包括阻隔涂层的涂层堆叠体
相关申请的交叉引用
本申请是美国申请序列号10/422,095(于2003年4月24日提交)的部分继续申请，该部分继续申请是美国申请序列号10/397,001(于2003年3月25日提交)的部分继续申请，后者是美国申请序列号10/133,805(于2002年4月25日提交)的部分继续申请，该部分继续申请又是美国申请序列号10/007,382(于2001年10月22日提交)的部分继续申请。本申请还要求美国临时申请序列号60/376,000(于2002年4月25日提交)的权益，所有这些申请在此整体引入供参考。
发明领域
本发明总体上涉及多层功能性涂层；特别是此类含有至少一层阻隔涂层的涂层。
发明背景
基材例如玻璃用于包括商业建筑、家庭、汽车、器具等的许多应用。这些基材通常涂有功能性涂层以获得所需的性能属性。
各式各样的功能性涂层在领域中是已知的，它们包括但不限于：导电涂层、日照控制涂层、光催化涂层、低发射率涂层、透明的导电涂层等。功能性涂层的一个实例是金属类高透射率、低发射率涂层，它包括夹在介电材料层之间的至少一层金属层。通常，该金属层是金、铜或银，并且该介电材料是金属氧化物，例如氧化锡、氧化铟、氧化钛、氧化铋、氧化锌、氧化锆或氧化锌/锡。
对于某些应用来说，必须加热涂有功能性涂层的基材。例如，可能需要对将用作汽车挡风玻璃的涂覆玻璃基材加热来使该玻璃弯曲。典型地，将玻璃加热到1150_到1200_的最高温度下保持20-30分钟来完成汽车挡风玻璃的必要弯曲。取决于弯曲的复杂性，该温度可能更高且该持续时间可能更长。
如果涂层含有在加热下将降解的层，那么加热涂覆基材可能是成问题的。通常，出于种种原因，例如活动的物质在加热下变得活动并流出某些涂层，而将涂覆基材加热直到某个温度持续(某段时间)将产生有利的结果，但是因此也产生不利的影响。在涂层的性能开始降低之前能够将涂层加热到的温度和曝露持续时间的结合在此称为涂层的“热估算”。在超过涂层的热估算之后，因为涂层中的至少一层将开始降解，所以涂层的性能开始降低。在涂层堆叠体中的每个涂层具有不同的热估算，这取决于用来制造该涂层的材料。涂层堆叠体的热估算根据在该堆叠体中具有最低热估算的那层涂层来确定，在该最低热估算下该层开始降解。
例如，在上述的高透射率、低发射率的涂层中，该一层或多层金属层在该涂层堆叠体中通常具有最低的热估算。当涂有此类涂层的玻璃基材暴露在通常与弯曲有关的加热条件(例如1150_到1200_下维持20到30分钟)下时，该一层或多层金属层降解。该一层或多层金属层的降解导致得到具有降低的光学和/或日照控制性能的涂覆基材。具体来说，该功能性涂层可能表现出增加的电阻率、增加的雾度、降低的日光红外线(IR)反射率、降低的可见光透射率、增加的发射率等。
除了加热之外，其它的情况也可能导致功能性涂层中的层的降解，例如暴露在某些化学制品下，这些化学制品包括但不限于：卤化物例如盐、氯化物、硫、氯、碱和瓷漆。
为了确保涂覆基材的最佳性能，需要保护涂层堆叠体中的任何可降解涂层免受可能导致该涂层降解和该涂覆基材性能随后降低的条件和/或物质的影响。常规上，为了保护一层或多层可降解层，已将牺牲层如底漆层(亦称“阻滞层”)添加到涂层堆叠体，例如金属类高透射率、低发射率涂层中，或者以更厚的水平来施加牺牲层。该牺牲层优先地对不希望的条件作出反应或与不希望条件起反应以保护涂层堆叠体中其它的所选层。添加一层或多层底漆层或使用一层或多层更厚的底漆层遇到问题在于：在加热涂层之后，过量的底漆可能导致较差的粘附性，这归因于涂层的各个层的界面处发生破坏以及增加的雾度。过量的底漆还可能使得涂层变软并且对摩擦引起的破坏敏感。
本发明提供涂层组合体，其具有至少一层阻隔涂层来保护涂层堆叠体中的任何可降解层。根据本发明的涂层组合体显示增加的热估算以及改进的抵抗化学腐蚀的能力。
