热处理可转变的镀膜玻璃及其转变方法

专利名称：热处理可转变的镀膜玻璃及其转变方法
技术领域：
本发明涉及溅射镀膜玻璃及其制备方法。更具体地说，本发明涉及可热处理的，呈现高的可见光透明度和极好的红外能量反射特性，可用作建筑玻璃的溅射镀膜玻璃及其独特的制备方法。
对于建筑浮法玻璃而言，如由“浮”法制得的玻璃，在这些玻璃上产生太阳光控制镀膜的更重要的两种工艺技术是热解法和磁控溅射镀膜法。溅射镀膜法至今存在的缺点是镀膜常常易于被擦掉(即缺乏耐久性)，在形成多槽建筑窗中使用的聚密封胶经常侵蚀镀膜。而这样就会破坏槽之间的密封性，致使有害的冷凝物积聚在槽之间。另一方面，溅射镀膜与多数热解镀膜比较，具有传统的优点，可达到低的发射率值和高的可见光透明度特性。而这后两种特性在某些建筑玻璃中多半是最重要的。
术语“发射率”和“透明度”在本技术领域中是易于理解的，在本文中按照其众所周知的含义使用该术语。因此，例如本文的术语“透明度”意指太阳光透明度，包括可见光透明度，红外能透明度和紫外线透明度。通常可将总太阳能透明度称之为这些其它值的权重平均。就这些透明度而论，正如本文所报导的，可见光透明度的特征在于在380-720nm时的标准照明c(10°观察，除非另有规定)技术;红外为800-2100nm;紫外为300-400nm;总太阳光为300-2100nm。但是，对于发射率来说，正如下文讨论的，使用特定的红外范围(即2500-40000nm)。
可见光透明度可采用已知的传统技术测定。例如，采用分光光度计，例如贝克曼5240(Beckman Sci.Inst.Corp.)获得各个波长的透明度光谱曲线。然后采用ASTM E-308"Method for Computing the Colors of Objects by Using the CIE System"(Annual Book of ASTM Standards，Vol.14.02)计算可见光透明度。必要时可使用比所规定数少的波长点。测定可见光透明度的另一种技术是采用分光仪，如由太平洋科学公司制造的市售的Spectragard分光光度计。该仪器直接测量和记录可见光透明度。
“发射率”(E)是测定的，在指定波长处具有吸收和反射光的特性。它一般由下式表示E＝1-反射系数薄膜对于建筑用目的，发射率值在红外光谱所谓的“中波范围”，有时也称为“远波范围”即约2500-40000nm处变得相当重要。因此，本文所用的术语“发射率”指的是在该红外光范围内测定的发射率值，它是按照1991年提出的用于测定红外能量计算发射的ASTM标准的规定测定的，该标准是由基础玻璃制造者协会提出的，标题为“采用辐射波测量法测定和计算建筑浮法玻璃产品发射的测试方法”。该标准及其规定列入本文参考资料中。在该标准中，可将半球形发射率(Eh)分解成各组成部分，其中之一是其标准发射率(En)部分。
测量这种发射率值的数据的实际积累是常规的，可采用如配有“VW”附件的贝克曼模型4260分光光度计(Beckman ScientificInst.Corp)进行。该分光光度计可测量反射率与波长(即标准发射，En)的关系曲线，由此采用上述1991年提出的ASTM标准(已列入本文参考中)计算半球形发射率(En)。
本文所使用的另一术语是“平板电阻”。平板电阻(RS)是该技术中众所周知的术语，在本文中按其众所周知的含义被使用。一般来说，该术语指的是在玻璃基体上任何平方层状体系中通过该层状体系的电流的阻力(欧姆)。平板电阻表示该层反射红外能量的程度，因此，经常与发射率一起被用来测定该特征，该特征在许多建筑玻璃中是很重要的。“平板电阻”可方便地用4点探针欧姆计测定，如由加利福尼亚Santa Clara的Signatone公司制造的配有磁控仪公司的M-800型探头的4点电阻率探针。
