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本申请享有且主张2018年9月24日申请的美国临时专利申请第62/735,632号的优先权,且通过引用将其公开内容以其全文并入本文。

技术领域

本发明涉及包含光吸收材料且可用于吸收和透射所需范围的电磁辐射的涂覆制品。

背景技术

用于包括建筑应用、汽车应用、消费者用具等之各种应用中的基材通常涂覆有功能和/或美观涂层。例如,太阳能控制涂层通常施加在透明建筑及汽车基材上以反射和/或吸收光。例如,太阳能控制涂层通常被用来阻挡或过滤一些范围的电磁辐射以减少进入车辆或建筑物的太阳能的量。减少太阳能透射还有助于减少该车辆或建筑物的冷却单元的能量负载。因此需要提供阻挡或过滤一些范围的电磁辐射的新涂层。

发明内容

本发明涉及一种涂覆制品,包含:基材,施加在该基材的至少一部分上方的涂层,和光吸收层。该涂层包括:在该基材的至少一部分上方的第一介电层,在该第一介电层的至少一部分上方的第一金属层,在该第一金属层的至少一部分上方的第二介电层,和在该第二介电层的至少一部分上方的外敷层。光吸收层在该第二介电层与该外敷层之间和/或是该外敷层的一部分。该光吸收层包含或可选自下组:Ge、GeO

该光吸收材料可在该第二介电层上方、在该第二介电层与该外敷层之间、在该外敷层下方或可为该外敷层的一部分。

该涂层还可包括在该第二介电层的至少一部分上方的第二金属层和在该第二金属层的至少一部分上方的第三介电层。此外,该外敷层在该第三介电层的至少一部分上方且该光吸收层在该第三介电层上方、在该外敷层与该第三介电层之间或可为该外敷层的一部分。

该涂覆制品还可包括在该第三介电层的至少一部分上方的第三金属层和在该第三金属层的至少一部分上方的第四介电层。该外敷层在该第四介电层的至少一部分上方。该光吸收层在该第四介电层上方、在该第四介电层与该外敷层之间或可为该外敷层的一部分。

该涂覆制品还可包括在该第四介电层的至少一部分上方的第四金属层和在该第四金属层的至少一部分上方的第五介电层。该外敷层在该第五介电层的至少一部分上方。该光吸收层在该第五介电层上方、在该第五介电层与该外敷层之间、在该外敷层下方或可为该外敷层的一部分。

本发明还涉及一种涂覆制品,其包括玻璃基材和施加在该基材的至少一部分上方的涂层,其中该涂层包括在该基材的至少一部分上方的第一介电层;在该第一介电层的至少一部分上方的第一金属层;在该第一金属层的至少一部分上方的第二介电层;在该第二介电层的至少一部分上方的第二金属层;在该第二金属层的至少一部分上方的第三介电层;和在该第三介电层的至少一部分上方的外敷层。所述金属层中的至少一个金属层是连续金属层且至少一个清漆层形成所述金属层中的至少一个金属层上方。光吸收层在该第三介电层上方、在该第三介电层与该外敷层之间、在该外敷层下方或可为该外敷层的一部分。此外,该光吸收层包含或可选自下组:Ge、GeO

该涂层还可包括一个或多个另外的金属层及一个或多个介电层。每个另外的金属层形成在先前形成的介电层的至少一部分上方且另外的介电层形成在每个另外的金属层上方。此外,该外敷层形成在最上方介电层的至少一部分上方且该光吸收层形成在该最上方介电层上方、在该最上方介电层与该外敷层之间、在该外敷层下方或可为该外敷层的一部分。

附图说明

图1A至1D:具有本发明特征的涂覆制品的侧视(未依比例)图,其中光吸收层定位在该基材与该第一介电层的第一膜之间用于单一金属层涂层堆叠(图1A)、双金属层涂层堆叠(图1B)、三金属层涂层(图1C)和四金属层涂层(图1D)。

图2A至2D:具有本发明特征的涂覆制品的侧视(未依比例)图,其中光吸收层定位在该第一清漆层与该第二介电层的第一膜之间用于单一金属层涂层堆叠(图2A)、双金属层涂层堆叠(图2B)、三金属层涂层(图2C)和四金属层涂层(图2D)。

图3A至3D:具有本发明特征的涂覆制品的侧视(未依比例)图,其中光吸收层定位在该第二介电层的第一膜与该第二介电层的第二膜之间用于单一金属层涂层堆叠(图3A)、双金属层涂层堆叠(图3B)、三金属层涂层(图3C)和四金属层涂层(图3D)。

图4A至4D:具有本发明特征的涂覆制品的侧视(未依比例)图,其中光吸收层定位在该外敷层内用于单一金属层涂层堆叠(图4A)、双金属层涂层堆叠(图4B)、三金属层涂层(图4C)和四金属层涂层(图4D)。

图5A至5D:具有本发明特征的涂覆制品的侧视(未依比例)图,其中光吸收层定位在该最上方介电层与该外敷层之间用于单一金属层涂层堆叠(图5A)、双金属层涂层堆叠(图5B)、三金属层涂层(图5C)和四金属层涂层(图5D)。

