид кремния, который может в некоторых примерах быть защитным покрытием. Другие слои и/или материалы могут также быть представлены в некоторых примерах осуществления этого изобретения и также возможно, что определенные слои могут быть перемещены или разделены в некоторых примерах. Нижний диэлектрический слой 3 может быть сделан из или включать оксид титана в некоторых примерах осуществления этого изобретения. Оксид титана слоя 3 в определенных примерах может быть представлен TiO_x, где x от 1,5 до 2,5, наиболее предпочтительно примерно 2. Оксид титана может быть нанесен путем распыления частиц или как в различных вариантах осуществления. В некоторых примерах диэлектрический слой 3 может иметь индекс рефракции (n) при 550 нанометрах не менее 2,0, более предпочтительно не менее 2,1 и возможно от примерно 2,3 до 2,6, когда слой из или включает диоксид титана. В некоторых вариантах осуществления этого изобретения толщина оксида титана, включающего слой 3, контролируется, так как даст возможность величинам цветовых характеристик (например, передаваемость, способность отражаться со стороны покрытия и/или отражаться со стороны стекла) a* и/или b* быть, в известной степени, нейтральными (т.е. близко от нуля) и/или подходящими. Другие материалы могут быть использованы в дополнение или вместо оксида титана в некоторых примерах. В определенных альтернативных примерах осуществления, Ti в оксиде слоя 3 может быть заменен на другой металл.

Диэлектрический слой 5 необязательный и может быть изготовлен или включать оксид металла, такой как оксид олова в некоторых примерах осуществления этого изобретения. Оксид металла, включающий в себя слой 5, может быть предусмотрен для улучшения соединения между оксидом титана слоя 3 и оксидом цинка слоя 7 в некоторых примерах осуществления. Оксид олова слоя 5 может быть легирован другими материалами, такими как азот в некоторых примерах осуществления этого изобретения. В некоторых примерах оксид олова, включающий в себя слой 5, может быть благоприятным в этом, он может увеличить пропускную способность производителя покрытия по покрытию или сэкономить расходы, по сравнению с тем, что если бы эта порция покрытия была сделана из оксида титана или нитрида кремния, которые медленнее наносятся и/или являются более дорогими (хотя эти материалы также возможны). Нижний контактный слой 7 в некоторых примерах осуществления этого изобретения сделан из или включает оксид цинка (например, ZnO). Оксид цинка слоя(ев) 7 может содержать другие материалы, также как Al (например, чтобы получить ZnAlO_x) в некоторых примерах осуществления. Например, в некоторых примерах осуществления этого изобретения оксид цинка слоя 7 может быть легирован алюминием от примерно 1 до 10% Al (или B), более предпочтительно от примерно 1 до 5% Al (или B), и наиболее предпочтительно от примерно 2 до 4% Al (или B). Использование оксида цинка 7 под серебром в слое 9 позволяет достичь отличного качества серебра.

Слой 9 отражающий инфракрасное излучение предпочтительно, по существу, или полностью металлический и/или токопроводящий материал и может включать или состоять в основном из серебра (Ag), золота или любого другого подходящего материала, отражающего инфракрасное излучение. Отражающий инфракрасное излучение слой 9 помогает предоставить покрытию иметь покрытие с низкой излучательной способностью и/или хорошие характеристики по контролю за солнечной энергией, такие как низкая излучательная способность, низкое поверхностное сопротивление слоя и так далее. Отражающий инфракрасное излучение слой может, тем не менее, быть слегка окисленным в определенных примерах осуществления этого изобретения. В некоторых примерах осуществления этого изобретения расстояние между подложкой и целевым объектом серебряного покрытия (например, серебряное плоское покрытие), использованного в напылении слоя 9, отражающего инфракрасное излучение, уменьшено по сравнению с общепринятой практикой. Верхний контактный слой 11 может быть из или включать оксид Ni и/или Cr. В некоторых примерах осуществления этого изобретения верхний контактный слой 11 может быть из или включать оксид никеля (Ni), оксид хрома (Cr) или оксид никелевого сплава, такого как оксид никель хрома (NiCrO_x) или другого подходящего материала(ов). Использование, в качестве примера, NiCrO_x в этом слое позволяет улучшить его надежность. NiCrO_xслой 11 может быть полностью окислен в некоторых вариантах осуществления этого изобретения (т.е. полностью стехиометрически) или альтернативно может быть окислен только частично. В некоторых примерах NiCrO_xслой 11 может быть окислен не менее чем примерно на 50%. Контактный слой 11 (например, сделанный или содержащий оксид Ni и/или Cr) может или не может быть подвергнут окислительной сортировке в различных вариантах этого изобретения. Окислительная сортировка означает, что степень окисления в слое меняется по всей толщине слоя так, что, например, контактный слой может быть отсортирован так, чтобы быть менее окисленным, на контактной поверхности с непосредственно прилегающим слоем, отражающим инфракрасное излучение, чем в той части контактного слоя, расположенной дальше или на большем/на самом большом расстоянии от непосредственно прилегающего слоя, отражающего инфракрасное излучение. Описания различных видов окислительной сортировки контактных слоев изложены в патенте США, US Patent No. 6576349, содержание которого раскрыто и включено далее в ссылке. Контактный слой 11 (например, выполненный или включающий оксид Ni и/или Cr) может или не может быть непрерывным в различных вариантах осуществления этого изобретения, поперек всего слоя, отражающего инфракрасное излучение.