如上所述，对于许多建筑用目的，要求发射率和RS尽可能的低，以使玻璃窗能反射照射到玻璃上的大量红外能。一般来说，“低E”(即低发射率)玻璃被认为是那些半球形发射率(En)低于约0.16和标准发射率(En)低于约0.12的玻璃。因此，同时平板电阻(Rs)最好低于约12欧姆/平方。这类玻璃通常可从市场上买到，一般要求尽可能多的透射可见光，采用发光体C技术测定玻璃厚度约为2-6mm的透明度常常约为76%或更高。
本文使用的“耐化学性”是通过将2″×5″制品试样在约500cc，5%HCl中煮沸1小时(即约220°F)测定的。如果在1小时煮沸后该制品没有出现直径大于约0.003″的针孔，那么就认为通过测试。
本文的“耐久性”是通过两种试验之一种测定的，先用4″×4″重500g试样固定在两个转速为100-300旋转的C.S.10F磨蚀轮上进行普通的Taber磨蚀试机测试。也可用太平洋科学磨蚀测试仪测定耐久性(将1″尼龙刷在重150g，6″×17″试样的镀膜上循环涂刷500次)。在这两种试验中，如果在可见光下用肉眼观察基本上没有易见的擦痕出现就可认为通过测试，就可以说该制品是耐久性的。通过测定该试样未磨蚀部分和磨蚀部分之间可见光透明度的变化，给出透明度任何降低的数值(如降低百分数)以大致评估耐久性。通过给出降低极限值，可确定“通过”或“失败”的限度(如一种设定的极限为“20%以上”)。
本发明中使用的术语“可热处理的”不同于我们早先的专利，在以下方面应用。在本发明和我们早先的专利中，该术语假定(仍是假设)热处理后通过均匀(以及在优选的实施方案中化学和机械耐久性)的方式可获得令人满意的产品。在我们早先的专利中，在其优选的实施方案中，还要求在热处理期间太阳光控制特性(包括颜色)没有明显地改变。另一方面，在本发明中，术语“可热处理的”没必要包括这种限制，这是由于在某些实施方案中，为了与待匹配的其它产品(如未热处理的)特性进行比较，要求太阳光控制特性明显地改变。但是，在本发明中，极限太阳光控制特性是那些预先确定和要求的。当然，热处理在任何具体的程度上对热处理前的产品均匀性(和/或优选实施方案中的机械和化学耐久性)(除了热处理可改善这类特性外)也必须没有不利影响。
通过磁控溅射镀膜多层金属和/或金属氧化物或氮化物到浮法玻璃平板上以制备建筑玻璃的技术是众所周知的，许多已知金属(如Ag，Au，等)，氧化物和氮化物(包括Si3N4)的变换和结合已被尝试和报导。这类技术可使用平面或管状靶，或这两者的结合，和多个靶区域以达到其所要的结果。用于本发明优选装置的例子(在现有技术中是已知的)是Airco公司售出的磁控溅射镀膜器。这种市售的装置分别公开于US 4356073和4422916中。该公开的专利已列入本文参考文献中。
特别是，已经知道采用上述Airco溅射镀膜器可制备具有层状体系的建筑玻璃(该层状体系从玻璃(如标准浮法玻璃)向外顺序)如下Si3N4/Ni∶Cr/Ag/Ni∶Cr/Si3N4其中已经发现实际上Ni∶Cr合金分别为80/20(重量)Ni/Cr(即镍铬合金)，据报导其中的两层镍铬合金层厚为约7 ，规定Ag层厚为约70 (除了指定该银层为约100 以外)，Si3N4是比较厚的(如底镀层约320 ，上镀层约450 )。两层镍铬合金层安排在一起，因此实质上具有相同的厚度。已经知道调节镍铬合金层的厚度可通过调节镀膜期间镀膜机的有关参数而同时改进粘附性。