具体实施方式

对以下详细说明来说,应了解的是除非特别相反地规定,本发明可假设各种替代变化和步骤顺序。此外,除了在任何操作例中,或另外表示时以外,全部数字表示,例如说明书和权利要求书中使用的成分的量应理解为在所有情形中均被术语「大约」修饰。因此,除非相反地表示,在以下说明书和所附的权利要求书中提出的数字参数是可依据欲由本发明获得的所需性质而改变的近似值。无论如何,且非试图限制权利要求的范围的等同原则的应用,各数字参数应至少按照报告的有效位数的数字且通过应用一般舍入技术来解释。

虽然说明本发明的最广范围的数字范围和参数为近似值,但仍尽可能准确地报告在具体实施例中说明的数值。但是由于在其各测试测量中发现的标准偏差,任一数值都固有地包含一些误差。

此外,应了解的是在此所述的任何数字范围意图包括在此包含之全部子范围。例如,「1至10」的范围意图包括在(且包括)所述最小值1与所述最大值10之间,即,具有等于或大于1的最小值及等于或小于10的最大值的全部子范围。

在这个申请中,除非另外具体声明,使用单数包括复数且复数包含单数。此外,在这个申请中,除非另外具体声明,即使在一些情形中清楚地使用「和/或」,使用「或」也表示「和/或」。另外,在这个申请案,除非另外具体声明,使用「一」表示「至少一」。

此外,在此使用的术语「形成在…上方」、「沉积在…上方」或「设置在…上方」表示形成、沉积或设置在表面上但不一定与该表面接触。例如,涂层「形成在基材上」未排除存在设置在形成的涂层与该基材之间的相同或不同组成的一个或多个其他涂层或膜。

术语「可见光区域」或「可见光」表示具有在380nm至800nm的范围内的波长的电磁辐射。术语「红外线区域」或「红外线辐射」表示具有在大于800nm至100,000nm的范围内的波长的电磁辐射。术语「紫外线区域」或「紫外线辐射」表示具有在300nm至小于380nm的范围内的波长的电磁能量。

本发明的讨论可说明一些特征在一些限制内为「特别地」或「优选地」(例如,在一些限制内「优选地」、「更优选地」或「最优选地」)。应了解的是本发明不限于这些特别或优选限制而是包含该公开内容的全部范围。

在此使用的术语「膜」表示一所需或所选涂层组成的涂层区域。「层」可包含一个或多个「膜」,且「涂层」或「涂层堆叠」可包含一个或多个「层」。术语「临界厚度」表示这样的厚度:大于该厚度涂层材料形成连续、不中断层,且小于该厚度该涂层材料形成该涂层材料的不连续区域或岛而非连续层。术语「次临界厚度」表示小于该临界厚度的厚度使得该涂层材料形成该涂层材料的隔离、非连接区域。术语「孤岛化」表示该涂层材料不是连续层而是该材料沉积形成多个隔离区域或岛。

如上所述,本发明涉及涂覆基材。施加在该基材上方的该涂层可作为太阳能控制涂层。在此使用的术语「太阳能控制涂层」表示由一个或多个层或膜形成的涂层,且该一个或多个层或膜影响该涂覆制品的太阳能性质,例如,但不限于:太阳能辐射例如由该涂覆制品反射、被该涂覆制品吸收或通过该涂覆制品的可见光、红外线或紫外线辐射的量;遮阳系数;发射率等。该太阳能控制涂层可阻挡、吸收或过滤太阳光谱的选择部分,例如,但不限于IR、UV和/或可见光谱。

本发明的涂层通常施加在具有一定程度的透明性的基材上,包括但不限于绝缘玻璃单元(IGU)。可了解的是本发明涂层可用各种类型基材来实施。例如,本发明的涂层可施加在层叠或非层叠家用和/或商用窗、绝缘玻璃单元和/或用于陆地、空中、太空、水上及水下载具之透明片上。适当基材的其他非限制例包括:包括但不限于钢、镀锌钢、不锈钢和铝的金属基材;陶瓷基材;瓷砖基材;塑料基材(例如,丙烯酸聚合物,如聚丙烯酸酯;聚烷甲基丙烯酸酯,如聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯和聚甲基丙烯酸丙酯等;聚氨酯;聚碳酸酯;聚对苯二甲酸烷二酯,如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二酯及聚对苯二甲酸丁二酯等;含聚硅氧烷的聚合物;或用于制备这些的任何单体的共聚物,或其任何混合物);或任何上述者的混合物或组合。

如前所述,该基材可包括透明基材。可了解的是虽然典型透明基材可具有足够的可见光透射率使得可透过该透明性看到材料,但是对可见光而言该透明性不必为透明而可为半透明或不透明。此外,该基材的透明性可具有任何所需可见光、红外线辐射或紫外线辐射透射和/或反射。例如,该基材可具有任何所需量,例如大于0%到100%的可见光透射率。

