[发明专利]具有中性色太阳能控制涂层的汽车玻璃

说明书

由于现代车辆的玻璃面积增加，特别是大型全景玻璃车顶，我们看到太阳能控制玻璃和涂层的使用大幅增长。太阳能玻璃组合物和涂层的制造成本很高。虽然太阳能涂层比组合物更有效，但通常不能用于单片玻璃，因为太阳能涂层不耐用。太阳能涂层必须应用于层压板内侧的一个表面。这些产品中的大部分还引入了不希望产生的色移。本发明提供了一种涂层，该涂层可用于玻璃以生产具有太阳能控制中性灰色涂层的层压玻璃或单片玻璃，该涂层还具有抗反射特性和低发射率。

技术领域

本申请涉及太阳能控制汽车玻璃领域。

背景技术

在过去几年中，汽车设计的一个趋势是增加玻璃的总面积。玻璃面积的增加通常伴随着车辆重量的减少，因为更重的材料被玻璃取代。这一直是汽车战略的关键部分，以满足对更高的车队燃油效率的监管要求以及消费者对更环保车辆的需求。此外，随着汽车内饰变得越来越小，已经通过增加玻璃面积来抵消因车厢体积减少而导致的幽闭恐惧症。视野区域和自然光的增加往往使机舱更加开放和通风。因此，大型全景玻璃车顶已成为许多车型的热门选择。近年来，在北美和欧洲对于提供全景天窗选择的车型，接受率一直在30％到40％的范围内。在中国，某些型号的接受率已接近100％。

如果使用传统的玻璃，玻璃面积的增加会增加车辆的太阳能负荷。这可能需要设置大容量空调单元，但会增加重量以及降低燃料效率。然而，可以通过使用太阳能控制玻璃来减少太阳能负荷。通过减少车辆上的太阳能负载，可以显着改善能源消耗。这对于电动汽车尤其重要，因为对电动汽车的改进直接意味着增加车辆续航里程，这是消费者关心的关键问题。

目前，已经使用两种类型的产品来限制进入车辆的太阳辐射。吸收太阳能玻璃组合物和反射太阳能玻璃涂层。

第一种方法，玻璃组合物，使用已经利用在玻璃组合物中添加的某些金属氧化物而被制造的玻璃。添加剂吸收太阳辐射从而防止其进入乘客舱。虽然吸热窗非常有效，但玻璃会因吸收的能量升温，并通过对流和辐射将能量传递到乘客舱。

除了较高的制造成本外，玻璃组合物的另一个缺点是太阳能控制玻璃组合物只能具有某些标准厚度。具有低可见光透射率的组合物通常不会以汽车玻璃所需的较薄版本生产。它们必须特殊订购，交货时间很长，最低订购量可以达到100吨。

第二种更有效的方法，涂层和薄膜，利用红外反射(infrared reflective,IR)涂层将太阳辐射反射回环境，使玻璃保持凉爽。这是使用各种红外反射膜和涂层来完成的。典型的例子是银基或透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxides,TCO)，例如氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)涂层。当设置在玻璃窗的外侧时，这些涂层还具有低发射率(low-E)特性。

这些红外涂层和薄膜的主要缺点是它们通常太软而无法安装或应用于暴露的玻璃表面。它们很容易损坏，并且暴露于环境时会降解。它们必须作为层压产品的内层之一制造，以防止薄膜或涂层的损坏和降解。

与钢化单片玻璃窗相比，层压窗的主要优点之一是除了吸热组合物和夹层外，层压板还可以使用这些红外反射涂层和薄膜。

红外反射涂层包括但不限于通过磁控溅射真空沉积(Magnetron sputteredvacuum deposition,MSVD)涂敷的各种金属/电介质层状涂层以及本领域公知的通过热解、喷涂、化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)、浸渍和其他方法涂敷的其他涂层。

太阳能控制涂层和组合物的缺点是它们通常不能均匀地反射和透射整个可见光谱，从而导致可能不希望产生的色移。当玻璃与摄像系统结合使用时，这一点尤其重要，这种情况下准确识别信号状态很重要。虽然可以从相机视野中删除涂层以缓解问题，但玻璃组合物无法做到这一点，从而使涂层产品优于太阳能玻璃组合物。

组合物和涂层的替代方案是使用有色塑料夹层。除了价格昂贵之外，它仅提供有限数量的颜色和透光度，可能需要相当高的最低订单量、较长的交货时间，并且不如镀膜玻璃有效。