Слой оксида титана 12 размещен поверх слоя 9, отражающего инфракрасное излучение и непосредственно на нем, и соприкасается с контактным слоем 11 на Фиг.4 варианта осуществления. Как здесь объяснено, неожиданно было найдено, что размещение слоя 12, состоящего в основном из или включающего оксид титана поверх слоя 9, отражающего инфракрасное излучение, неожиданно улучшает качество слоя, отражающего инфракрасное излучение, тем самым, давая возможность образцу с покрытием проявить улучшенные термические и оптические свойства. Слой 12 оксида титана может быть стехиометрическим (TiO₂) или нестехиометрическим в различных вариантах осуществления этого изобретения. Диэлектрический слой 13 может быть выполнен из или включать оксид металла, такой как оксид олова в некоторых примерах осуществления этого изобретения. Оксид металла, содержащий слой 13, размещен с противоотражательным назначением, и также улучшает излучательную способность образца с покрытием и стабильность и эффективность процесса производства. Более того, оксид олова в слое 13 обеспечивает хорошую адгезию к оксиду титана в слое 12 и обеспечивает хорошую прочность в этом отношении. Слой оксида олова 13 может быть легирован другими материалами, такими как азот, в различных примерах осуществления этого изобретения. В различных примерах оксид олова, включающий слой 5, может быть благоприятным в этом, он может увеличить объем выпуска покрытий производителя покрытий или сэкономить расходы, по сравнению с тем, что если бы эта порция покрытия была сделана из оксида титана или нитрида кремния, которые медленнее наносятся и/или являются более дорогими (хотя эти материалы также могут заменить слой 13). Диэлектрический слой 15, который может быть покрытием в некоторых примерах, может быть выполнен из или включать нитрид кремния (например, Si₃N₄), или любой другой подходящий материал в некоторых примерах осуществления этого изобретения, такой как оксинитрид кремния. В дополнение другие слои могут быть нанесены поверх слоя 15. Слоя 15 представлен для усиления прочности и чтобы защитить нижележащие слои. В некоторых примерах осуществления слой 15 может иметь индекс рефракции (n) от примерно 1,9 до 2,2, более предпочтительно от примерно 1,95 до 2,05.

Другие слой(и), ниже или выше представленного на рисунках покрытия 9 могут быть также представлены. Таким образом, в то время как система слоев или покрытие находятся на подложке 1 или поддерживаются подложкой 1 (непосредственно или косвенно), другой слой(и) может быть представлен между ними. Таким образом, например, покрытие, представленное на Фиг.4, может быть рассмотрено как находящееся на подложке 1 и поддерживаемое подложкой 1 (или 3), даже если другой слой(и) представлен между слоем 3 и подложкой 1 (или 3). Более того, некоторые слои представленного на рисунке покрытия могут быть убраны в некоторых примерах осуществления, в то время как другие могут быть добавлены между различными слоями или различные слои могут быть расщеплены другими слоями, добавленными между расщепленными секциями в других вариантах осуществления этого изобретения без отступления от общей идеи некоторых вариантов осуществления этого изобретения. Например и без ограничений, слой 5 и/или слой 13 могут быть убраны в некоторых ситуациях примера.

Тогда как различные толщины покрытий могут быть использованы в различных вариантах осуществления этого изобретения в качестве примера неограниченного покрытия с низкой излучательной способностью 9, примеры толщин и материалов для соответствующих слоев на стеклянной подложке 1 (или 3) на Фиг.4 варианта осуществления следующие, от стеклянной подложки наружу (например, содержание Al в слое 7 из оксида цинка может быть от примерно 1-10%, более предпочтительно от примерно 1-3% в некоторых примерах):

Также отмечено, что взамен и другие покрытия с низкой излучательной способностью 9 могут быть использованы в любых вариантах осуществления Фиг. 1-3. Например, и без ограничений, регулирования солнечной энергии или покрытия с низкой излучательной способностью, описанные и/или представленные в любом из патентов US Patent Nos. 6632491, 5800933, 5837108, 5557462, 6014872, 5514476, 5935702, 4965121, 5563734, 6030671, 4898790, 5902505, 3682528 или WO 01/66482, или WO 01/66483, могут быть взамен использованы для покрытия 9 в любом варианте осуществления этого изобретения, все из этих патентных документов включены в ссылки.

Материалы, конкретные слои и толщины для покрытий, обсужденные ранее, приведены здесь только в качестве примера и не намерены ограничивать, пока на них специально не заявлены права.

Несмотря на то что изобретение описано, в соответствии с тем, что было рассмотрено, чтобы быть наиболее полезным и предпочтительным вариантом осуществления, должно быть понято, что изобретение не должно быть ограничено до раскрытого варианта осуществления, но и, наоборот, предназначено для осуществления различных модификаций и эквивалентных действий не меняя существа и в объеме прилагаемой формулы изобретения.

Реферат

Изобретение относится к оконному блоку с изоляционным стеклом. Технический результат изобретения заключается в снижении пропускания блоком ультрафиолетового и инфракрасного излучения. Оконный блок содержит первую и вторую стеклянную подложку. На одной из подложек расположено многослойное покрытие для регулирования солнечной энергии, на которое нанесено защитное покрытие от ультрафиолетового излучения. Покрытие для регулирования солнечной энергии включает в себя один защитный слой от инфракрасного излучения и диэлектрические слои. Покрытие для регулирования солнечной энергии имеет излучательную способность (Еn) не более чем 0,07 и/или поверхностное сопротивление слоя (Rs) не более чем 5 Ом/м2. Защитное покрытие от ультрафиолетового излучения блокирует не менее 50% ультрафиолетового излучения от 300 до 380 нм. Оконный блок с изоляционным стеклом имеет прозрачность не менее 60% и блокирует не менее 80% ультрафиолетового излучения от 300-380 нм. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 ил.

Формула