在一些例子中,该基材为常规绝缘玻璃单元。这样的基材的例子描述于在此全部加入作为参考的美国申请公开第2011/0236715号中。例如,且如在美国申请公开第2011/0236715号中所述,该基材包括具有第一主表面和相对第二主表面的第一层的常规绝缘玻璃单元。该基材还可包括具有外(第一)主表面和内(第二)主表面且与该第一层分开的第二层。第一与第二层可以任何适当方式,例如通过黏附地结合在常规间隔框架上而连接在一起。在两个层之间形成间隙或腔室。该腔室可填充有选择的气氛如空气,或非反应性气体如氩或氪气。绝缘玻璃单元的非限制例还描述于在此全部加入作为参考的美国专利第4,193,236;4,464,874;5,088,258;和5,106,663号中。

当使用绝缘玻璃单元时,层可具有相同或不同材料。例如,层中的一个或多个层可对可见光而言为透明或半透明。在此使用的术语「半透明」表示容许电磁能(例如,可见光)通过但使该能量扩散使得观看者无法清楚地看到相对侧上的多个物体的基材。例如,层中的一个或多个层可包括常规钠钙硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃或含铅玻璃。该玻璃可为透明玻璃如无染色或无着色的玻璃。或者,该玻璃可为染色或以其他方式着色的玻璃。该玻璃可为经退火或热处理的玻璃。在此使用的术语「热处理」表示回火或至少部分地回火。该玻璃可为任一种类型,例如常规浮法玻璃,且可为具有例如任何值的可见光透射、紫外线透射、红外线透射和/或全太阳能透射的任何性质的任何组成。此外,在此使用的术语「浮法玻璃」表示通过在熔融金属浴上沉积且受控地冷却熔融玻璃以形成浮法玻璃带的常规浮法工艺形成的玻璃。浮法玻璃工艺的例子描述于在此全部加入作为参考的美国专利第4,466,562与4,671,155号中。

涂覆制品10通过图1至5(包括子图)来说明。本发明的沉积在该基材12的至少一部分上方的涂层包括:第一介电层14,其形成在该基材12的至少一部分上方;第一金属层16,其形成在该第一介电层14的至少一部分上方;第二介电层20,其形成在该第一金属层16的至少一部分上方;和外敷层80,其形成在该第二介电层的至少一部分上方。

该第一介电层14可为单一层或可包含抗反射材料和/或介电材料(例如但不限于金属或金属合金氧化物、氮化物、氮氧化物或其混合物)的一个以上的膜。该第一介电层14还可对可见光而言为透明。适合该第一介电层的金属的非限制例包括:钛、铪、锆、铌、锌、铋、铅、铟、锡、硅或其混合物。这些金属可为氧化物、氮化物或氮氧化物。它们还可具有少量其他材料,例如锰、铟等。在一个非限制例中,该第一介电层14可包含金属合金或金属混合物的氧化物,例如包含锌与锡的氧化物(例如,锡酸锌)、铟锡合金的氧化物、硅氮化物、硅铝氮化物或铝氮化物。

此外,该第一介电层14(单一膜或多膜层)可具有在

如前所述,该第一介电层14可包含多膜结构。例如,该第一介电层可包含具有沉积在该基材的至少一部分上方的第一膜114和沉积在该第金属合金氧化物膜上方的第二膜116的多膜结构。例如,该第一膜114可为锡酸锌,且该第二膜可为氧化锌(例如锌90wt.%和锡10wt.%的氧化物)。包含多膜结构的第一介电层14的非限制例描述于在此加入作为参考的美国申请公开第2011/0236715号的段落[0036]至[0039]中。

如上所述,本发明的涂层可包含沉积在该第一介电层14上方的第一金属层16。该第一金属层16可包括反射或非反射金属,例如但不限于:金属金、铜、钯、铝、银、或混合物、合金或其组合。在一些例子中,该第一金属层16为连续层。或者,该第一金属层16为不连续层。该第一金属层16可具有在

在此使用的「连续层」表示形成该材料的连续膜且没有孤立涂层区域的涂层。相反地,「不连续层」表示形成该材料的不连续膜且包括多个孤立涂层区域的涂层。可了解的是金属层可沉积在临界厚度以下(还称为「次临界层」)以形成该不连续层的多个不连续区域或岛而非连续层。这些不连续层透过所谓等离子体共振的效应来吸收电磁辐射。这些次临界层通常在可见光区域中具有比相同材料的连续层高的吸收率且还具有较低太阳能反射性。

第二介电层20还可沉积在该第一金属层16上方。该第二介电层20可包含例如以上关于该第一介电层14所述的一个或多个含金属或金属合金膜,即该第二介电层的第一膜120、该第二介电层的第二膜122和该第二介电层的第三膜124。该第二介电层20可具有在600□至1100□,优选700□至1000□,更优选750□至950□且最优选820□至860□的范围内的总厚度(例如,层的组合厚度)。

外敷层80可设置在该第二介电层20上方。该外敷层可有助于保护下方涂层免受机械及化学攻击。该外敷层80可为例如金属氧化物或金属氮化物层。例如,外敷层80可包括:氧化硅、氧化铝、氧化硅与氧化铝的混合物、氮化硅、氮化硅铝、氮氧化硅铝、氧化钛、氧化钛铝、氧化锆或其混合物。该外敷层80可具有在400□至750□,优选450□至700□,更优选500□至675□且最优选520□至650□的范围内的总厚度。该外敷层可包含二个或三个保护膜,且可另外地包含光吸收层(80a与80b)。

