防雾冷藏门及其制造方法 本 申 请 是 2005 年 9 月 20 日 提 交 的 申 请 号 为 “200580039612.0” (PCT/ US2005/033236) 的发明专利申请 “防雾冷藏门及其制造方法” 的分案申请。
本发明专利申请要求 2004 年 9 月 20 日提交的美国临时专利申请 No.60/610964 以及 2005 年 7 月 19 日提交的美国临时专利申请 No.60/700308 的优先权， 两者全文结合在 此引作为本发明专利申请的参考。
技术领域
本发明大体涉及冷藏门、 隔热玻璃单元以及冷藏系统， 并且更具体地讲， 涉及防雾 或防霜无能耗冷藏门， 其提供了冷凝控制、 热绝缘以及期望量的可见光透射率。更具体地 讲， 本发明的冷藏门通过以下方式而实现这些期望的特征， 即涂布低辐射涂层、 而不电加热 门并且通过涂布防雾 / 防霜涂层或膜。在本申请中， 术语 “冷藏门” 是指用于冷藏柜、 冰箱 以及类似单元和柜子的门。另外， 对于本申请而言， 术语 “无能耗” ( 如无能耗冷藏门 ) 是指 电无需施加至玻璃， 以加热玻璃。 “防雾” 和 “防霜” 指的是这样的涂层或膜， 其减小或消除 对于冷藏门、 隔热玻璃单元 (IGU) 或在此所述的其它物品的清理时间 (clearingtime)。 背景技术 在此所提及的所有美国专利以及美国专利申请公开文献它们的全文结合在此引 作参考。在冲突的情况中， 包括定义的本说明书将为主。
用于商用冷藏柜、 冰箱等的冷藏门通常由玻璃构成， 以允许顾客看到安置于其中 的产品， 从而无需打开门进行销售。然而， 当在玻璃上形成冷凝时 ( 有时指 “起雾” )， 顾客无 法通过门看， 以识别其中的产品， 这从顾客以及店主或零售商的角度而言是不希望发生的。 霜的形成具有类似的问题。
水气在玻璃冷藏门的外侧上冷凝， 这是因为由于制冷器对冷藏柜或冰箱内部的制 冷而导致玻璃的外侧的表面温度降低至商店的环境温度之下。 在玻璃的表面的温度下降至 商店内的空气的露点之下时， 水气在玻璃的表面上冷凝。另外， 当门在潮湿的环境中打开 时， 形成门的内侧的最内侧玻璃片材也即刻暴露于商店的环境空气， 并且在门的内侧上也 可形成冷凝。在玻璃门的内侧上也出现冷凝， 这是因为玻璃门的内侧的温度低于其所暴露 至的环境商店空气的露点。
如前所述， 可以为霜的玻璃上的冷凝物阻止顾客看清产品， 以通过玻璃门进行销 售。 因此， 当在玻璃门上出现冷凝物或霜时， 顾客必须完成打开冷藏门这一繁琐的操作以识 别其中的物品， 这对具有大量冷藏柜或冰箱的商店而言是不实用的。打开每个冷藏门不仅 对顾客而言是繁琐并费时的， 而且对零售商而言也不希望如此， 因为这样显著增加了零售 商的冷藏柜以及冰箱的能耗， 因而导致了零售商在能量方面较高的成本。
具有各种不同的行业性能标准， 其中冷藏门必须符合它们的要求， 以便认可。 在美 国， 多数行业要求冷藏门 ( 非冰箱门 ) 在具有华氏八十度 (80F) 的外部温度、 60％的外部相 对湿度以及华氏负四十度 (-40F) 的内部温度的环境中使用时， 防止外部冷凝。其它国家有
不同的要求。
如本技术领域所公知， 传统的冷藏门包括容纳在门框中的隔热玻璃单元 (IGU)。 冷 藏门中的 IGU 大体包括两个或三个玻璃片材， 在它们的周边由大体被称为边封的密封组件 密封。 在包括三个玻璃片材的 IGU 中， 在所述三个玻璃片材之间形成两个隔热室。 在包括两 个玻璃片材的 IGU 中， 形成单个隔热室。大体上， 用于冰箱的 IGU 是由两个玻璃片材构成， 而用于冷藏柜的 IGU 采用三个玻璃片材。在被密封之后， 所述各室通常充满诸如氩气、 氪气 的惰性气体或其它适合的气体， 以提高 IGU 的热学性能。
大部分传统的防止或减少冷藏门中冷凝的方法涉及通过在 IGU 的一个或多个玻 璃表面上设置导电涂层而向所述门提供能量， 以电加热玻璃。加热玻璃的目的在于维持玻 璃的温度高于商店的更温暖的环境空气的露点。通过加热玻璃使其高于露点， 防止在门中 的玻璃上产生不期望的冷凝以及霜， 从而可以清晰地透过玻璃观察冷藏舱的内部。
在由三层式 IGU 构成的门中， 一个或两个玻璃片材的未暴露的表面涂覆有导电材 料。 所述导电涂层通过安装在玻璃的相反边缘上的两个导电条或其他的电连接器而连接至 电源。随着电流通过涂层， 涂层加热， 因而加热玻璃片材， 以提供无冷凝的表面。冷藏门的 IGU 上的涂层通常被涂布至最外侧玻璃片材的未暴露的表面。 然而， 因为有时候在玻璃内侧 片材的内侧上形成冷凝， 所以最内侧玻璃片材的未暴露的表面也被涂层， 以便加热， 从而防 止冷凝。 现有技术的这些传统的加热式冷藏门具有多个缺点和问题。首先， 加热门导致能 量成本高于并超出冷却系统的能量成本。在标准尺寸的商用冷藏柜中， 加热冷藏柜门的 附加的成本是相当大的， - 基于目前的用电价格， 这种附加的成本可以是每个冷藏柜每年 $100 或更多。考虑到许多商店使用多个冷藏柜， 而某些超市以及其它食品零售商使用上百 个冷藏柜， 与这种加热式冷藏柜门有关的累积的能量成本是相当可观的。
第二， 来自传统的加热式冷藏门的过多的热量将转移至冷藏舱， 在冷却系统上造 成了附加的负担， 这导致更高的能量成本。第三， 如果供应至门用于加热的电能太低， 则电 源输出关闭或中断， 在玻璃上将形成冷凝物和 / 或霜。如果功耗太高， 则将导致不必要的附 加的能量成本。为了减少出现这些问题， 这种加热式玻璃门通常需要门加热系统的精确控 制。 为了实现门加热系统的必要的精确的控制， 需要电控制系统， 这导致了设计以及制造成 本的增加， 以及显著的操作以及维护成本。
第四， 这些电加热式玻璃门会对顾客的安全造成危害， 并且会为零售商以及冷藏 装置生产商带来债务和曝光的潜在危险。施加于玻璃门涂层的电压大体为 115 伏 AC。顾客 在店内所使用的购货车沉重并且是金属的。如果购货车撞击并破坏玻璃门， 则电流可能通 过购货车传导至顾客， 这将导致顾客受到严重的伤害、 甚至死亡。
美国专利 No.5852284 和 No.6148563 公开了将电压施加至涂覆有导电涂层 ( 其 可以是低辐射涂层 ) 的玻璃， 以控制冷凝在玻璃门的外侧表面上的形成。诸如低辐射涂层 的导电涂层提供电阻， 其产生热量 ； 同时还提供期望的热学特性。然而， 在这些专利中所公 开的冷藏门具有与所有电加热式冷藏门有关的前述缺点和问题。在美国专利 No.6367223、 No.6606832 与 No.6606833 中也公开了玻璃单元、 门、 冷藏单元等。 正如指出的， 这些和其它 美国专利和专利申请全文结合在本申请中引作参考。