发明概述
在一个非限制性实施方案中，本发明是包括至少一层可降解层和至少一层阻隔涂层的涂层组合体，其中该阻隔涂层在900_的温度下具有不大于10克/m2/天的氧渗透率。
在另一个非限制性实施方案中，本发明是涂覆基材，其包括在该基材的至少一部分上施加的包括至少一层可降解层和至少一层阻隔涂层的涂层组合体，其中该阻隔涂层在900_的温度下具有不大于10克/m2/天的氧渗透率。
在又一个非限制性实施方案中，本发明是形成多层涂覆基材的方法，其包括在基材上施加可降解涂层和在该可降解涂层上施加一层阻隔涂层，其中该阻隔涂层在900_的温度下具有不大于10克/m2/天的氧渗透率。
附图简述
图1显示了对引入本发明特征的数个涂覆基材进行的热研究。
本发明的描述
在此所使用的空间或方向术语，例如“左”、“右”、“内部”、“外部”、“之上”、“之下”、“顶部”、“底部”应理解包括各种可选取向并且，因此，此类术语不应认为是限制性的。
此外，在此所使用的所有在说明书和权利要求书中用来表示尺寸、物理特性、工艺参数、成分的量、反应条件等的数值在所有情况下应理解为由术语“大约”修饰。因此，除非相反说明，在下面说明书和所附的权利要求书中给出的数值可取决于本发明设法获得的所需性能来改变。最低限度，且不是企图限制与权利要求的范围等同原则的应用，每个数值应该至少根据记录的有效数字的个数且通过应用普通的舍入技术来解释。此外，在此公开的所有范围应当理解为包括开始和结束范围值以及包含在其中的任何以及所有子范围。例如，给定的范围“1到10”应该认为包括介于(并包括)最小值为1和极大值10间的任何以及所有子范围；即，从最小值1或更大起以及结束于最大值10或更少(例如，1.0到3.8、6.6到9.7、以及5.5到10.0)的所有子范围。
本文所使用的术语“在...上”、“施加在...上/于...上”、“形成在...上/于...上”、“沉积在...上/于...上”、“覆盖”以及“提供在...上/于...上”是指形成、沉积、或提供在某表面之上但不一定与该表面接触。例如，“形成于基材上的”涂层不排除位于所形成的涂层和该基材之间的具有相同或不同组成的一种或多种其它涂层的存在。例如，基材(例如，玻璃或陶瓷)可以包括常规涂层例如领域中已知的用于覆盖基材的那些。
本发明是涂层组合体，其包括至少一层阻隔涂层和至少一层对暴露在某些条件下，例如但不限于热和化学侵蚀下的降解敏感的涂层。该对降解敏感的层涂在此称为“可降解层”。
根据本发明，该层阻隔涂层可以是单层涂层或多层涂层。该阻隔涂层可以起到阻止各种物质，例如但不限于氧、铜，卤化物、硫化物、硫、碱、水等的屏障作用。本发明的阻隔涂层基本上是稳定的、基本上是不可消耗的并且基本上非反应性的。所谓的基本上稳定的、基本上不可消耗的、并且基本上非反应性的是指该阻隔层中的组分与O2的化学计量比率不会改变超过±5％。不管该阻隔涂层暴露在何种条件下，它在组成上将保持基本不变。例如，在氧阻隔涂层的情况下，如果该阻隔涂层开始完全地氧化，则它将保持完全地氧化而与条件无关。
根据本发明，当阻隔涂层将保护该可降解层免受氧影响时，该阻隔涂层具有较低的氧渗透率。在本发明的一个非限制性实施方案中，阻隔涂层在900_的温度下显示不大于10克/m2/天，例如不大于8克/m2/天或不大于5克/m2/天的氧渗透率。
以下将说明可以如何来测量氧渗透率。用厚度为1400_的第一层阻隔涂层覆盖三块透明的玻璃，该阻隔涂层包含氧化铝和二氧化硅(60wt％氧化铝和40wt％二氧化硅)的合金。接下来，将包括一层钛(厚度为114_)的涂层施加于该氧化铝/二氧化硅合金层上。最后，用第二层阻隔涂层覆盖该样品，该第二阻隔涂层包含氧化铝和二氧化硅(60wt％氧化铝和40wt％二氧化硅)的合金。该第二阻隔层的厚度对于每个样品来说是不同的。一个样品(样品A)具有厚度为266_的第二阻隔层。另一个样品(样品B)具有厚度为515_的第二阻隔层。最后一个样品(样品C)具有厚度为1,071_的第二阻隔层。最初地，由于该钛层的吸收，所有样品在透射方面看起来是暗的。