依据本发明,光吸收层100在该第二介电层20上方、在该第二介电层20与该外敷层80之间、在该外敷层80下方或为该外敷层80的一部分。例如,光吸收层100可在沉积该外敷层80前沉积在该第二介电层20上方。在此使用的「光吸收层」表示吸收一些范围的电磁辐射以产生一些颜色的层。例如,该光吸收层100可在蓝色波长区域或中性波长区域中具有较低吸收以产生蓝色和中性色。

与本发明一起使用的光吸收层100包含:Ge、GeO

在此使用的术语「次氧化物」表示正电性元素(例如,金属元素)相较于一般氧化物过量的一类氧化物。氧化物或次氧化物通过在氧(O

此外,「金属合金」表示金属与第二材料例如第二不同金属的组合。该光吸收层100的化学结构由元素的重量百分比,a、b与c表示。在一些实施方案中,b等于1-a。在其他实施方案中,b可小于1-a。在一些实施方案中,c可等于1-a-b。在其他实施方案中,c可小于1-a-b。在此所示的a、b与c的重量百分比不考虑氧或氮化物的重量。相反地,该光吸收化合物的氧化物和/或氮化物的产生重量百分比由该化学结构内的x和/或y表示,其中x和y可具有在0wt%至成为完全氧化物和/或氮化物的任何数目的范围内的重量百分比。在表1中可找到光吸收层100的组成。

与本发明一起使用的光吸收层100可选自于包含硅和一种或多种金属的金属合金、次氧化物或次氮化物。该一种或多种金属可选自于元素化学周期表的3至15族的金属。例如,该一种或多种金属可选自于过渡金属或过渡后金属。

包含硅和一种或多种金属的金属合金、次氧化物或次氮化物的非限制例包括:Si

该光吸收剂组分100还可选自于包含钛的金属、金属合金、次氧化物、次氮化物或氮化物。这样的化合物的非限制例包括:TiN

该光吸收剂组分100还可选自于包含铌的金属、金属合金、次氧化物、次氮化物或氮化物。这样的化合物的非限制例包括:Nb、NbN

与本发明一起使用的光吸收层100可包括包含锡的次氧化物或次氮化物化合物。这样的化合物的非限制例包括:SnN

如前所述,该光吸收剂组分100还可选自于:ZnO:Co、ZnO:Fe、ZnO:Mn、ZnO:Ni、ZnO:V、ZnO:Cr或其组合。

该光吸收层100还可选自于Ge、GeO

该光吸收层可包含如以下表1所述的金属合金。该金属合金可为金属合金、次氧化物、次氮化物、次氮氧化物、氧化物、氮化物或氮氧化物。该光吸收层100可包含掺杂有另外材料例如过渡金属的ZnO,如表2所述。

表1:作为光吸收剂使用的金属合金的金属比率

表2:作为光吸收剂使用的材料的掺杂剂比率

可了解的是任一前述光吸收剂可分别地沉积为单一光吸收膜或组合在一起成为多重光吸收膜。

此外,可选择该次氧化物和次氮化物光吸收层100的氧或氮化物的量以便调整颜色吸收。例如,可调整氧或氮的量以产生更中性色。

本发明的涂层可还包含另外的涂层。例如,该涂层可包含一个或多个另外的金属层(次临界或非次临界金属层)和一个或多个另外的介电层。例如,该涂层还可包括在该第二介电层20的至少一部分上方的第二金属层22。该第二金属层22可具有在50□至120□,优选60□至110□,更优选70□至100□且最优选75□至95□的范围内的厚度。第三介电层30可在该第二金属层22的至少一部分上方。该第三介电层30可包含例如以上关于该第一介电层14所述的一个或多个含金属氧化物或金属合金氧化物膜,即该第三介电层的第一膜130(例如,金属氧化物或金属氧化物混合物)、该第三介电层的第二膜132(例如,金属合金氧化物)及任选的该第三介电层的第三膜134(例如,金属氧化物或金属氧化物混合物)。该第三介电层30可具有在150□至400□,优选200□至350□,更优选230□至300□且最优选260□至280□的范围内的总厚度(例如,层的组合厚度)。在这样的例子中,该外敷层80在该第三介电层30的至少一部分上方且该光吸收层100在该第三介电层30上方、在该第三介电层30与该外敷层80之间、在该外敷层80下方或在该外敷层80内。

可了解的是本发明的涂层可具有多个金属和介电层,例如在该第三介电层30的至少一部分上方的第三金属层26和在该第三金属层的至少一部分上方的第四介电层40。该第四介电层40可包含例如以上关于该第一介电层14所述的一个或多个含金属氧化物或金属合金膜,即该第四介电层的第一膜140(例如,金属氧化物或金属氧化物混合物)、该第四介电层的第二膜142(例如,金属合金氧化物)和任选的该第四介电层的第三膜144(例如,金属氧化物或金属氧化物混合物)。该第四介电层可具有在450□至800□,优选500□至750□,最优选550□至700□且更优选600□至650□的范围内的总厚度(例如,层的组合厚度)。该外敷层80可接着在该第四介电层40的至少一部分上方且该光吸收层100在该第四介电层40上方、在该第四介电层40与该外敷层80之间、在该外敷层80下方或在该外敷层80内。