除了用于导电， 这种低辐射涂层已经被应用作为用于减少冷藏门上冷凝的另一措
施。特别地， 增加玻璃的隔热值 (“R 值” ) 并减少从冷藏舱的热量损失的一种方法是将低 辐射 (low E) 涂层涂布至玻璃。low E 涂层是沉积在玻璃表面上的显微级薄的、 实质上不 可见的金属或金属氧化物层， 以通过抑制通过玻璃的辐射热流减少辐射率。辐射率是由 黑体或表面发出的辐射量与由普朗克定律预测的理论辐射量的比值。术语 “辐射率” 是指 在红外范围内按照美国测试与材料学会 (ASTM) 标准测得的辐射率值。辐射率利用辐射度 测量装置被测量， 并被报告为半球辐射率 (hemispherical emissivity) 以及标准辐射率 (normalemissivity)。辐射率表明由涂层发射的长红外波长辐射的百分比。较低的辐射率 表明较少的热量将经由玻璃传递。因此， 玻璃片材或 IGU 的辐射率影响玻璃或 IGU 的隔热 值以及玻璃或 IGU 的导热率 (“U 值” )。玻璃片材或 IGU 的 U 值与其 R 值成反比。
在多层式 IGU 中， IGU 的辐射率、 即形成所述 IGU 的各玻璃片材的综合辐射率可以 通过将所有玻璃片材的辐射率在一起相乘而被估计。例如， 在两层式 IGU 中， 其中每个玻璃 片材具有 0.5 的辐射率， 总辐射率将是 0.5 乘以 0.5 或者为 0.25。
尽管 low E 涂层已经被涂布至需要和不需要电加热门的冷藏门中所用的 IGU， 但 这种涂层和 IGU 并不适于控制冷凝并且在宽的温度范围和以下的环境中提供所需的绝热， 在所述环境中， 利用了这种冷藏门， 而无需施加电以加热门。更具体地讲， 尽管使用了这种 low E 涂层， 并不被加热的冷藏门无法提供在这样的应用中的冷凝控制， 在所述应用中， 冷 藏舱的内部温度大致接近或低于冰点。 而且， 传统的防雾 / 防霜涂层、 膜等以及涂布它们的方法也具有局限性。例如， 膜 可仍旧允许形成水滴， 其看起来是雾和朦胧的景象。同样， 在短暂水浸渍以或反复清洁之 后， 经常失去防雾的特性。 而且， 通过吸收冷凝而起作用的公知的防雾制品在非常潮湿的状 态下可饱和并失效， 这至少部分是由于它们的高度的膨胀状态。 同样， 这些制品可容易地擦 伤或弄脏， 并且不足以忍受或抵抗普通的溶剂。 此外， 传统的防雾制品可出现有常见的涂层 问题， 例如滴流、 流淌、 捕获灰尘以及化学裂纹。
因而， 尽管可采用电加热式以及低辐射涂层的冷藏门以及可采用防雾和防霜制品 例如膜和涂层， 但是冷藏门仍需 ： (1) 在宽的温度以及环境范围内提供必要的冷凝控制以 及热绝缘 ； (2) 具有期望量的可见光透射率 ； (3) 通过减少供应电能以加热门的需求而避免 不必要的能量成本以及冷却系统的过多负担 ； (4) 无需昂贵以及复杂的电控制系统， 从而 最小化设计、 制造、 操作以及维护成本 ； 以及 (5) 不会对顾客带来安全危害以及对制造商和 零售商带来负债和曝光的潜在危险， 并且以其它方式克服或减少上述的问题。
发明内容 本发明的目的是克服上述现有技术中的缺陷， 这是通过为无能耗冷藏门提供冷凝 控制、 热绝缘以及期望量的可见光透射率而实现。
本发明的另一目的是提供一种冷藏门， 其并不利用电能以减少玻璃上的冷凝。
本发明的另一目的是提供一种冷藏门， 其控制冷凝， 并且并不向冷藏柜或冰箱内 部传递大量热量， 因而也不对冷却系统进一步造成负担并且不增加能量成本。
本发明的另一目的是提供一种可控制冷凝的冷藏门， 其与现有技术的冷藏门和系 统相比更加容易并更加经济地制造、 操作和维护。
本发明的另一目的是提供一种可控制冷凝的冷藏门， 其更加容易设计、 操作和维
护。 本发明的另一目的是提供一种可控制冷凝的冷藏门的制造方法， 其并不利用电能 加热玻璃， 以控制冷凝。
本发明的另一目的是提供具有小于 0.04 辐射率的冷藏门。
本发明的另一目的是提供具有大约 0.0025 辐射率的冷藏门。
本发明的另一目的是提供具有小于 0.2BTU/hr-sq ft-F 的 U 值的冷藏门。
本发明的另一目的是提供具有大约 0.16BTU/hr-sq ft-F 的 U 值的冷藏门。
本发明的另一目的是提供具有附加的防雾和防霜特性的冷藏门， 其中所述防雾和 防霜特性将清理时间减小至零或接近零。
其它的目的包括提供用于冷藏门中的防雾或防霜涂层或膜， 以及在基板表面上包 括这种膜的冷藏系统和 IGU。
本发明通过提供无能耗冷藏门以及制造其的方法等而实现这些目的和其它目的。 在一方面， 本发明包括容纳隔热玻璃单元的门框架， 其中所述隔热玻璃单元包括玻璃内侧 片材、 玻璃中间片材和玻璃外侧片材。围绕玻璃内侧片材与玻璃中间片材的周边安置的第 一密封组件在玻璃内侧片材与玻璃中间片材之间形成了第一室。 围绕玻璃中间片材与玻璃 外侧片材的周边安置的第二密封组件在玻璃中间片材与玻璃外侧片材之间形成了第二室。 诸如氪气、 空气或氩气的气体被保持在所述第一和第二室内。玻璃外侧片材和玻璃内侧片 材分别具有未暴露的表面， 其面向玻璃中间片材。低辐射涂层设置在玻璃内侧片材与玻璃 外侧片材的未暴露的表面上， 从而玻璃门整体具有这样的 U 值， 其阻止门的玻璃外侧片材 的外侧表面上冷凝形成， 而不用施加电以加热所述门， 同时还从所述门的玻璃外侧片材的 内侧上提供了冷凝物的期望的蒸发速度。防雾 / 防霜涂层或膜设置在一个玻璃片材的表面 上， 优选内侧片材的暴露的表面上。
在一个方面中， 本发明还提供了新颖的防雾 / 防霜涂层。
防雾 / 防霜涂层用在各种不同的应用中， 例如隔热玻璃单元， 包括那些具有多层 的单元、 用于制冷和冷藏展示箱的制冷和冷藏门、 车用反光镜、 特殊的外镜、 桑拿浴、 蒸汽 室、 淋浴门、 售票窗、 浴室窗、 浴室镜、 外冷却装置以及暴露至高湿度或雨水的冷藏柜、 以及 期望防霜或防雾涂层 / 膜的任何其它应用。因而， 尽管本发明的防雾 / 防霜涂层优选用于 无能耗制冷和冷藏门， 但是它们还适于各种不同的其它应用， 包括能量施加至其的门， 例如 电加热的门。
参照附图， 以下详细说明本发明的其它特点和优点、 以及本发明的不同的实施例 的结构和操作。
附图说明 结合在此并且形成本申请一部分的附图示出了本发明的不同的实施例， 并且与说 明书一起， 还用于说明本发明的原理， 并且使得本领域技术人员采用以及使用本发明。 在附 图中， 相同的附图标记代表相同或功能相似的元件。