在制备这些样品之后，将每个样品在1300_下加热。记录样品变得透明(没有吸收)时所消耗的时间量。当样品变得透明时，这表明最初沉积的钛已经完全地氧化并变成氧化钛。样品A消耗80分钟来完全地氧化。样品B消耗115分钟来完全地氧化。样品C消耗130分钟来完全地氧化。所记录的“氧化”时间用来使用以下公式计算渗透率(P)：
P＝T/10E8[_/cm]×4.5[g/cm3]×10E4[cm2/m2]/47.9[g/mol]×32[g/mol]/R×1440[min/day]
其中
T＝钛层的厚度[_]；
4.5g/cm3＝钛的密度；
47.9g/mol＝钛的原子量；
32g/mol＝O2的分子量；和
R＝所记录的氧化时间[分钟]。
样品A的渗透率计算为0.6克/m2/天。样品B的渗透率计算为0.4克/m2/天。样品C的渗透率计算为0.4克/m2/天。
根据本发明，该层阻隔涂层在550nm下可以具有等于任何值的折射指数。当阻隔涂层由多个层组成时，整个阻隔涂层的折射率可以使用本领域中为人熟知的标准技术来计算。在一个非限制性实施方案中，整个阻隔涂层具有等于3或更少，例如2.5或更少，或1.8或更少的折射指数。
在本发明的一个非限制性实施方案中，该层阻隔涂层是由一种或多种金属氧化物材料组成的单层，这些材料例如是但不限于，氧化铝、二氧化硅或它们的混合物。例如，该阻隔涂层可以完全地由氧化铝或完全地由二氧化硅组成。在另一个非限制性实施方案中，阻隔涂层可以是氧化铝和二氧化硅的结合物，例如但不限于，5wt％到95wt％氧化铝和95wt％到5wt％二氧化硅，或10wt％到90wt％氧化铝和90wt％到10wt％二氧化硅，或15wt％到90wt％氧化铝和85wt％到10wt％二氧化硅，或50wt％到75wt％氧化铝和50wt％到25wt％二氧化硅。
在本发明的一个非限制性实施方案中，该层阻隔涂层包括单个层并且该阻隔涂层的组成贯穿地变化。例如，该阻隔涂层组合物可以由两种材料；第一材料和第二材料组成。用这样一种方式来将该阻隔涂层施加在基材上，即使得该阻隔涂层的第一材料的浓度在接近该基材的地方为最大，并且例如，随着与基材的距离增加，该阻隔涂层的第二材料的浓度逐渐地增加。离该基材最远的阻隔涂层的组成具有最大的第二材料浓度。在本发明的另一个非限制性实施方案中，阻隔涂层是单个层并且该阻隔涂层的组成通常贯穿地是均匀的。
在本发明的一个非限制性实施方案中，阻隔涂层的厚度可以至多为2微米(20,000_)，例如为50_到5,400_，或85_到600_。
在本发明的一个非限制性实施方案中，当阻隔涂层由多个层组成时，该阻隔涂层包括施加于第二层二氧化硅和/或氧化铝层上的第一层二氧化硅和/或氧化铝层。例如，该第一层可以包含氧化铝或含大于5wt％氧化铝，例如大于10wt％氧化铝，或大于15wt％氧化铝的二氧化硅/氧化铝混合物。该第一层可以具有至多1微米，例如50_到400_，或60_到300_的厚度。该第二层可以包含二氧化硅/氧化铝混合物，其含有大于40wt％二氧化硅，例如大于50wt％二氧化硅，或大于60wt％二氧化硅。该第二层可以具有至多1微米，例如50_到5,000_，或60_到300_的厚度。包括该阻隔涂层的层中的每一层可以具有均匀的组成或贯穿地变化的组成。