本发明的涂层可还包含另外的涂层。例如,该涂层还可包括在该第四介电层40的至少一部分上方的第四金属层32。该第四金属层32可具有在20□至200□,优选40□至150□,更优选60□至110□且最优选70□至100□的范围内的总厚度。第五介电层50可在该第四金属层32的至少一部分上方。该第五介电层50可包含例如以上关于该第一介电层14所述的一个或多个含金属氧化物或金属合金氧化物膜,即该第五介电层的第一膜152(例如,金属氧化物或金属氧化物混合物)、该第五介电层的第二膜154和任选的该第五介电层的第三膜(例如,金属氧化物或金属氧化物混合物)。该第五介电层50可具有在100□至450□,优选150□至400□,更优选200□至350□且最优选230□至280□的范围内的总厚度。该外敷层80可接着在该第五介电层50的至少一部分上方且该光吸收层100在该第五介电层50上方、在该第五介电层50与该外敷层80之间、在该外敷层80下方或在该外敷层80内。

因此,每个另外的金属层在先前形成的介电层的至少一部分上方且另外的介电层形成在每个另外的金属层上方。此外,当使用另外的金属和介电层时,该外敷层80在该最上方介电层的至少一部分上方且该光吸收层100形成在该最上方介电层上方、在该最上方介电层与该外敷层80之间、在该外敷层80下方或在该外敷层80内。

该另外的金属和介电层可由用于形成金属和介电层的前述材料中的任一材料形成。例如,该另外的介电层可包括例如以上关于该第一与第二介电层14、20所述的一个或多个含金属氧化物或金属合金氧化物膜,且该另外的金属层可包括反射或非反射金属,该反射或非反射金属包括例如以上关于该第一金属层16所述的金属金、铜、钯、铝、银、或混合物、合金或其组合。该另外的层还可包括前述厚度中的任一厚度。

应了解的是金属层中的任一金属层可为当使用时的涂层堆叠中的连续层或不连续层。例如,对具有多个金属涂层的涂层堆叠而言,金属层中的一个以上金属层可为不连续次临界金属层或连续金属层。

其他另外的涂层可与本发明一起使用。例如,清漆层18、24、28、34可在金属层中的一个或多个层,例如所有层上方。该清漆层18、24、28、34可为单一膜或多膜层。该清漆层18、24、28、34可包括氧捕捉材料,该氧捕捉材料可在沉积工艺中牺牲以防止该第一反射层在溅射工艺或后续加热工艺中劣化或氧化。该清漆层18、24、28、34还可吸收通过该涂层的电磁辐射的至少一部分,例如可见光。适合该清漆层18、24、28、34的材料的非限制例包括:钛、硅、二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、镍铬合金(例如因科镍(Inconel))、锆、铝、硅与铝的合金、包含钴和铬的合金(例如,

当与本发明一起使用一个(多个)清漆层时,介电层形成在该清漆层的至少一部分上方。例如,第一清漆层18可在该第一金属层16上方且该第二介电层20可形成在该第一清漆层18上方。第二清漆层24可在该第二金属层22上方。第三清漆层可在该第三介电层30上方。第四清漆层可在该第四金属层32上方。

本发明的涂层可通过任何常规方法沉积,例如但不限于常规化学气相沉积(CVD)和/或物理气相沉积(PVD)法。CVD工艺的例子包括喷雾热裂解。PVD工艺的例子包括电子束蒸发和真空溅射法(例如磁控溅射气相沉积(MSVD))。还可使用其他涂覆方法,例如但不限于溶胶凝胶沉积。

MSVD工艺通常在具有一个或多个涂覆区域的涂覆机中实施。每个区域包括用于沉积特定类型的材料在基材上的一个或多个靶材。每个靶材放在具有自己的气体供给的隔间中,且气体通过该气体供给进入该区域。虽然在不同位置进入区域,但是进入该区域的全部气体在该区域中的某一位置离开。该沉积工艺中使用的气体包括反应性和/或非反应性气体。通常使用的反应性气体的非限制例包括:氢、氧、氮及其组合。此外,通常使用的非反应性气体的非限制例包括一种或多种惰性气体,例如氩。

运作,即操作在涂覆机中的各区域以便以三模式,即金属模式、过渡模式或氧化物模式中的一种模式沉积涂层。可了解的是能够与该区域中的靶材反应的反应性气体量决定该模式。例如,通过增加该反应性气体例如氧至可显著地沉积金属氧化物和/或次氧化物的特定百分比范围,可产生该过渡模式。

此外,MSVD法可使用各自以一个或多个模式独立地运作的一个或多个区域。例如,MSVD法可包含各自以单一模式如金属模式独立地运作的多个区域。或者,该MSVD法可包含至少一个区域使用多个模式如金属模式和过渡或氧化物模式运作的一个或多个区域。在至少一个区域中使用多个模式的MSVD法的例子描述于在此全部加入作为参考的美国专利第8,500,965号中。

发现包括先前在此说明的光吸收层100的本发明涂层减少穿过透明基材进入车辆或建筑物的太阳能量同时还呈现蓝色及中性色(即,在蓝色及中性色范围中只吸收低辐射量)。该涂层还具有热稳定性且未牺牲其热性质。此外,本发明的涂层呈现极少或没有雾度且可在室温施加而不必加热。