将容易地获得本发明的更全面的理解以及其多个附带的优点， 这是由于通过参看 附图参照以下详细的说明将更好理解它们， 其中 ：
图 1 示出了采用根据本发明实施例的冷藏系统 ；
图 2 示出了根据本发明的冷藏门 ； 图 3 示出了根据本发明的冷藏门的局部剖视图 ； 图 4 示出了根据本发明的冷藏门的局部剖视图。具体实施方式
在以下的说明中， 出于说明并非限制的目的， 提出了具体的细节， 例如特定的涂 层、 涂层工艺、 片材和膜的厚度、 密封组件、 片材的数量、 片材间距以及组装门的方法等， 从 而提供对于本发明的彻底了解。 然而， 对于本领域技术人员清楚的是， 本发明可以以脱离这 些具体细节的其它实施方式实施。 省略了公知的涂层、 涂层工艺、 密封组件以及组装门的方 法的说明， 从而并不使本发明的说明不清楚。 出于说明本发明的目的， 诸如外部、 内部， 外侧 和内侧的术语是根据由冷藏柜或冷藏舱的内侧的透视方向所说明， 正如附图所示。
测试以及计算机模型已经说明， 在如上所述在美国工业的性能要求下， 针对冷藏 门而言需要大约 0.2BTU/hr-sq ft-F 的 U 值 ( 玻璃的导热率 )， 以防止玻璃的外侧上的冷 凝。 然而， 正如所述， 在门打开时， 冷凝可形成在门的玻璃内侧片材的内侧上， 这是因为片材 的内侧表面的温度低于所述内侧表面所暴露于的更加潮湿的环境商店空气的露点。然而， 在门被关闭后， 随着水气蒸发进入冷藏柜或冷藏舱中， 冷凝将消散。 在冷凝出现在门的内侧时， 冷藏柜或冰箱的物品并不通过门可见。因此， 蒸发速 度、 其确定冷凝出现的时间 ( 也称为 “清理时间” ) 长度是重要的设计标准。通过玻璃门传 递至玻璃门的内侧表面的热量越多， 则在门的内侧上冷凝蒸发得就越快。 然而， 经由门的增 加的热传递也导致了冷却系统的增加的能量成本。因而， 玻璃门的最佳 U 值通过多个因素 被确定， 包括内外温差、 玻璃厚度、 间距、 在 IGU 的室中所用的气体、 片材的数量、 隔块材料、 环境湿度、 涂层的远红外频谱的吸收系数、 以及冷凝蒸发的期望时间。另外， 与所选的部件 ( 即气体、 密封组件、 玻璃等 )、 能量成本以及其它因素有关的成本也在设计中考虑。以下所 述的优选实施例提供了 0.16BTU/hr-sq ft-F 的 U 值， 其防止门的外侧上的冷凝， 同时允许 足够的热量从外界环境透过门， 以允许门的内侧上的冷凝物在合理的时间量内蒸发。某些 冷藏系统制造商要求， 冷凝物在几分钟内蒸发， 而其它一些要求， 在一分钟内蒸发。在可选 的实施例中， U 值可大致等于或小于 0.16BTU/hr-sq ft-F。冷凝物蒸发所需的时间将根据 以下因素而改变， 即门打开的时间量、 商店中的湿度、 冷藏系统舱温度、 冷藏系统物品、 通过 门所传递的热量 ( 其取决于 U 值 ) 以及其它因素。
在本发明的实施例中， 如图 1 所示， 冷藏系统 5 包括多个透明的冷藏门 10， 它们每 个具有把手 11。如以下更加详细所述， 每个冷藏门 10 包括安装在框架 55 中的 IGU 50。冷 藏系统的内部包括多个搁板 6， 它们用于保持商品通过门可见。参看图 2， 本实施例的冷藏 门 10 通过铰链安装至冷藏系统的开口， 其中所述铰链允许门向外打开。
如上所述， 冷藏门 10 包括容纳在框架 55 中的 IGU 50。如图 3 所示， IGU 50 包括 玻璃外侧片材 60、 玻璃中间片材 65 以及玻璃内侧片材 70。IGU 50 容纳在框架 55 中， 并且 还包括第一密封组件 90， 其围绕外侧片材 60 的内侧表面 60 以及玻璃中间片材 65 的外侧表 面的周边延伸， 以限定大致气密性密封的、 隔热外室 92。 类似地， 第二密封件 95 围绕玻璃内 侧片材 70 的外侧表面 72 以及玻璃中间片材 65 的内侧表面的周边延伸， 以限定大致气密性 密封的、 隔热内室 94。
玻璃外侧片材 60 的外侧表面 61 安置成邻近外界环境 7。换句话说， 外侧片材 60 的外侧表面 61 暴露于冰箱或冷藏柜所位于的环境。外侧片材 60 的内侧表面 62 形成了外 室 92 的一部分， 并且暴露至其。
在该优选的实施例中， 外侧片材 60 八分之一英寸厚， 被回火处理， 而外侧片材 60 的内侧表面 62 涂覆有低辐射涂层 63。 特别地， 在该实施例中， low E 涂层是溅射涂覆的 low E 涂层， 其包括作为基层的超硬氧化钛以确保高级别的热学性能以及高可见光透射率。 该特 定的溅射涂覆的玻璃在涂覆之后被回火， 并且提供高可见光透光性而色调级别不高。外侧 片材 60 的外侧表面 61 并未被涂覆。在该实施例中， 外侧片材 60 例如可以 ( 并非限制 ) 是 Comfort Ti-PS 玻璃片材， 其厚度为八分之一英寸， 由 Tennessee 州 Kingsport 的 AFG 工业 公司制造， 具有提供 0.05 辐射率的 low E 涂层。如本技术领域所公知， Comfort Ti-PS 在 整合进入 IGU 50 之前被切割至合适的尺寸、 被回火处理并被边缘处理。在此所指的 low-E 玻璃并不限于是上述具体名字的产品， 而可以是任何合适的 low E 玻璃， 包括但不限于， 溅 射涂覆的和热分解涂覆的 (pyrolytic coated)low E 玻璃。
玻璃中间片材 65 位于玻璃外侧片材 60 与玻璃内侧片材 70 之间， 并形成了外室 92 和内室 94 的一部分。中间片材 65 与外侧片材 60 和内侧片材 70 间隔二分之一英寸， 并且 是八分之一英寸厚的、 未涂层的、 回火的玻璃片材。 玻璃内侧片材 70 安置成邻近冷藏柜或冷藏舱 9 的内部， 而所述玻璃内侧片材的内 侧表面 71 暴露至舱 9 的内部。内侧片材 70 的外侧表面 72 形成内室 94 的一部分， 并且暴 露于其。玻璃内侧片材 70 的外侧表面 72 也涂覆有低辐射率涂层 73。在该实施例中， 内侧 片材 70 的外侧表面 72 上的涂层 73 与针对外侧片材 60 的内侧表面 62 上的涂层 63 如上所 述相同。在优选的实施例中， 内侧表面 71 上涂布有防雾或防霜涂层或膜 75， 其显著减小了 单元操作的过程中的清理时间， 优选实质上减小至零 ( 即， 不出现可见的雾 )。
优选的防雾涂层或膜包括本技术领域公知的来自 Film Specialties 公司的