根据本发明，可以将阻隔涂层引入本领域中已知的任何功能性涂层。在本发明的一个非限制性实施方案中，将该阻隔涂层引入金属类涂层组合体。在此所使用的金属类涂层组合体包括含有至少一层金属的任何涂层。具体来说，可以将该层阻隔涂层引入金属类涂层组合体，后者包括将在下面详细描述的一层或多层单元金属类涂层堆叠体。可以将该单元金属类涂层堆叠体重复许多次来制备本领域中为人熟知的级联设计结构。
该单元金属类涂层堆叠体包括第一介电材料层、电磁辐射反射材料层、底漆层和第二介电材料层。该第一层介电材料层可以由对可见光是透明的金属氧化物或金属合金的氧化物组成。适合的金属氧化物的非限制性实例包括氧化铟、氧化钛、氧化锌、氧化锡及其混合物和合金(例如，锡酸锌)。例如，该第一层介电材料层可以按10到90wt％锌，例如30来60wt％锌，或46到50wt％锌的比率包括锌和锡的合金。作为另一个实例，该第一层介电材料层可以由多个层组成，例如一层锡酸锌层和另一层氧化锌层。适合的第一层介电材料层在美国专利号4,610,771和5,821,001中进行了描述，它们在此引入供参考。
该第一层介电材料层的厚度可以为100_到800_，例如200_到750_，或280_到700_。
电磁辐射反射材料层施加于该第一层介电材料层的至少一部分上。该电磁辐射反射材料可以在日光红外区域、热红外区域、和/或微波区中反射。该电磁辐射反射材料可以包含一种金属，例如金、铜或银。该电磁辐射反射材料也可以包含上述金属以及它们的合金的结合物。在该所述的单元金属基涂层堆叠体中，该电磁辐射反射材料层是可降解层。
该电磁辐射反射材料层的厚度可以为50_到300_，例如60_到200_，或70_到150_。
底漆层施加于该电磁辐射反射材料层的至少一部分上。该底漆层可以是本领域中已知的作为吸除/清除材料的任何材料，即容易吸除气体的材料。用于该底漆的适合的材料包括但是不限于：钛、铜、铝、镍、铌、钇、锆、铪、铬和它们的合金；镍铬合金和钴铬合金；低氧化物，例如低氧化铟锡，低氧化钛，低氧化锌铝；和氮化物，例如氮化硅。
在本发明的一个非限制性实施方案中，底漆层可以从金属转化成氧化物或从低氧化物转化成氧化物，这例如归因于暴露在含等离子O2下或者是由于在空气中受热。该底漆可能随着时间损失它作为吸除剂/清除剂的能力的事实不影响将它分类成底漆。例如，根据本发明，涂层堆叠体可以含有一层最初由金属钛组成的底漆。随着时间，随着该金属钛层吸除氧，该金属钛将转变成氧化钛，即TiO2。氧化钛不再与氧气起反应。在此情况下，最初作为金属钛存在于该涂层堆叠体中的氧化钛认为是底漆层。
该底漆层的厚度可以至多为50_，例如5_到35_，或者8_到30_，或者10_到18_。
第二层介电材料层施加于该底漆层的至少一部分上。用于该第二层介电材料层的适合的材料以及所施加的该层的厚度如上面对于该第一层介电材料层所述。
该层阻隔涂层可以施加在上述由一层或多层单元金属类涂层堆叠体组成的涂层组合体内的任何地方。在本发明的一个非限制性实施方案中，涂层组合体包括单一单元金属类涂层堆叠体并且阻隔涂层施加于第二介电材料层上。在本发明的另一个非限制性实施方案中，涂层组合体包括单一单元金属基涂层堆叠体并且阻隔涂层施加于第一层介电材料层上。在本发明的又一个非限制性实施方案中，阻隔涂层施加在基材上并且单一单元金属基涂层堆叠体施加于该层阻隔涂层上。
在本发明的另一个非限制性实施方案中，将至少一层阻隔涂层引入涂层组合体中的任何地方，该涂层组合体将上述单元金属基涂层堆叠体重复至少两次(例如三次)，其中该涂层堆叠体包括三层电磁辐射反射材料层。在一个特定实施方案中，涂层组合体包括三个单元金属类涂层堆叠体并且阻隔涂层是最后一层涂层，即将其施加在第三单元金属类涂层堆叠体的第二层介电材料层的至少一部分上。在另一个特定实施方案中，包括两层阻隔涂层，其中一层阻隔涂层形成涂层堆叠体的第一层和最后一层。