图1概括地说明了如上涉及的典型Airco溅射镀膜机，用于生产图2所述的这种已知的Airco产品。参考图1，区域1，2，4和5由硅(Si)管式靶(t1-12和t19-30)制成，溅射是在100%N2气氛下进行的。区域3通常使用平面靶“P”，用来产生三个中间层，即Ni∶Cr/Ag/Ni∶Cr。在区域3中使用100%氩气氛。
与热解镀膜相比，只要该玻璃镀膜达到良好的机械耐久性和耐化学性(即该镀膜是抗擦痕，耐磨和化学稳定的)，于是可达到该特征的一个重要测定值，已经发现，实际上，它的其它特征没有达到红外反射能力的水平和低E建筑玻璃通常要求的可见光透明度特征。例如，对于厚至少为3mm的玻璃，图2中所示的产品的可见光透明度(照明10°，观察)一般只有约76%，Eh为约0.20-0.22，和En为约0.14-0.17。这两种发射率值相当高。另外，测定的平板电阻(RS)比较高，为15.8欧姆/平方(可接受的值低于约12.0)。
此外，图2的这种玻璃已证明是不可热处理的，所以它不可弯曲，淬火，或热强化，对镀膜或基体没有副作用。这是因为当进行热处理时，银层变得不连续并且空隙扩大。结果发射率因银层变得不均匀而大辐度地增加;耐化学性很差;透明度大辐度地增大。
因此，在显著地改善耐久性，使这些镀膜与普通密封胶相容的同时，太阳光控制性和可热处理性比最佳的许多现代化建筑用的小。
然后采用图1的装置和气氛，通过控制速度和电的功率进行溅射操作，从而使已知的Airco工序生成了层状体系如图2现有技术中说明的。在该图2中，示出了玻璃基体“G”。这类玻璃基体最好是约2-6mm厚的平板玻璃，通常是由已知的浮法制成的，而且，该方法中习惯采用典型的钠钙硅玻璃组合物。在区域1-2中，第一底镀膜层1主要由Si3N4构成。其标称厚度为约325 。区域1-2基本上是在100%N2中进行的。其次，采用实质上100%氩气氛使区域3首先生成比较厚(如7 )的80/20镍铬合金层3，接着生成稍不连续的银层5，其不连续性由空隙7说明。在该相同的区域3中，接着向该银层上提供另一层相当厚(如7 )的80/20镍铬合金层9。这两层镍铬合金层基本上具有相同的厚度。然后在区域4-5处溅射Si3N4的顶层镀膜11，由于增加了功率，其厚度比底层镀膜1稍厚(如约450A厚)。这低于如上所述的该玻璃所要太阳光控制性。
除了图2所述的Airco层状体系以外，包含银和/或Ni∶Cr的其它镀膜作为红外反射和其它光控制目的用的层已报导于专利和科学文献中。例如，参见US 3682528和4799745中公开的Fabry-Perot滤光片和其它现有技术镀膜和技术(本文讨论和/或引证了该现有技术)。也可参见许多专利中形成的介电、金属夹层，这些专利包括例如US4179181;3698946;3978273;3901997;和3889026，这仅仅是举几个例子。尽管已经知道或报导了这类其它镀膜，但是可以确信在本发明之前，这些现有技术没有公开指导或已经达到能使用高产率的溅射镀膜方法，同时，获得的玻璃不仅接近或等同于热解镀膜的耐久性，而且还达到了极好的太阳光控制质量。
在建筑和汽车设计中普及的金属和金属氧化物镀膜玻璃也是众所周知的。正如很多专利和其它文献报导的，这类玻璃一般是通过控制镀膜的层状体系使反射能力，透明度，发射率，耐化学性，和耐久性以及所要的颜色达到完全可接受的程度。在这方面，例如参见US3935351;4413877;4462883;3826728;3681042;3798146;和4594137，这只是举了几个例子。
另一种Airco现有技术镀膜玻璃，Airco"Aircool 72或76"主要由玻璃基体外表面的下列许多层构成SnO2/Al/Ag/Al/SnO2。它是可热处理的，同时这些镀膜玻璃是相当软的，且缺乏耐久性。