和 和防雾膜。这些膜可包括相反的侧上的光学粘合剂， 以便安装。例如， 可被购买为塑料膜或液体。这些膜在所有温度 - 湿度状态中消除起雾。而Vistex 包括利用相反侧上的光学透明的粘合剂固化在透明的聚酯膜上的聚合体。Vistex 且， 防止雾和冷凝物形成， 甚至在冰箱或冷藏柜门已经被支撑打开延长的时期， 例如在重新 进货的过程中。 在短暂的水浸渍或反复的清洁之后， 并不失去防雾特性， 在非常潮湿的状态 下， 涂层也不饱和或失效， 例如那些通过吸收冷凝而起作用的制品。 在本发明中所使用的优 选防雾膜是亲水的， 从而水气在涂层的表面上不可见地片层展开， 而不是形成看起来是雾 和朦胧景象的水滴。而且， 优选的膜是抗擦伤的， 并且包括相反侧上的丙烯酸粘合剂。粘合 剂为通常使用在太阳能控制膜上的那种类型， 并且允许膜被涂布至任何平坦的或圆筒形的 表面。粘合剂系统可以是压敏的或者脱粘性 (detackified) 压敏的， 二者光学透明。可以 使用不同的膜厚度， 并且本领域技术人员将容易地确定针对所需应用的合适的厚度。优选 的厚度为 4mil。膜可利用涂刷器安装在玻璃表面上。
优选的膜是基于亲水聚合体技术的永久防雾或防霜膜。防雾 / 防霜涂层通过以下 方式操作， 即减小水的表面张力， 同时使得冷凝物片层展开， 因而在所有温度和湿度状态下 消除起雾。优选的涂层比多数未处理的塑料容忍大量更多的处理弊端。出现在防雾膜中的 轻微的表面擦伤在暴露于水气时实际上将自我修复。而且， 优选的涂层具有高程度的化学抵抗性， 并且将耐受诸如异丙醇、 甲苯或丙酮的溶剂， 因而保护基材免受溶剂侵蚀。在必要 时， 可使用常见的玻璃清洁剂。
优选的膜是难溶于水的， 并且与本技术领域公知的其它防雾涂层相反， 在湿润时 将不弄脏或溶化。优选的膜在受控的状态下固化， 因而消除了常见的涂层问题， 例如滴流、 流淌、 捕获的灰尘以及化学裂纹。 而且， 膜为其所涂布至的玻璃增加了擦伤抵抗性以及抵抗 碎裂的措施。粘合剂将接合玻璃或任何塑料， 甚至被处理以抵抗擦伤的硬质表面。
利用适于用在本发明实施例中的某些公知的防雾和防霜膜 / 涂层， 固化的底涂料 在涂布防雾或防霜膜之前被涂布至玻璃。传统的涂层 可从 Film Specialities 公司公知并购买如上所述包含 “部分 A”与 “部分 B”化学品的 100 ∶ 40 的混合配比。 部 分 A 成 分 包 括 双 丙 酮 醇 (diacetone alcohol)(46 ％ )、 N- 甲 基 吡 咯 烷 酮 (N-methylPyrrolidone)(4 ％ )、 叔 丁 醇 (t-butanol)(4 ％ )、 Cyclohexane(8 ％ )、 2， 4- 戊 二酮 (2， 4-pentanedione)(6 ％ )、 以及 Aromatic 150(2 ％ )。 部分 B 成分包括 聚异氰酸酯 (polyisocyanate)(66％ )、 游离单体异氰酸酯 (free monomeric isocyanate) (1 ％ )、 二 甲 苯 (xylene)(11 ％ )、 醋 酸 正 丁 酯 (n-butyl acetate)(11 ％ ) 以 及 甲 苯 (toluene)(11 ％ )。正如所指出的， 部分 A 和部分 B 成分容易地由公众获得。 此外， 公知的膜大体包含附加的溶剂， 例如附加量的双丙酮醇和叔丁醇 (tertiary butyl alcohol)， 以便稀释混合物。 而且， 制造公知的膜的工艺经常包括需要两个单独的涂层步骤 以及两个固化周期。固化时间、 温度以及方法可对于防雾和防霜特性具有显著的影响。例 如， 过固化将显著减小这些特性。 强制对流是最慢的方法， 并且更可能导致过固化涂层的薄 皮 (thin-skin)， 同时对防雾和 / 或防霜特性造成损害。 辐射能量是避免过固化的快速和高 效的方法。
在美国专利 No.4467073、 No.5262475、 和 No.5877254 以及美国专利申请公开文献 US2003/0205059A1、 US2005/0064101、 US2005/0064173 以及 US2005/0100730 中公开了一些 合适的涂层、 膜以及它们的方面， 它们全文结合在此引作本专利申请的参考。 在此所提出的 这些和其它专利和专利申请书以及说明书为本领域技术人员提供了充足的引导， 以容易地 实施本发明。
然而， 本发明还提供了新颖的防雾和防霜涂层 / 膜， 其具有超过上述和其它公知 的膜改进的特性。本发明还提供了制造和涂布这种改进了的膜的新颖的工艺。例如， 令人 吃惊地发现， 以大致 100 单位的部分 A 与大约 25 至 45 单位的部分 B 为比例的部分 A 与部 分 B 化学品的混合物 ( 上述与 有关 ) 产生了超过公知的膜的提高了的防雾和防 霜结果。在上述范围内的较低量的部分 B 成分 ( 其用作为硬化剂 ) 改进了膜的防霜特性， 同时保持了抗擦伤性。使用较高百分比的部分 B 成分可获得良好的防雾特性。在优选的实 施例中， 比值为大约 100 单位的部分 A 成分与大约 30 至 33 单位的部分 B 成分之比。在特 别优选的实施例中， 比值为大约 100 单位的部分 A 与大约 30 单位的部分 B 之比。
还已经令人吃惊地发现， 消除使用附加的溶剂、 例如附加的双丙酮醇和叔丁醇 ( 特别地消除附加的双丙酮醇 ) 提高了防雾和 / 或防霜性能。消除这些溶剂特别地提高 了防霜性能。然而， 添加至少一种这样的溶剂、 叔丁醇已经发现并不阻碍防霜性能。此外， 在本发明的实施例中， 大体包括在前述公知的膜中的固化的底涂料已经通过以下方式被消 除， 即用硅烷预处理玻璃基板、 并且将不同的硅烷添加至防雾 / 防霜混合物。例如， 硅烷预处理可有助于聚合体涂层在极端的化学状态下或在长期潮湿浸渍下粘附至基板。 在优选的 实施例中， 添加至混合物的硅烷是 3- 环氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷 (3-glycidoxypropylt rimethoxysilane)。已经令人吃惊地发现， 包括该硅烷增加了抗磨性 ( 即抗擦伤性 )， 并且 促进了粘合与耐气候性。3- 环氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷并不像某些硅烷那样促进黄化 (yellowing) 膜。 在优选的实施例中， 3- 环氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷存在的量为大约 1％ 至大约 8％， 更加优选地为大约 6％。 其它硅烷添加剂也可被使用而具有类似的效果。 而且， 其它合适的添加剂和底涂料是这样的， 即它们可促进聚氨酯与诸如玻璃的无机成分粘合。 这些材料包括但不限于针对玻璃具有亲和力的聚合体。