在本发明的各种非限制性实施方案中，可以将由各种材料组成的其它涂层施加于该层阻隔涂层上；尤其是当该层阻隔涂层是涂层堆叠体中的最后一层涂层时。在本发明的一个非限制性实施方案中，将金属钛层施加于阻隔涂层上。在另一个非限制性实施方案中，将碳层施加于阻隔涂层上。将暗色、吸热涂层如碳施加于阻隔涂层上可以增加涂覆基材的加热速率。
在本发明的另一个非限制性实施方案中，将阻隔涂层引入包括至少以下层的涂层堆叠体中：至少一层透明、导电性氧化物，例如氟掺杂的氧化锡、氧化铟锡或氧化锌铝，和至少一层导电性氮化物，如氮化钛或氮化锆。对该导电性氮化物层和透明、导电性氧化物层的布置是不重要的，即可以将该导电性氮化物层施加在该透明、导电性氧化物层的至少一部分上，反之亦然。在这个实施方案中，阻隔涂层在堆叠体中可以是第一层和/或最后一层涂层。
在上述涂层堆叠体中，该导电性氮化物层是可降解层。
该透明、导电性氧化物层的厚度可以为1_到5,000_，例如5_到2,500_。该导电性氮化物层的厚度可以为1_到2,500_，例如5_到1,000_，或10_到500_。
除了各种涂层组合体之外，本发明还包括涂层的制造方法。具体来说，本发明包括形成多层涂覆基材的方法，其包括在基材上施加可降解涂层和在该可降解涂层上施加阻隔涂层，其中该阻隔涂层在900_的温度下具有不大于10克/m2/天的氧渗透率。该层阻隔涂层可以是涂层堆叠体中的最后一层或者可以将它设置在涂层堆叠体内。在一个非限制性实施方案中，本发明还包括在施加该阻隔涂层之前在该可降解涂层上施加附加的涂层。在另一个非限制性实施方案中，本发明还包括在施加该可降解涂层之前在该基材上施加另一层阻隔涂层。
可以使用常规技术例如化学蒸汽沉积(“CVD”)、喷雾热解和磁控管溅射真空沉积(“MSVD”)来施加上面讨论的的各个涂层。
适合的CVD沉积方法在以下参考文献中进行了描述，它们在此引入供参考：美国专利号4,853,257；4,971,843；5,536,718；5,464,657；5,599,387；和5,948,131。
适合的喷雾热解沉积方法在以下参考文献中进行了描述，它们在此引入供参考：美国专利号4,719,126；4,719,127；4,111,150和3,660,061。
适合的MSVD沉积方法在以下参考文献中进行了描述，它们在此引入供参考：美国专利号4,379,040；4,861,669和4,900,633。在本发明的一个非限制性实施方案中，当MSVD用来沉积阻隔涂层时，可以溅射包含60wt％铝和40wt％硅的靶材来沉积包含氧化铝和二氧化硅的混合物、合金或结合物的阻隔涂层。
本发明的多层涂层组合体可以施加在各种基材上。适合的基材的实例包括但不限于：塑料基材(例如丙烯酸系聚合物，例如聚丙烯酸酯；聚甲基丙烯酸烷基酯，例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丙酯等；聚氨酯；聚碳酸酯；聚对苯二甲酸烷基酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等；含聚硅氧烷的聚合物；或制备这些的任何单体的共聚物，或它们的任何混合物；金属基材，例如但不限于钢、镀锌钢、不锈钢和铝；陶瓷基材；瓦片基材；玻璃基材；玻璃纤维基材；任何上述基材的混合物或结合物。例如，该基材可以是常规未着色钠钙玻璃，即“透明玻璃”，或者可以是着色的或另外上色的玻璃，硼硅酸盐玻璃，含铅玻璃，回火、未回火、退火或热增强的玻璃。该玻璃可以具有任何类型，例如常规的浮法玻璃或平面玻璃，并且可以具有任何组成并其具有任何光学性能，例如，任何值的可见辐射透射率、紫外辐射透射率、红外辐射透射率、和/或太阳总能量透射率。适合用于本发明的实践的玻璃类型，例如但不应认为是限制性的，在美国专利号4,746,347；4,792,536；5,240,886；5,385,872和5,393,593中进行了描述。