近几年，镀膜玻璃的流行使得人们进行了许多尝试，以获得在热处理前可镀膜的镀膜玻璃制品，此后，再进行热处理，而不会明显改变镀膜或玻璃本身(即得到的玻璃制品)的特性。
致所以这么做的理由之一是例如在已经弯曲的玻璃部分获得均匀的镀膜是极其困难的。众所周知如果将平板玻璃表面先镀膜，此后弯曲，比将玻璃预先弯曲以得到均匀镀膜所使用的技术更简单。对于建筑，汽车和住宅玻璃来说，这是事实。
在过去，已经发展了某些用于制造镀膜可热处理玻璃制品的方法，可通过淬火，弯曲或已知的强化技术然后热处理该玻璃制品。一般来说，许多这些预先镀膜制品(如图2的制品)无须在较高、高温下进行热处理以实现实用的弯曲，淬火和/或热强化(即1150°F-1450°F)。简言之，这类方法的缺点是需要保持在接近1100°F或更低的温度下以获得可热处理性，而对镀膜或其基体没有不利影响。这后一种情况，即对镀膜或其基体没有任何不利影响，本文所指的意思是通过本文所使用的术语“可热处理的”与上文给出的定义相一致。
在这方面，US5188887公开了某些现有技术镀膜体系，该镀膜体系按该专利定义的术语是可热处理的，这是因为尽管它们通过淬火，弯曲或热强化已达到所要结果，但是可在上述较高，更高的温度下成功地进行热处理。一般来说，发现这些现有技术镀膜组合物在层状体系中具有独特性，在该层状体系中使用高镍含量合金作为金属层，其优选的形式称为海纳214的合金，实质上由75.45%Ni，4.00%Fe，16.00%Cr，0.04%C，4.50%Al和0.01%Y组成(按重量百分比计)。通过使用高镍含量合金如海纳214，和上层镀膜，该上层镀膜只含有化学计量氧化锡(SnO2)或其它层(如相同化学计量的氧化锡的底层镀膜和/或顶部SnO2层和高含量镍合金之间的铝中间层)，已经发现在约1150°F-1450°F的高温下热处理玻璃制品约2～30分钟实质上不会损坏颜色，机械耐久性，发射率，反射性能或透明度。由此形成的这些组合物明显地改进了预先的可热处理体系，如下列美国专利公开的那些4790922;4816034;4826525;4715879;和4857094。
除了上文公开的前述专利之外，Leybold挡风玻璃Tcc-2000也是已知的。这类玻璃通常公开于US5201926中。在该体系中，使用了4层或5层金属和金属氧化物以获得溅射镀膜玻璃，将该玻璃在高达1100°F的温度下稍进行热处理，可被用作制造弯曲或未弯曲的预镀膜玻璃，挡风玻璃，只要在热处理时进行快速时间限制。从玻璃基质向外的层状体系包括第一层氧化锡，第二层镍/铬合金(一般约80/20)，第三层银，第四层镍/铬合金，和第五层氧化锡。除了热处理温度和时间稍低于上限外，得到的镀膜稍软，呈现不令人满意的低的耐化学特性，实际上它们因缺乏耐久性而只能被用在夹层挡风玻璃的内表面。US5201926进一步公开了上层和/或底层，在该体系中除了氧化锡以外，还含有二氧化硅，氧化铝，氧化钽，氧化锆及其混合物。该专利也说明了银层可以是银或至少含50%(重量)银的银合金。层厚分别为(从玻璃向外地)35nm，2nm，20nm，2nm和35nm。
美国专利US5229194由于市场售出的比本发明申请日期早一年，所以作为本发明的现有技术，该专利公开的热处理溅射镀膜即使与US5188887公开的镀膜相比具有显著的优点。在那件发明中，发现如果使分开的底层镀膜和上层镀膜使用镍的氧化物或氮化物或高含量镍合金，再进一步用氧化物如SnO2，ZnO，TiO2或其氧化物合金的上层镀膜包围金属镍或高含量的金属镍合金层，在可热处理(正如本文所定义的术语)溅射镀膜玻璃的区域上可获得独特的结果，尤其当用作机动车的“保密”窗时。还提及将硅用作含镍金属层的第一上层镀膜。上述US5229194的内容列入本文参考中。