本发明还涉及以下项目。

项目1:一种涂覆制品,其包含:基材;和涂层,其施加在该基材的至少一部分上方,该涂层包含:第一介电层,其在该基材的至少一部分上方;第一金属层,其在该第一介电层的至少一部分上方;第二介电层,其在该第一金属层的至少一部分上方;和外敷层,其在该第二介电层的至少一部分上方,光吸收层定位在该第二介电层与该外敷层之间或该外敷层包含该光吸收层,其中该光吸收层包含或可选自于以下组:Ge、GeO

项目2:如项目1的涂覆制品,其中该光吸收层包含或可选自于以下组:Si

项目3:如项目1的涂覆制品,其中该光吸收层包含或可选自于以下组:TiN

项目4:如项目1的涂覆制品,其中该光吸收层包含或可选自于以下组:NbN

项目5:如项目1的涂覆制品,其中该光吸收层包含或可选自于以下组:SnN

项目6:如项目1的涂覆制品,其中该光吸收层包含或可选自于以下组:ZnO:Co、ZnO:Fe、ZnO:Mn、ZnO:Ni、ZnO:V、ZnO:Cr或其组合。

项目7:如项目1的涂覆制品,其中该光吸收层包含或可选自于以下组:Ge、GeO

项目8:如项目1的涂覆制品,其中该光吸收层包含Si

项目9:如项目1的涂覆制品,其中该光吸收层包含Si

项目10:如项目1至9中任一项目的涂覆制品,其中介电层中的至少一个介电层包含锡酸锌层、氧化锌层、氮化硅层、氮化硅铝层、氮化铝层或其混合物中的至少一者。

项目11:如项目1至9中任一项目的涂覆制品,其中该第一介电层包含:锡酸锌;和在该锡酸锌的至少一部分上方的氧化锌。

项目12:如项目1至11中任一项目的涂覆制品,其中该第一介电层包含在200□至600□的范围内的总厚度。

项目13:如项目1至12中任一项目的涂覆制品,其中该第二介电层包含:氧化锌;在该氧化锌的至少一部分上方的锡酸锌;和在该锡酸锌的至少一部分上方的氧化锌。

项目14:如项目1至13中任一项目的涂覆制品,其中该第二介电层包含在600□至1100□的范围内的总厚度。

项目15:如项目1至14中任一项目的涂覆制品,还包含:第二金属层,其在该第二介电层的至少一部分上方;和第三介电层,其在该第二金属层的至少一部分上方,其中该光吸收层定位在该第三介电层与该外敷层之间,或该外敷层包含该光吸收层。

项目16:如项目15的涂覆制品,还包含:第三金属,其在该第三介电层的至少一部分上方;和第四介电层,其在该第三金属层的至少一部分上方,其中该光吸收层定位在该第四介电层与该外敷层之间,或该外敷层包含该光吸收层。

项目17:如项目16的涂覆制品,还包含:第四金属层,其在该第四介电层的至少一部分上方;和第五介电层,其在该第四金属层的至少一部分上方,其中该光吸收层定位在该第五介电层与该外敷层之间,或该外敷层包含该光吸收层。

项目18:如项目1至17中任一项目的涂覆制品,其中该外敷层包含:氧化硅、氧化铝或其混合物。

项目19:如项目1至18中任一项目的涂覆制品,其中该外敷层包含硅铝氧化物。

项目20:如项目1至19中任一项目的涂覆制品,其中该外敷层包含在400□至750□的范围内的总厚度。

项目21:如项目1至20中任一项目的涂覆制品,其中该光吸收层定位在该第二介电层与该外敷层之间。

项目22:如项目1至21中任一项目的涂覆制品,其中该光吸收层定位在该外敷层内。

项目23:如项目1至22中任一项目的涂覆制品,还包含一个或多个另外的金属层和一个或多个介电层,其中每个另外的金属层在先前形成的介电层的至少一部分上方且另外的介电层在每个另外的金属层上方,且其中该外敷层在最上方介电层的至少一部分上方,且该光吸收层定位在该最上方介电层与该外敷层之间或定位在该外敷层内。

项目24:如项目1至23中任一项目的涂覆制品,其中金属层中的至少一个金属层包含:金、铜、钯、铝、银、其混合物、其合金或其组合中的至少一者。

项目25:如项目1至24中任一项目的涂覆制品,其中金属层中的至少一个金属层为银。

项目26:如项目1或25中任一项目的涂覆制品,其中金属层中的至少一个金属层为连续金属层。

项目27:如项目1或26中任一项目的涂覆制品,其中金属层中的至少一个金属层为不连续金属层。

项目28:如项目1至27中任一项目的涂覆制品,其中该第一金属层包含在50□至150□的范围内的总厚度。

项目29:如项目1至28中任一项目的涂覆制品,其中该第二金属层包含在50□至120□的范围内的总厚度。

项目30:如项目1至29中任一项目的涂覆制品,还包含至少清漆层,其形成在金属层中的至少一个金属层上方。

项目31:如项目30的涂覆制品,其中清漆层中的至少一个清漆层选自于以下组:钛、硅、二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、镍铬合金、锆、铝、硅与铝的合金、包含钴和铬的合金或其混合物。