基材可以具有任何厚度。在其中基材是玻璃的实施方案中，通常，该基材当用于建筑应用时比当用于汽车应用时更厚。在一个用于建筑应用的非限制性实施方案中，基材可以是厚度为1mm到20mm，例如1mm到10mm，或2mm到6mm的玻璃。在一个用于汽车应用的非限制性实施方案中，基材可以是层压的汽车挡风玻璃或侧灯中的至少一个玻璃板层，并且该基材的厚度可以至多是5.0mm，例如至多4.0mm，或至多3.0mm，或至多2.5毫米，或至多2.1毫米。
当基材是玻璃时，该玻璃可以使用常规浮法方法来制造，例如，如美国专利号3,083,551；3,220,816并且3,843,346中所述，它们在此引入供参考。在本发明一个非限制性实施方案中，可以将在此所讨论的涂层在浮法玻璃的生产过程中施加到该玻璃上，例如，当该玻璃正承载在浮法浴内的熔融锡上时。
在一个非限制性实施方案中，本发明包括下面所述的涂覆基材。以250_到490_，例如340_到440_，或375_到425_的厚度将由锡酸锌组成的第一介电层沉积在基材上。以50_到175_，例如60_到125_，或67_到90_的厚度将第一银层沉积在该第一介电层上。以10_到30_，例如12_到25_，或15_到22_的厚度将第一钛底漆层沉积在该第一银层上。以600_到800_，例如650_到750_，或675_到725_的厚度将第二锡酸锌介电层沉积在该第一底漆层上。以50_到175_，例如60_到125_，或67_到90_的厚度将第二银层沉积在该第二介电层上。以10_到30_，例如12_到25_，或15_到22_的厚度将第二钛底漆层沉积在该第二介电层上。以290_到490_，例如340_到440_，或375_到425_的厚度将第三锡酸锌介电层沉积在该第二底漆层上。以100_到600_，例如150_到500_，或175_到400_的厚度将由含60wt％氧化铝/40wt％硅的氧化铝和二氧化硅的混合物、合金或结合物组成的阻隔层沉积在该第三介电层上。将一层厚度为100_到600_，例如150_到500_，或175_到400_的氧化钛层沉积于该氧化铝/二氧化硅层上以为该涂层提供附加的耐久性。
根据本发明的涂覆基材可以用于各种应用，例如但不限于：汽车透明体，汽车侧窗，挡风玻璃，后窗，遮日光或月光顶棚，和住宅或工业窗户的隔热玻璃装置，气炉、电炉和微波炉的炉门。
用根据本发明的涂层覆盖的基材与常规的涂覆基材相比表现出优异的性能。例如，在产品制造过程中对根据本发明的涂覆基材进行加热之后，特别是与将一块玻璃加以弯曲以生产汽车挡风玻璃或将玻璃片加以回火有关的加热类型之后，因为可降解层仍保持完整，所以根据本发明的涂覆基材通常会具有更好的在电阻率、雾度、日光IR反射率、可见光透射率方面的性能。此外，当阻隔涂层是涂层堆叠体中的最后一层涂层时，根据本发明的涂覆基材在处理、输送和储存期间更能抵抗机械和/或化学侵蚀。另外，该涂层堆叠体在用于例如微波炉门的过程中具有更好的机械耐久性、化学耐久性和热稳定性。
本发明还包括通过在涂层堆叠体中引入至少一层阻隔涂层而在多层涂层内产生封闭体系的方法。该阻隔层可以在涂层堆叠体中的任何地方引入，即在单元金属基涂层堆叠体的各个层内和/或在单元金属基涂层堆叠体之间引入。该封闭体系是指两层阻隔涂层之间的区域或一层阻隔涂层和基材之间的区域。在该封闭体系内，基本上没有材料能够进入或离开。能够流过外壳的材料根据上面所述的渗透率来限定。
本发明方法使涂层堆叠体内的涂层间的相互作用能够受到操纵以致仅有所需的相互作用能够发生。在该封闭体系之外的其它功能性涂层或其它物质例如O2受到限制而不能与在该封闭体系内的层接触和发生反应。