本发明还提供了制造和涂布上述膜的新颖的工艺。在一个方面中， 本发明提供了 这样的方法， 其中， 涂层步骤可被减小至单个涂层以及单个固化周期。对于其它的优点， 这 减小了过固化的破坏效果的机会。 此外， 在本发明的实施例中， 涂层或膜是利用帘式涂料器 被涂布。进行调整， 以防止帘中过大的雷诺数， 从而避免半紊流和紊流状态。例如， 在实施 例中， 标准堰型帘式涂料器 (standard weir-type curtaincoater) 可被调整以给出期望的 层流。这种调整可包括限制堰唇 (weirlip) 的尺寸， 以防止半紊流状态。
在可选的实施例中， 基板、 优选玻璃可用硅烷 ( 优选 Silquest A-1106 氨基烷基硅 酮 (amino alkyl silicone)) 预处理， 以促进湿润以及粘合。通过在玻璃清洗机的漂洗水 中混合大约 1％的硅烷而应用特定的硅烷。这种工艺消除了现有技术的工艺中所需要的一 些附加的步骤。 因而， 尽管一些防雾和防霜涂层或膜是公知的， 并且可与在此所述的本发明 的其它方面结合使用， 本发明还提供了新颖的防霜和防雾涂层 / 膜， 它们具有超过本技术 领域中以前所见的那些的改进的特征， 并且提供了制造和涂布它们的新颖的工艺。在实施 例中， 本发明提供了这样的防雾和防霜膜 / 涂层， 它们具有混合物中部分 A 与部分 B 化学品 的调整的配比 ( 如上所述 ) ； 并且提供了并不包括特定通常被使用的溶剂的涂层 / 膜。而 且， 在本发明的实施例中， 膜的特性可通过调整固化周期而被改进。 基板还可被预处理以促 进湿润以及粘合。
因而， 在一个方面中， 本发明提供了这样的聚合体合成物， 其在干燥或固化之后具 有防雾和防霜形成的特性。在优选的实施例中， 合成物包括部分 A 与部分 B 化学品的大约 100 ∶ 40 的化学混合比 ( 在此所述 )， 并且不包括涂布至玻璃基板的溶剂、 稀释剂或固化的 底涂料。在可选的实施例中， 混合物包括硅烷， 优选 3- 环氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷。优 选的合成物促进抗擦伤性、 粘合和耐气候性。
在另一方面， 本发明提供了这样的冷藏门， 其包括大致透明的基板， 所述基板的至 少一部分上具有防雾或防霜涂层， 所述基板的该部分在以下情况中时显著并不起雾或起 霜， 即该部分具有初始表面温度， 并且然后被暴露至潮湿的环境空气一段时间， 其中露点温 度等于或高于表面温度。所述表面温度可以低于大约 0℃， 并且这段时间可大至 6 秒或更 大。
本发明还提供了制造具有大致透明的基板的冷藏门的方法， 该方法包括在基板的 至少一部分上形成在此所述的防雾或防霜涂层， 其中基板是冷藏门的一部分， 或者被用于 制造冷藏门。在一个实施例中， 该方法包括混合部分 A 与部分 B 化学品以形成混合物， 将该 混合物涂布至所述基板的至少一部分， 并且固化该基板。 本发明还提供了 IGU， 其包括基板， 如在此所述， 所述基板的至少一部分上具有防雾或防霜涂层 ； 包括该 IGU 的冷藏门 ； 包括所述冷藏门的冷藏系统。而且， 在其它实施例中， 本发明提供了这样的冷藏门， 其包括大致透 明的基板， 在所述基板的至少一部分上具有涂层， 在保持在大约 -28℃的温度的该部分暴露 于大约 25℃的温度的环境中最大至 12 秒或更大时， 所述涂层阻止在该部分上水的冷凝。 这 种冷凝水滴的阻止导致了阻止形成散射光的雾或霜。
在图 3 所示的实施例中， 内侧片材 70 例如还可以是 ( 但不限于 )Comfort Ti-PS 片材， 其厚度为八分之一英寸， 由 AFG 工业公司制造， 具有期望的特性和涂层。
在该示意性实施例中， 室 92 和 94 这两者充满空气。在可选的实施例中， 每个室可 充满同样的或不同的气体， 并且所述室可充满氪气、 氩气或其它合适的气体。
片材 60、 65 通过第一密封组件 90 被保持分离， 其中所述第一密封组件围绕所述片 材 60、 65 的周边延伸， 以平行、 间隔的方式维持所述玻璃片材， 在所述片材 60、 65 之间形成 室 92， 同时还密封所述室 92 以免外界环境影响。同样， 片材 65、 70 通过第二密封组件 95 被 保持分离， 其中所述第二密封组件围绕片材 65、 70 的周边延伸， 以平行、 间隔的方式维持所 述玻璃片材， 在所述片材 65、 70 之间形成室 94， 同时还密封所述室 94 以免外界环境影响。 密封组件 90、 95 相应地在外侧片材 60 与中间片材 65 之间和内侧片材 70 与中间片材 65 之 间维持二分之一英寸间距。
本实施例的密封组件 90、 95 优选是暖边密封件。 “暖边” 被用于说明隔热玻璃密封 组件， 其与传统的铝隔块与密封组合件相比更好地减少热量损失。该实施例的每个密封组 件 90、 95 包括其本身的隔块以及干燥剂， 其取代了单独的密封剂、 金属隔块以及干燥剂的 需求 ； 并且具有 0.84Btu/hr-ft-F 的热交换率 ( 有时被称为 K 值 )。在该实施例中的密封 组件 90、 95 是复合挤压成形物， 其包含以下的结合， 即聚异丁烯密封剂 (polyisobutylene sealant)、 热熔丁基密封剂 (hot melt butylsealant)、 干燥剂基体、 橡胶垫片以及蒸发屏 蔽体 (vapor barrier)。这种类型的合适的密封组件是由 Beachwood， Ohio 的 TruSeal 技 术公司制造和销售， 其商品名为 “Comfort Seal” 。
参看图 3， 示出了 IGU 50。IGU 50 包括玻璃片材 60、 65 和 70， 它们通过密封组件 90 和 95 被整合。 IGU 50 以本领域技术人员公知的任何合适的方式安装在框架 55 中。 框架 55 是由挤压成形的塑料或者其它合适的公知框架材料例如挤压成形的铝、 玻璃纤维或其它 材料制成。在可选实施例中， 如果框架 55 是由铝或其它材料形成， 则门需要沿其边缘加热， 以确保门的边缘附近的冷凝控制。
参看图 1， 示出了冷藏系统 5。门框架 55 以本技术领域中公知的任何合适的方式 连接至冷藏舱 8， 例如单门长铰链、 多铰链或槽， 以便滑动门打开和关闭。另外， 框架可包括 门把手 11 或适于本申请中的其它合适的操作器具。门 10 形成为其一部分的冷藏系统 5 可 以是用于冷却舱室的任何系统， 例如美国专利公开文献 No.6148563 中所公开的那样， 其结 合在此引作参考。