项目32:如项目30或31的涂覆制品,其中该清漆层包含在20□至40□的范围内的总厚度。

项目33:如项目16至32中任一项目的涂覆制品,其中该第三介电层包含:氧化锌;和在该氧化锌的至少一部分上方的锡酸锌。

项目34:如项目16至33中任一项目的涂覆制品,其中该第三介电层包含在150□至300□的范围内的总厚度。

项目35:如项目1至34中任一项目的涂覆制品,其中该基材为玻璃。

项目36:如项目1至35中任一项目的涂覆制品,还包含在每个金属层上方的清漆。

项目37:一种涂覆制品,其包含:玻璃基材;和涂层,其施加在该玻璃基材的至少一部分上方,该涂层包括:第一介电层,其在该基材的至少一部分上方;第一金属层,其在该第一介电层的至少一部分上方;第二介电层,其在该第一金属层的至少一部分上方;第二金属层,其在该第二介电层的至少一部分上方;第三介电层,其在该第二金属层的至少一部分上方;外敷层,其在该第三介电层的至少一部分上方,其中金属层中的至少一个金属层为连续金属层且至少一个清漆层在金属层中的至少一个金属层上方,光吸收层定位在该第三介电层与该外敷层之间或该外敷层包含该光吸收层,其中该光吸收层包含:Ge、GeO

项目38:如项目37的涂覆制品,其中该光吸收层定位在该第三介电层与该外敷层之间。

项目39:如项目37的涂覆制品,其中该外敷层包含该光吸收层。

项目40:如项目1至39中任一项目的涂覆制品,还包含一个或多个另外的金属层和一个或多个介电层,其中每个另外的金属层在先前形成的介电层的至少一部分上方且另外的介电层在每个另外的金属层上方,且其中该外敷层在最上方介电层的至少一部分上方且该光吸收层定位在该最上方介电层与该外敷层之间或定位在该外敷层内。

项目41:一种制造涂覆制品的方法,其包含以下步骤:提供基材和在该基材的至少一部分上方施加涂层,其中该涂层包含:提供基材;在该基材的至少一部分上方施加涂层,其中该施加步骤包含:在该基材的至少一部分上方形成第一介电层;在该第一介电层的至少一部分上方形成第一金属层;在该第一金属层的至少一部分上方形成第二介电层;在该第二介电层的至少一部分上方形成外敷层;在该第二介电层之间形成光吸收层,或在该外敷层内形成光吸收层,其中该光吸收层包含:Ge、GeO

项目42:如项目41的方法,还包含在该第一金属的至少一部分上方形成清漆。

项目43:如项目41或42的方法,其中该光吸收层包含或可选自于以下组:Si

项目44:如项目41或42的方法,其中该光吸收层包含或可选自于以下组:TiN

项目45:如项目41或42的方法,其中该光吸收层包含或可选自于以下组:NbN

项目46:如项目41或42的方法,其中该光吸收层包含或可选自于以下组:SnN

项目47:如项目41或42的方法,其中该光吸收层包含或可选自于以下组:ZnO:Co、ZnO:Fe、ZnO:Mn、ZnO:Ni、ZnO:V、ZnO:Cr或其组合。

项目48:如项目41或42的方法,其中该光吸收层包含或可选自于以下组:Ge、GeO

项目49:如项目41或42的方法,其中该光吸收层包含Si

项目50:如项目41或42的方法,其中该光吸收层包含Si

项目51:如项目41至50中任一项目的方法,其中介电层中的至少一个介电层包含锡酸锌层、氧化锌层、氮化硅层、氮化硅铝层、氮化铝层或其混合物中的至少一者。

项目52:如项目41至51中任一项目的方法,其中该第一介电层包含:锡酸锌;和在该锡酸锌的至少一部分上方的氧化锌。

项目53:如项目41至52中任一项目的方法,其中该第一介电层包含在200□至600□的范围内的总厚度。

项目54:如项目41至53中任一项目的方法,其中该第二介电层包含:氧化锌;在该氧化锌的至少一部分上方的锡酸锌;和在该锡酸锌的至少一部分上方的氧化锌。

项目55:如项目41至54中任一项目的方法,其中该第二介电层包含在600□至1100□的范围内的总厚度。

项目56:如项目41至55中任一项目的方法,还包含以下步骤:在该第二介电层的至少一部分上方形成第二金属层;和在该第二金属层的至少一部分上方形成第三介电层,其中该光吸收层定位在该第三介电层与该外敷层之间,或该外敷层包含该光吸收层。

项目57:如项目41至56中任一项目的方法,还包含以下步骤:在该第三介电层的至少一部分上方形成第三金属层;和在该第三金属层的至少一部分上方形成第四介电层,其中该光吸收层定位在该第四介电层与该外敷层之间,或该外敷层包含该光吸收层。

项目58:如项目57的方法,还包含以下步骤:在该第四介电层的至少一部分上方形成第四金属层;和在该第四金属层的至少一部分上方形成第五介电层,其中该光吸收层定位在该第五介电层与该外敷层之间,或该外敷层包含该光吸收层。