当涂层堆叠体含有不应该暴露在某些物质下的层时，本发明方法是尤其有利的。例如，涂层堆叠体可能包括若暴露在氧气下将会降解的金属层，如银。在此情况下，本发明方法可以通过以下方式用来在该金属层周围产生封闭的没有环境O2的区域：在该金属层之下和之上施加一层阻隔涂层，或者在该金属层之上施加一层阻隔涂层并利用在该金属层之前的基材作为另一个氧阻隔层。
以下实例突出说明了本发明的益处。用包括三个与上述那些相似的基础堆叠体的多层涂层组合体覆盖基材。经由MSVD形成该涂层堆叠体并且整个涂层包括三个银层，四个介电材料层(第一基础堆叠体的第二介电层与第二基础堆叠体的第一介电层结合来形成单一介电层，并且第二基础堆叠体的第二介电层与第三单元金属类涂层堆叠体的第一介电基础堆叠体结合来形成另一个单一介电层)和三个底漆层。介电材料层插入银层之间。将底漆层施加在银层上，之后施加介电层。将阻隔涂层施加于该涂层堆叠体中的第四介电材料层上。该层阻隔涂层在该阻隔涂层和基材之间产生封闭区域。因此，在该涂层堆叠体的设计结构中必须考虑的仅有的氧气是当正在形成该涂层堆叠体时，由于例如在氧气环境中经由MSVD沉积介电层而包含在该体系内的氧。外部的氧气是不用考虑的，因为该涂层堆叠体是一个封闭体系。
由于本发明，该底漆层在沉积该用来覆盖的介电层的过程中可以具有为了保护该可降解材料(例如，银)层所需的最小厚度。另外，因为环境O2在该体系中是受到限制的，所以在所需的用来使该涂覆基材弯曲到所需轮廓或者使涂覆玻璃回火的任何加热步骤中，与本领域中目前教导的相比，需要更少的底漆来保护可降解材料(例如银)层。如上所述，在加热之后，过量的底漆可能导致涂层的各个层的界面处发生破坏。
已经发现，在堆叠体构型中，该底漆层可以薄到12_。该厚度是没有阻隔涂层的相似涂层构型能够抵抗沉积方法和加热条件所需厚度的一半，其中该加热条件是为使基材弯曲或回火所需的。
因为本发明允许将更薄的底漆层用于所述的涂层堆叠体中，所以新型材料可以用作底漆。更具体地说，此前由于底漆层必须厚到存在这样的风险，即该层可能不会完全地氧化并且可能在加热时与银形成合金而不能使用的某些材料能用于本发明。此类材料包括但不限于：铝、铪和钴-铬合金。
将通过以下非限制性实施例来说明本发明。
实施例
图1显示了按以下方式进行的加热研究。玻璃基材按以下方式来制备：在得自Von Ardenne的生产MSVD涂覆机的生产传送带上涂覆一块3英寸x6英寸x0.08英寸的透明浮法玻璃，其中使涂层面朝上。将两个3英寸x3英寸x0.08英寸透明玻璃片材放置在该涂覆玻璃的上面来覆盖该涂层。使该层压件通过具有五个区的Lindberg加热炉。每个区的长度为10英寸。如所述，从该加热炉的进口开始，第一区在大约1350_温度下，第二区在大约1130_的温度下，第三区在大约1180_的温度下，第四区在大约1205_的温度下，第五区在大约1195_的温度下。
使该示例性涂覆基材以各种速度穿过该加热炉。当离开该加热炉时，将在该涂覆玻璃上面的3英寸×3英寸玻璃片取下，并将厚度为0.03英寸的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)薄片放置于该涂覆玻璃基材的一半上。然后用先前取下的3英寸×3英寸×0.09英寸玻璃片中的一个覆盖该PVB，以于该涂覆玻璃的一半上形成层压件。使用光源A测量该已层压的一半涂覆玻璃薄片的可见光透光率(LTA)。
应该理解的是，皮带速度越慢，该涂覆玻璃暴露在烘箱条件下越久，该涂覆基材变得越热。皮带速度与热估算有关。更具体地说，皮带速度越慢，涂层将在高温下暴露越久，该涂层将必须抵抗以显示良好性能的热估算越高。