US5229194公开的上述层状体系表明是可热处理的和耐磨蚀的。然而，尽管最初发现某些是耐化学性的，但在投入大规模生产时，发现某些体系不能通过颇为严格的1小时5%HCl煮沸的耐化学测试(如上文讨论的)。但是，发现其红外和UV反射特性对于宽范围的应用是极好的。然而，对于“保密”窗用途，它的可见光透明度值相当低，但用作要求高可见光透明度的建筑或居住目的的玻璃窗或板来说显得太低。于是，当要求溅射镀膜机的生产达到用于建筑或居住镀膜玻璃的水平时，在将用于“保密”窗的玻璃板镀膜后，必须关闭镀膜机，以便形成新的层状体系。如果这种关闭可以避免，那么将带来显著的实用价值。
在我们自己的1992年4月30日提出的07/876350的未决系列申请中，题为“高性能，耐久的，低E玻璃及其制备方法”中公开了某些独特的溅射镀膜层状体系，该体系仅用于建筑和居住目的，这是因为它们不仅具有良好的化学和机械耐久性，而且其太阳光控制特性也好。当然，可认为这些体系是“低E”玻璃(镀膜)，因为其半球形发射率(Eh)一般低于约0.16，其标准发射率(En)一般低于约0.12。其它的测定值是其平板电阻最好低于约10.50欧姆/平方。另外，对于标准玻璃厚度(如2～6mm)，可见光透明度最好是约78%或更高(与上述US5229194的可热处理“保密”窗层状体系的某些优选实施方案中低于约22-23%的相比较)。
上述的未决申请07/876350(现在的专利号-)的发明已列入本文参考中，该发明通过使用层状体系达到了其独特的低E，高可见光透明度值(T＞78%，En＜0.12等)，以及其良好的化学耐久性(通过了严格的5%HCl煮沸试验)且耐磨蚀，在第一个五层的实施方案中，一般包括(从玻璃基体向外)Si3N4底镀膜层，第一镍或镍合金(如镍铬合金)层，银层，第二镍和镍合金层和Si3N4上镀膜层。在某些其它的优选的实施方案中，该层状体系由玻璃基体向外主要组成为Si3N4/Ni∶Cr/Ag/Ni∶Cr/Ag/Ni∶Cr/Si3N4。已经发现七层体系比上述的五层体系具有稍高的耐久性和抗擦痕特性。但是，在各个体系中，优选的Ni∶Cr层是镍铬合金即80/20(重量)Ni/Cr，其中铬的部分实质上由Cr的氮化物形成，这是因为Ni∶Cr层是在含氮气氛中形成的。
遗憾地是，这些耐久的，低E，高可见光透明度玻璃层状体系是不可热处理的。可以确信，该不可热处理性是由于在热处理期间该金属银层由于未润湿而变得不连续，在这种情况下，因为Ni∶Cr包敷层在热处理期间不足以保持银层的连续性。因此，不能利用这些层状体系的别的优点，即通过淬火，热强化和弯曲后使该层状玻璃热处理。令人遗憾的是，为了达到要求的低E结果，必需使用银层。
在这方面，值得一提的是某些建筑，住宅和汽车使用时要求镀膜玻璃是经淬火的，弯曲的，或热强化的。在建筑装配中最为明显，经常要求热处理的“可淬火的等”玻璃与上述系列07/876350的不可热处理的玻璃相结合使用。因此，实际上需要将具有多种特性(颜色、发射率，平板电阻等)的热处理玻璃产品与上述系列07/876350中所述的非热处理玻璃相匹配，以使它们一起被使用;例如，在相同的建筑中并列使用。
在我们1993年8月5日提出的未决申请08/102281中(已列入本文参考中)，公开了一种极好的可热处理的玻璃层状体系。这类层状体系一般包括多种层状体系，其每一种包括使用溅射镀膜靶和气氛以形成组分层，Si3N4和Ni/Cr和/或其氧化物层。系列号为08/102281中所述的镀膜玻璃制品在热处理后是极好的，但它们没有呈现光学特性(颜色、发射率，反射能力等)，基本上与上述的07/876350描述的不可热处理的玻璃类似或匹配。尽管如此，即使它不能满足热处理后基本上与其它不可热处理生成的玻璃相匹配的体系的需要，但是因其普通性除了本发明的玻璃以及876350型的那些外，对溅射镀膜操作而言层内改变最小，所以能生产。这是一个显著的特征，是我们目前的发明发现的。