项目59:如项目41至58中任一项目的方法,其中该外敷层包含:氧化硅、氧化铝或其混合物。

项目60:如项目41至58中任一项目的方法,其中该外敷层包含硅铝氧化物。

项目61:如项目41至60中任一项目的方法,其中该外敷层包含在400□至750□的范围内的总厚度。

项目62:如项目41至61中任一项目的方法,其中该光吸收层定位在该第二介电层与该外敷层之间。

项目63:如项目41至61中任一项目的方法,其中该光吸收层定位在该外敷层内。

项目64:如项目41或42的方法,还包含以下步骤:形成一个或多个另外的金属层和一个或多个介电层,其中每个另外的金属层在先前形成的介电层的至少一部分上方且另外的介电层在每个另外的金属层上方,且其中该外敷层在最上方介电层的至少一部分上方,且该光吸收层定位在该最上方介电层与该外敷层之间或定位在该外敷层内。

项目65:如项目41至64中任一项目的方法,其中金属层中的至少一个金属层包含:金、铜、钯、铝、银、其混合物、其合金或其组合中的至少一者。

项目66:如项目41至65中任一项目的方法,其中金属层中的至少一个金属层为银。

项目67:如项目41至66中任一项目的方法,其中金属层中的至少一个金属层为连续金属层。

项目68:如项目41至67中任一项目的方法,其中金属层中的至少一个金属层为不连续金属层。

项目69:如项目41至68中任一项目的方法,其中该第一金属层包含在50□至150□的范围内的总厚度。

项目70:如项目41至69中任一项目的方法,其中该第二金属层包含在50□至120□的范围内的总厚度。

项目71:如项目41至70中任一项目的方法,其中清漆层中的至少一个清漆层选自于以下组:钛、硅、二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、镍铬合金、锆、铝、硅与铝的合金、包含钴和铬的合金或其混合物。

项目72:如项目42至71中任一项目的方法,其中该清漆层包含在20□至40□的范围内的总厚度。

项目73:如项目56至72中任一项目的方法,其中该第三介电层包含:氧化锌;和在该氧化锌的至少一部分上方的锡酸锌。

项目74:如项目56至73中任一项目的方法,其中该第三介电层包含在150□至300□的范围内的总厚度。

项目75:如项目41至74中任一项目的方法,其中该基材为玻璃。

实施例

所属技术领域普通技术人员可容易了解的是可在不偏离前述说明中公开的构思的情形下对本发明进行多种修改。因此,在此详细说明的特定实施方案只是说明用而非限制本发明的范围,且本发明的范围由所附的权利要求及其任何及全部等同物的全范围来界定。

实施例1

通过将光吸收层100加入该堆叠中的不同位置,制成涂覆制品10。该光吸收层在100%氩下沉积用于金属合金光吸收层且在20%至40%氧下沉积以形成次氧化物。在一个实施方案中,该光吸收层100定位在该第一介电层14的ZnSn膜114与基材12之间(图1A、图1B、图1C和图1D),在该清漆层18与该第二介电层20的氧化锌膜120之间(图2A、图2B、图2C和图2D),和在该氧化锌膜120与该第二介电层20的ZnSn膜122之间(图3A、图3B、图3C和图3D)。分析该涂覆制品10的透光率和颜色且产生具有模糊光洁度(hazy finish)的基材。

实施例2

使用Si为50wt.%且Co为50wt.%的Si

将该光吸收层100定位在该Si85Al15 PPO外敷层80(80a与80b)内。分析产生的涂覆制品10的透光率和颜色(表3)。当将该光吸收层100定位在该Si85Al15 PPO层80内时,没有观察到雾度和减小的透光率(LTA)。

实施例3

使用Si为50wt.%且Co为50wt.%的Si

将该光吸收层100插入该第三介电层30的ZnSn层132与该Si85Al15 PPO外敷层80之间。分析产生的涂覆制品的透光率和颜色(表3)。当将该光吸收层100插入该第三介电层30与该Si85Al15 PPO外敷层80之间时,没有观察到雾度和减小的LTA。将Si

表3

实施例4

使用Si为50wt.%且Ni为50wt.%的Si

将该光吸收层100定位在该Si85Al15 PPO外敷层80(80a与80b)内。分析产生的涂覆制品10的透光率和颜色。当将该光吸收层定位在该Si85Al15 PPO外敷层80内时,没有观察到雾度。但是,在0%氧环境中加热样品后,该涂覆制品10变得模糊。

实施例5

使用Si为50wt.%且Ni为50wt.%的Si

将该光吸收层100定位在该Si85Al15 PPO外敷层80内。分析产生的涂覆制品10的透光率和颜色。当将该光吸收层插入该Si85Al15 PPO层80时,没有观察到雾度。但是,在0%氧环境中加热样品后,该涂覆制品10变得模糊。

实施例6

使用Si为28wt.%且Cr为52wt.%的Si

虽然以上已描述本发明的特定实施方案以达到说明的目的,但对于所属技术领域的技术人员而言显而易见的是在不偏离如所附权利要求中界定的发明的情形下可进行本发明的细节的各种改变。

相关技术
  • 涂覆有含光吸收材料的涂层的制品
  • 嵌入基质的超材料涂层、具有嵌入基质的超材料涂层的涂覆制品和/或其制造方法
技术分类

06120113171487