在该加热研究中，将所有的涂层施加在3英寸×6英寸×2.1毫米透明浮法玻璃片材上。下面将对示例性涂覆基材的命名进行描述。命名为“3×Ag(500)”的涂覆基材按以下方式来制造：以390_的厚度将第一锡酸锌层施加在基材上；以75_的厚度将第一银层施加在该第一锡酸锌层上；以15_的厚度将第一金属钛层施加在该第一银层上；以690_的厚度将第二锡酸锌层施加在该第一金属钛层上；以75_的厚度将第二银层施加在该第二锡酸锌层上；以15_的厚度将第二金属钛层施加在该第二银层上；以690_的厚度将第三锡酸锌层施加在该第二金属钛层上；以75_的厚度将第三银层施加在该第三锡酸锌层上；以15_的厚度将第三金属钛层施加在该第三银层上；以390_的厚度将第四锡酸锌层施加在该第三钛层上；并以500_的厚度将阻隔涂层施加在该第四介电材料层上，其中该阻隔涂层由从包含60wt％铝和40wt％硅的靶材溅射的氧化铝和二氧化硅的合金组成。
命名为“3xAg(金属)”的涂覆基材按以下方式来制造：以390_的厚度将第一锡酸锌层施加在基材上；以75_的厚度将第一银层施加在该第一锡酸锌层上；以15_的厚度将第一金属钛层施加在该第一银层上；以690_的厚度将第二锡酸锌层施加在该第一金属钛层上；以75_的厚度将第二银层施加在该第二锡酸锌层上；以15_的厚度将第二金属钛层施加在该第二银层上；以690_的厚度将第三锡酸锌层施加在该第二金属钛层上；以75_的厚度将第三银层施加在该第三锡酸锌层上；以15_的厚度将第三金属钛层施加在该第三银层上；将第四锡酸锌层施加在该厚度为100_的第三金属钛层上；并以26_的厚度将金属钛层施加在该第四锡酸锌层上。
命名为“2xAg(500)”的涂覆基材按以下方式来制造：以390_的厚度将第一锡酸锌层施加在基材上；以75_的厚度将第一银层施加在该第一锡酸锌层上；以15_的厚度将第一金属钛层施加在该第一银层上；以690_的厚度将第二锡酸锌层施加在该第一金属钛层上；以75_的厚度将第二银层施加在该第二锡酸锌层上；以15_的厚度将第二金属钛层施加在该第二银层上；以390_的厚度将第三锡酸锌层施加在该第二金属钛层上；并以500_的厚度将阻隔涂层施加在该第三锡酸锌层上，其中该阻隔涂层包含从包含60wt％铝和40wt％硅的靶材溅射的氧化铝和二氧化硅的合金。
商业样品也包括在图1中。在这一样品中，用从PPG IndustriesinPittsburgh，PA商购的Sungate_ Automotive Coating Number5(“SA05”)覆盖玻璃基材。SA05是两层银层的可加热涂层。
结论
如图1的加热研究所示，本发明阻隔涂层保护一层或多层可降解层并因此维持了涂层的性能。具有一层根据本发明的500_的阻隔涂层的涂覆基材(“3xAg(500)”和“2xAg(500)”)维持相当恒定的与皮带速度无关的LTA。称为3xAg(500)的实施例随着皮带速度从9ipm下降到3ipm显示出LTA从77％下降到74％。称为2xAg(500)的实施例随着皮带速度从9ipm下降到3ipm显示出LTA从76％下降到72％。因为“3xAg(500)”和“2xAg(500)”以15_的厚度含有底漆层，所以归因于皮带速度降低的LTA降低比预期少得多。
与根据本发明覆盖的基材相比，随着皮带速度变慢，不具有根据本发明的阻隔涂层的基材显示出就LTA而言的更加严重地降低。称为3xAg(金属)的实施例随着皮带速度从9ipm下降到3ipm显示出LTA从75％下降到62％。结果表明钛不具有和本发明中描述的阻隔涂层一样好的阻隔性能。该商业样品显示出随着皮带速度从9ipm下降到5ipm，LTA从72％下降到61％，然后随着皮带速度从5ipm下降到3ipm，该LTA从61％增加到64％。
本领域技术人员容易理解的是，在不脱离以上说明书所公开的构思下可对本发明作出修改。这些修改应认为包括在本发明范围之内。因此，在此详细描述的特定实施方案仅是说明性的且不对本发明范围构成限制，该范围应完全涵盖所附权利要求书及其任何和全部等同物的全部宽度。