实际上，本发明的一个重要发现和明显特征(下文作了充分地描述)是满足了长期以来的需要，能够生产溅射镀膜操作变更最小，适应性强的溅射镀膜产品，各种产品稍有不同，从而可满足各种用户的不同要求。例如，进一步的解释如下，在一个典型的30靶中，Airco溅射镀膜机使用了硅，Ni/Cr和Ag靶，本发明预见在单一的操作中，简单的调整溅射镀膜机的参数能生产汽车工业用的产品(如玻璃板材镀膜后弯曲成挡风玻璃等)(正如系列号08/102281中公开的)，系列号为876350中公开的未淬火的建筑工业用产品和淬火和可弯曲的建筑和汽车工业用产品，与本发明公开的876350型产品光学上相匹配。
因此，在现有技术中显然需要一种溅射镀膜玻璃层状体系，该体系在热处理后(淬火，弯曲等)具有光学特性，它实质上与上述的未决申请07/876350，现在的专利号-的那些低E不可热处理镀膜玻璃类似或匹配，最好能用上述不可热处理玻璃相同的操作制造，而无须停止溅射镀膜操作。本发明目的是为了满足现有技术中的需要以及对熟练的技术人员来说一旦得到以下的公开而变得很明显的其它需要。
本文所用的术语“Si3N4”通常是指生成的氮化硅，不一定是严格化学计量的氮化硅，只要该层完全只由氮化硅组成，由于在某些情况下，所使用的靶可掺有少量的元素如铝，所以在该层上显示出元素或其氮化物。因此，本文所用的术语“Si3N4”是一种简写，以表示主要由硅的氮化物组成的层。
同样，本文使用的术语“镍铬合金”，按其一般意义指的是包括某些镍和铬的化合物的层，尽管有些可以是氧化态的，但是至少有些是其金属态的。同样，术语“银”指的是主要由金属银组成的层，但可包含某些少量的其它元素，只要它们大体上对该体系的银的性能没有不利影响。
一般来说，本发明通过提供可热处理的镀膜玻璃制品满足了现有技术中的上述需要，该制品具有溅射的镀膜层状体系，该体系从玻璃向外地包含(a)厚度约为350-450 的第一Si3N4层;(b)厚度大于约20 的第一镍或镍合金层;(c)厚度为约50-120 的银层;(d)厚度至少约7 的第二镍或镍铬合金层;和(e)厚度约450-550 的第二Si3N4层;其中，该镀膜玻璃制品当玻璃是透明玻璃，且厚度约为2.5-3.5mm时，热处理后具有如下特性透明度(照明C10°观察)约76-78%平板电阻(RS) 小于约12欧姆/平方发射率，标准的(En) 小于约0.12发射率，半球形的(Eh) 小于约0.16。
在优选的实施方案中，该玻璃制品(产品)具有上述定义的“耐化学性”和“耐久性”。在某些另外的优选实施方案中，层状玻璃基体(当透明时)在热处理前具有以下特性透明度(照明C10°观察)约70-73%平板电阻(RS) 小于约15.0欧姆/平方发射率，标准的(En) 小于约0.16
发射率，半球形的(Eh) 小于约0.20。
在某些其它的优选实施方案中，标准发射率(En)在热处理前约为0.15或更小(如0.14)，热处理后约为0.11或更小(如0.10);半球形发射率(Eh)在热处理前小于约0.18(如0.17)，热处理后小于约0.14(如0.13);邻近基体的Si3N4的厚度约为375 ，其它Si3N4层的厚度约为500 。在本发明另外一些优选实施方案中，第一溅射镀膜镍或镍铬合金层的厚度约为其它镍或镍铬合金层厚度的3倍，第一溅射镀膜镍或镍铬合金层厚约为20-50 ，第二溅射镀膜镍或镍铬合金层厚约为7-15 。在本发明另外一些优选实施方案中，溅射镀膜层体系主要由5个上述层组成，银层厚约为75 。