上述优选实施例提供了具有 0.16BTU/hr-sq ft-F 的 U 值 ( 并且辐射率 0.0025) 的 冷藏门， 其已经被发现适用于要求上述针对美国行业所规定的性能标准的冷藏柜门应用。 0.16BTU/hr-sq ft-F 的 U 值允许冷藏门容易地满足所要求的性能标准， 同时还允许足够的 热量透过门与外界环境， 以在合理的时间段内蒸发形成在门的内侧上的冷凝物。 另外， 优选 的实施例提供了百分之六十六 (66％ ) 的可见光透射率。 在上述优选实施例中， 其中该实施 例包括所述的防雾 / 防霜涂层或膜， 在玻璃上没有观察到雾形成或霜形成。作为对于 Comfort Ti-PS 玻璃的替代， 可使用其它 low E 涂层玻璃， 例如， Comfort Ti-R、 Comfort Ti-AC、 Comfort Ti-RTC、 以及 ComfortTi-ACTC， 它们都可购自 AFG 工业公司， 它们像 Comfort Ti-PS 那样， 是由 AFG 工业公司制造的氧化钛 / 银基 low E 涂层玻璃。另 一种合适类型的玻璃是 Comfort E2， 其利用热分解工艺被涂覆， 并且是掺氟的氧化锡 low E 涂层玻璃， 厚度为八分之一英寸， 并且其是由 AFG 工业公司制造。 Comfort E2 由于其较高的 辐射率而适于一些并不严格的性能标准。在此所指的 low-E 玻璃并不限于上述具体名称的 制品， 而可以是任何合适的 low E 玻璃， 包括但不限于， 上述指出的、 以及其它溅射涂覆的和 热分解涂覆的 low E 玻璃。
冷藏门 10 的 U 值是由多个设计因素确定， 这些因素包括玻璃的片材数、 片材的厚 度、 IGU 的辐射率、 片材之间的间距以及室内的气体。在上述优选实施例的三层式冷藏门 10 中， 使用空气作为保持在室内的气体， 实现了 0.16BTU/hr-sq ft-F 的 U 值， 在所有片材上八 分之一英寸的玻璃厚度、 二分之一英寸的间距、 以及 0.0025 的 IGU 辐射率。然后， 每个这些 因素可改变， 这导致了多种排列的值， 它们可被结合， 以提供同样的 U 值。另外， 其它应用需 要较小或较大的 U 值， 这取决于环境、 成本限制以及其它需求和考虑。
已经完成了多次计算机模拟， 以利用结合在不同的排列中的每个不同的设计参数 的值的范围来确定用于冷藏门 10 中的多个 IGU 的 U 值。下表包括针对多个三层式 IGU 结 构的设计参数以及对应计算出的 U 值。 除了在表 1 中所列的设计参数以外， 所有三层式 IGU 的 U 值计算值是在这样的情况下被计算得到的， 即每片材厚八分之一英寸， 并且三层的所 有两侧是被 low E 涂覆。玻璃的回火并不显著影响所计算出的性能值。而且， 根据本发明 的防雾 / 防霜涂层或膜的增加并不显著影响这些值。
表1
在此所包括的每个表中， “Ti-PS” 指的是 AFG 工业公司的 ComfortTi-PS 玻璃的 low E 涂层， 并且 “CE2” 指的是 AFG 工业公司的 ComfortE2 玻璃的 low E 涂层， 两者如上所 述。另外， 各表中的 U 值是作为 “玻璃中心” 值被计算， 因为计算机模拟无法考虑到密封组 件。因而， 在表中没有列出密封组件数据或设计标准。
在图 4 所示本发明的可选的两层式实施例中， IGU 50 包括玻璃外侧片材 60 和玻璃 内侧片材 70、 框架 55 以及密封组件 90。在该两层式实施例中， 外侧片材 60 与内侧片材 70 这两者的厚度为八分之一英寸， 并且包括如第一实施例中所述的同样的 low E 涂层， 其是 氧化钛基的银 low E 涂层。另外， 例如， 外侧片材 60 和内侧片材 70 这两者可以是 Comfort Ti-PS 的玻璃片材， 厚度为八分之一英寸， 其由 AFG 工业公司制造。片材 60 和 70 的涂层侧 是侧 62 和 72， 它们分别位于片材的未暴露的表面上， 形成了室 92 的一部分。另外， 可使用 如上所述相同的密封组件 90(Comfort Seal)， 并且其用于在玻璃外侧片材 60 与玻璃内侧 片材 70 之间提供二分之一英寸的间距。另外， 防雾 / 防霜涂层或膜 75 安置在内侧片材 70
的暴露表面 71 上。
下表 2 包括针对多个两层式 IGU 的设计参数以及对应计算出的 U 值。除了下表中 所列出的设计参数以外， 所有两层的计算值是在这样的情况下被计算得到的， 即每片材厚 八分之一英寸， 并且两层的所有两侧被 low E 涂覆。玻璃的回火并不显著影响所计算出的 性能值， 在此所述的防雾 / 防霜涂层或膜的增加也并不显著影响这些值。
表2
在可选的实施例中， 可采用针对 low-E 涂层的任何合适类型的涂覆工艺， 包括热 分解 ( 例如， 在 Comfort E2 中 )， 其经常被称为化学蒸镀 (CVD) ； 喷射 ； 溅射涂覆 ( 例如， 在 Comfort Ti-PS 中 )。此外， 这些工艺可利用公知的离线或在线制造方法而被应用， 其中所
述方法适于并适合于特定的生产和处理的质量和类型。同样， 可采用任何合适的 low E 涂 层， 包括银基或掺氟的氧化锡涂层。
尽管上述的实施例包括位于两个玻璃片材的未暴露的表面上的 low E 涂层， 但是 本发明的其它实施例可包括仅仅涂布至一个玻璃片材的任一侧或两侧上的 low E 涂层。同 样， 在其它实施例中， 玻璃中间片材 ( 三层式实施例 ) 可包括位于任一侧 ( 或两侧 ) 上的 low E 涂层， 而不是、 或者除了玻璃内侧片材 70 和玻璃外侧片材 60 上的涂层以外。
在另一个三层式实施例中， 在玻璃内侧片材 70 的任一侧上并不具有 low E 涂层。 同样， 在上述两层式实施例的替代例中， low E 涂层仅出现在一个片材上， 或者两个片材的 两侧上。大体上， 具有 low E 涂层的层数以及具有涂层的侧 ( 或多侧 ) 是设计选择。与其 它因素一起确定门的 U 值的 IGU 的总辐射率与片材被涂覆的侧相比相对于热学性能更加重 要。另外， 尽管在此所述的实施例针对冷藏门应用具有低于或等于 0.04 的辐射率， 但是利 用高性能的气体 ( 例如氪气 ) 可使得 IGU 具有稍微大于 0.04 的辐射率， 以在某些情况中提 供必要的冷凝控制。
在其它实施例中， 可采用其它密封组件， 例如包括全泡沫、 非金属组件， 例如由 EdgeTech 公司制造的 Super Spacer， 其具有大致 1.51Btu/hr-ft-F 的热交换率。另一合适 的密封组件是由 LenhardtMaschinenbau GmbH 公司制造的 ThermoPlastic Spacersystem， 其具有大致 1.73Btu/hr-ft-F 的热交换率。
上述实施例中的间距是二分之一英寸。然而， 尽管优选间距的范围是在六分之五 英寸与二分之一英寸之间， 本发明的其它实施例可使用最大至四分之三英寸的间距。 另外， 尽管上述公开的实施例采用了八分之一英寸厚的、 回火的玻璃 ( 除了中间片材以外 )， 但是 其它实施例可采用未回火的玻璃， 或者厚度可大于或小于八分之一英寸。
本发明的实施例的设计参数将部分地通过实施例的应用或将要的用途而被确定。 更具体地讲， 外部环境温度、 内部温度以及外部环境湿度 ( 以及相关的露点 ) 是针对设计确 定必要的 U 值的重要因素， 这反过来确定了设计参数 ( 玻璃的类型、 辐射率、 片材数、 气体 等 )。
下表 3 的左侧五列提供列举了对于所将要使用的不同应用的计算出的 U 值， 并且 包括外部温度、 内部温度、 外部湿度以及针对每个 U 值的计算出的露点。另外， 表 3 的右侧 三列提供了设置必要 U 值的本发明的实施例。
表3
表 3 的设计参数表明了玻璃的类型 ( 其厚度为八分之一英寸 )、 片材之间的间距、 以及各室内的气体。另外， 表 3 的所有 IGU 包括第三、 未涂覆的玻璃片材， 其厚度为八分之 一英寸， 并且安置在表中所标识出的两个玻璃片材之间。 表 3 中的 CE1 指的是 Comfort E1， 其辐射率为 0.35， 并且由 AFG 工业公司销售。
因而， 在一方面中， 本发明提供了适于用在冷藏舱中的冷藏门， 所述门包括玻璃内 侧片材， 其包含第一表面和第二表面， 所述内侧片材的第一表面安置成邻近所述冷藏舱的 内部 ； 玻璃外侧片材， 其包含第一表面和第二表面， 所述外侧片材的第一表面安置成邻近冷 藏舱的外部环境 ； 玻璃中间片材， 其位于所述玻璃内侧片材与所述玻璃外侧片材之间 ； 第 一密封组件， 其围绕所述玻璃内侧片材与所述玻璃中间片材的周边安置， 以便以彼此相互 间隔的方式维持所述内侧片材和所述中间片材 ； 第二密封组件， 其围绕所述玻璃中间片材 与所述玻璃外侧片材的周边安置， 以便以彼此相互间隔的方式维持所述中间片材和所述外 侧片材 ； 邻近所述玻璃内侧片材的第二表面的第一低辐射涂层 ； 邻近所述玻璃外侧片材的 第二表面的第二低辐射涂层， 其中所述内侧片材、 外侧片材、 中间片材、 第一密封组件、 第二 密封组件以及所述第一和第二低辐射涂层形成了隔热玻璃单元， 其具有大致等于或小于 0.2BTU/hr-sq ft-F 的 U 值， 显著防止在所述玻璃外侧片材的所述第一表面上冷凝的形成， 而不用施加电以便加热所述玻璃外侧片材的所述第一表面 ； 位于所述内侧片材的表面上的 防雾或防霜涂层 ； 以及围绕所述隔热玻璃单元的周边固定的框架。
本发明还提供了适于用在冷藏舱中的冷藏门， 所述门包括玻璃内侧片材， 其包含 第一表面和第二表面， 所述内侧片材的第一表面安置成邻近所述冷藏舱的内部 ； 玻璃外侧 片材， 其包含第一表面和第二表面， 所述外侧片材的第一表面安置成邻近冷藏舱的外部环 境； 玻璃中间片材， 其位于所述玻璃内侧片材与所述玻璃外侧片材之间 ； 第一密封组件， 其 围绕所述玻璃内侧片材与所述玻璃中间片材的周边安置， 以便以彼此相互间隔的方式维持 所述内侧片材和所述中间片材 ； 第二密封组件， 其围绕所述玻璃中间片材与所述玻璃外侧 片材的周边安置， 以便以彼此相互间隔的方式维持所述中间片材和所述外侧片材 ； 第一低 辐射涂层， 其邻近所述玻璃内侧片材的第二表面 ； 第二低辐射涂层， 其邻近所述玻璃外侧片 材的第二表面， 其中所述内侧片材、 外侧片材、 中间片材、 第一密封组件、 第二密封组件、 以 及所述第一和第二低辐射涂层形成了隔热玻璃单元， 其具有等于或小于 0.04 的辐射率， 显 著防止在所述玻璃外侧片材的第一表面上的冷凝形成， 而不用施加电， 以加热所述玻璃外 侧片材的第一表面 ； 位于所述内侧片材的表面上的防雾或防霜涂层 ； 以及围绕所述隔热玻
璃单元的周边固定的框架。
在各实施例中， 冷藏舱的内部温度大致等于或小于华氏负二十度 ； 外部环境的温 度大致等于或大于华氏七十度 ； 并且外部环境的湿度大致等于或大于百分之六十， 玻璃外 侧片材的第一表面大致无冷凝， 并且在内侧片材上没有雾或霜形成。
在其它实施例中， 冷藏舱的内部温度大致等于或小于华氏零度， 外部环境的温度 大致等于或大于华氏七十二度， 并且周围环境的湿度大致等于或大于百分之六十， 玻璃外 侧片材的第一表面大致没有冷凝， 并且在内侧片材上没有雾或霜形成。
本发明还提供了具有外侧表面并且适于用在冷藏舱中的冷藏门 ( 以及 IGU、 和包 括它们的冷藏系统 )， 所述门包括第一玻璃片材 ； 第二玻璃片材 ； 第一密封组件， 其围绕所 述第一玻璃片材和第二玻璃片材的周边安置， 以便以彼此相互间隔的方式维持所述第一片 材和所述第二片材 ； 第一低辐射涂层， 其邻近所述第一玻璃片材或第二玻璃片材的表面， 其 中所述第一玻璃片材和第二玻璃片材、 所述第一密封组件、 以及所述第一低辐射涂层形成 了隔热玻璃单元， 其 U 值大致等于或小于 0.2BTU/hr-sq ft-F ； 位于一个片材的表面上的防 雾或防霜涂层 ； 以及围绕所述隔热玻璃单元的周边固定的框架。
本发明还提供了具有外侧表面并且适于用在冷藏舱中的冷藏门 ( 以及 IGU、 和包 括它们的冷藏系统 )， 所述门包括第一玻璃片材 ； 第二玻璃片材 ； 第一密封组件， 其围绕所 述第一玻璃片材和第二玻璃片材的周边安置， 以便以彼此相互间隔的方式维持所述第一片 材和所述第二片材 ； 第一低辐射涂层， 其邻近所述第一玻璃片材或第二玻璃片材的表面， 其 中所述第一玻璃片材和第二玻璃片材、 所述第一密封组件、 以及所述第一低辐射涂层形成 了隔热玻璃单元， 其辐射率等于或小于 0.04 ； 位于一个片材的表面上的防雾或防霜涂层 ； 以及围绕所述隔热玻璃单元的周边固定的框架。 本发明还提供了制造具有外侧表面的冷藏门部件的方法， 其中所述方法包括以下 步骤， 提供第一玻璃片材 ； 提供第二玻璃片材 ； 提供邻近所述第一玻璃片材或第二玻璃片 材的表面的第一低辐射涂层 ； 围绕所述第一玻璃片材与所述第二玻璃片材的周边安置第一 密封组件， 从而以彼此相互间隔的方式维持所述第一片材和第二片材 ； 在一个玻璃片材上 设置防雾或防霜涂层 ； 并且其中， 所述第一玻璃片材、 所述第二玻璃片材、 以及所述第一密 封组件形成隔热玻璃单元， 其 U 值大致等于或小于 0.2BTU/hr-sq ft-F， 显著防止在冷藏门 部件的外侧表面上冷凝的形成， 而不用施加电， 以加热门部件， 并且显著防止了在部件的表 面上雾或霜的形成。 在可选的实施例中， 该方法包括提供第三玻璃片材， 其可包括邻近至少 其一个表面的 low-E 涂层 ； 围绕所述第二玻璃片材与所述第三玻璃片材的周边安置第二密 所述隔 封组件， 从而以彼此相互间隔的方式维持所述第二片材和所述第三片材 ； 并且其中， 热玻璃单元还包括所述第三玻璃片材和所述第二密封组件。
本发明还提供了具有外侧表面的冷藏门部件的制造方法， 其中所述方法包括以下 步骤， 提供第一玻璃片材 ； 提供第二玻璃片材 ； 提供邻近所述第一玻璃片材或所述第二玻 璃片材的表面的第一低辐射涂层 ； 围绕所述第一玻璃片材与所述第二玻璃片材的周边安置 第一密封组件， 从而以彼此相互间隔的方式维持所述第一片材和所述第二片材 ； 在一个玻 璃片材上设置防雾或防霜涂层 ； 并且其中， 所述第一玻璃片材、 所述第二玻璃片材、 以及所 述第一密封组件形成隔热玻璃单元， 其辐射率等于或小于 0.04， 显著防止在冷藏门部件的 外侧表面上冷凝的形成， 而不用施加电以便加热所述门部件， 并且显著防止在部件的表面
上雾或霜形成。 在可选的实施例中， 该方法包括提供第三玻璃片材， 其可包括邻近其至少一 个表面的 low-E 涂层 ； 围绕所述第二玻璃片材与第三玻璃片材的周边安置第二密封组件， 从而以彼此相互间隔的方式维持所述第二片材和所述第三片材 ； 并且其中， 所述隔热玻璃 单元还包括所述第三玻璃片材和所述第二密封组件。
本发明还提供了大致透明的隔热玻璃单元门， 其具有外侧表面， 并且与冷藏舱一 起使用， 其中所述冷藏舱位于外部环境中， 并且具有内部冷藏舱 ； 所述隔热玻璃单元门包括 第一玻璃片材 ； 第二玻璃片材 ； 第一密封组件， 其围绕所述第一玻璃片材和所述第二玻璃 片材的周边安置， 从而以彼此相互间隔的方式维持所述第一片材和所述第二片材 ； 第一低 辐射表面， 其邻近所述第一玻璃片材或第二玻璃片材的表面 ； 以及位于一个所述片材的表 面上的防雾或防霜涂层， 并且所述第一玻璃片材、 所述第二玻璃片材以及所述第一密封组 件提供了具有特定 U 值的所述隔热玻璃单元， 由于该 U 值， 可高效显著地防止在外侧表面上 冷凝的形成， 而不用施加电以加热隔热玻璃单元的外侧表面， 这是在以下的情况时， 即冷藏 舱的内部温度大致等于或小于华氏零度 ； 外部环境的温度大致等于或大于华氏七十度 ； 并 且外部环境的湿度大致等于或大于百分之六十。可选的实施例还包括第三玻璃片材 ； 以及 围绕所述第二玻璃片材与所述第三玻璃片材的周边安置的第二密封组件， 从而以彼此相互 间隔的方式维持所述第二片材和第三片材 ； 并且可包括邻近所述第一玻璃片材、 所述第二 玻璃片材或所述第三玻璃片材的表面的第二低辐射涂层。
在可选的实施例中， 隔热玻璃单元具有这样的 U 值， 其显著防止在外侧表面上冷 凝的形成， 这是在以下的情况时， 即冷藏舱的内部温度大致等于或小于华氏负四十度 ； 外 部环境的温度大致等于或大于华氏八十度 ； 并且外部环境的湿度大致等于或大于百分之 六十。
本发明还提供了冷藏单元， 其包括限定舱的隔热封壳、 冷却系统、 以及适于安装在 所述舱的开口上的门， 所述门具有外侧表面， 并包括第一玻璃片材 ； 第二玻璃片材 ； 第一密 封组件， 其围绕所述第一玻璃片材与所述第二玻璃片材的周边安置， 从而以彼此相互间隔 的方式维持所述第一片材和所述第二片材 ； 第一低辐射涂层， 其邻近所述第一玻璃片材或 所述第二玻璃片材的表面， 其中所述第一片材、 第二片材、 第一密封组件和所述第一低辐射 涂层形成隔热玻璃单元， 其 U 值大致等于或小于 0.2BTU/hr-sq ft-F， 显著防止在所述门的 外侧表面上冷凝的形成， 而不用施加电， 以加热所述外侧表面 ； 位于一个所述玻璃片材的表 面上的防雾涂层 ； 以及围绕所述隔热玻璃单元的周边固定的框架。 在可选的实施例中， 所述 门还包括第三玻璃片材， 以及第二密封组件， 其中所述第二密封组件围绕所述第二玻璃片 材与所述第三玻璃片材的周边安置， 从而以彼此相互间隔的方式维持所述第二片材和所述 第三片材。
本发明还提供了用于冷藏式陈列箱的玻璃门， 所述门包括第一玻璃面板， 其具有 内侧表面和外侧表面 ； 位于所述第一玻璃面板的内侧表面上的低辐射涂层 ； 第二玻璃面 板， 其具有内侧表面和外侧表面 ； 位于所述第二玻璃面板的内侧表面上的低辐射涂层 ； 位 于所述第一与第二玻璃面板之间的中间玻璃面板 ； 位于所述第一与中间玻璃面板之间的第 一隔块组件以及位于所述中间与第二玻璃面板之间的第二隔块组件， 其中所述第一隔块组 件与所述第二隔块组件是由暖边隔块组件形成 ； 以及位于一个所述玻璃面板的表面上的防 雾或防霜涂层， 和绕所述至少一个所述玻璃面板延伸并且支承其的框架。 在一个实施例中，所述第一和第二玻璃面板具有相同的宽度和高度。
前面已经说明了本发明的原理、 实施例、 以及操作模式。然而， 本发明并不应该被 认为限于上述特定的实施例， 由于这些实施例应被认为是示意性的而非限制性的。应该清 楚的是， 在不脱离本发明的范围的前提下， 本领域技术人员可进行改型。
尽管本发明申请已经被说明应用于冰箱或冷藏柜门中， 但是其它应用可包括售货 机、 天窗、 或冷藏车、 车用反光镜、 特殊的外镜、 桑拿浴、 蒸汽室、 淋浴门、 售票窗、 浴室窗、 浴 室镜、 外冷却装置以及暴露至高湿度或雨水的冷藏柜、 以及期望防霜或防雾涂层 / 膜的任 何其它应用。 在一些这样的应用中， 玻璃的第二或冷却侧上的冷凝并不是一个问题， 这是因 为玻璃并不在周期性打开同时将较冷的玻璃暴露至更加潮湿环境的门中。结果， 构造玻璃 的关键因素是经济性 ( 即， 能量成本以及玻璃和其安装的成本 )、 可见光透射率、 耐久性以 及其它考虑因素。
尽管以上已经说明了本发明的优选实施例， 但是应该理解的是它们仅仅是以示例 而非限制地被提出。因而， 本发明的宽度和范围不应由上述示意性实施例限制。
明显地， 在上述技术启示中可以实现本发明的多种改变和改型。 因而， 应该理解的 是， 可以以并非在此所述的上述方式实施本发明。