本发明通过提供在玻璃基体上形成热处理的薄的，耐久的，太阳光控制层状体系的方法满足了现有技术中的上述需要，该方法包括(a)在含氮气氛下溅射镀覆Si3N4的底层镀膜;(b)在含惰性气体的气氛下，溅射镀覆第一镍或镍铬合金层，该第一镍或镍铬合金层的厚度至少为约20 ;(c)在含惰性气体的气氛下，溅射镀覆银层;(d)在含惰性气体的气氛下，溅射镀覆第二镍或镍铬合金层，第二镍或镍铬合金层的厚度为约7-15 ;(e)在含氮气氛下，溅射镀覆Si3N4的上镀膜层;然后热处理该镀膜玻璃;其中，该热处理的溅射镀膜玻璃在热处理后当该玻璃基体是透明玻璃，且厚度为约2.5-3.5mm时具有以下特性透明度(照明C10°观察)约76-78%平板电阻(RS) 小于约12欧姆/平方发射率，标准的(En) 小于约0.12发射率，半球形的(En) 小于约0.16。
在本发明的某些优选实施方案中，热处理选自淬火，弯曲或热强化。在本发明另外一些优选实施方案中，热处理步骤包括加热该镀膜玻璃至约1150-1450°F至少5分钟，进行淬火，然后骤冷，加热和骤冷步骤应持续足够长的时间，以使玻璃强化。在本发明另外一些优选实施方案中，将镀膜玻璃加热到玻璃制品变得可弯曲的温度并持续足够长的时间，然后在其可弯曲的条件下将玻璃弯曲成所要的形状。在本发明另外一些优选实施方案中，溅射镀膜是在多个彼此隔离的区域内进行的，其中通过溅射镀膜形成Si3N4层的步骤是在至少两个分开的区域内完成的，每个区域的气氛主要由约80%氮和约20%氩组成，其中形成镍或镍铬合金层和银层的步骤是在相同的区域内完成的，其中溅射镀膜是在同样的区域内进行，该区域的气氛主要由(a)基本上100%氩，和(b)约95%氩和约5%氧组成。
本发明通过提供连续生产至少两种溅射镀膜玻璃制品的方法满足了现有技术中的上述需要，这两种制品至少在太阳光控制特征上彼此不同，或分别地能或不能进行热处理，或两者都能，在每个玻璃制品上的溅射镀膜包含多个溅射镀膜层，由此形成包含Si3N4和镍/铬合金组份的溅射镀膜体系，该步骤包括(a)提供具有多个靶的溅射镀膜机，在该镀膜机内设有多个气氛区域，以在第一玻璃制品上生成第一层体系，其中基本上所有的靶和区域都用来生成该第一层体系;
(b)采用步骤(a)提供的设置，在第一玻璃制品上溅射镀覆第一层体系;
(c)然后，在没有添加或替代任何多个靶和没有扩大或减小气氛区域大小的情况下，改变步骤(a)的设置，提供一种设置以在第二玻璃制品上生成第二层体系，因此，基本上所有的靶和区域都用来生成第二层体系;和(d)然后，采用步骤(c)提供的设置，在第二玻璃制品上溅射镀覆第二层体系。
在本发明某些优选实施方案中，溅射镀膜机包括约30个或更少靶，约6个气氛区域或更少。在本发明另外一些优选实施方案中，只有一种溅射镀膜玻璃制品是可热处理的，但在将其加热处理后，两种溅射镀膜玻璃制品基本上均具有由可见光透明度，颜色和发射率定义的相同的太阳光控制特性。在本发明另外一些优选实施方案中，将热处理的溅射镀膜玻璃制品进行加热处理之前，它基本上具有不同的由至少一种可见光透明度，颜色，或发射率定义的太阳光控制特性。
本发明通过提供至少一种热处理的太阳光控制特性的转变方法满足了现有技术中的上述需要，通过热处理该镀膜玻璃制品使溅射镀膜玻璃制品达到预选的水平，该步骤包括(a)在玻璃基体上溅射镀膜一层状体系以生产可热处理的镀膜玻璃制品，该层状体系从该基体向外包括(ⅰ)第一Si3N4层;
(ⅱ)第一镍或镍铬合金层;
(ⅲ)银层;
(ⅳ)第二镍或镍铬合金层;
(ⅴ)第二Si3N4层。
b)热处理镀膜玻璃制品，以明显改变至少一种太阳光控制特性，该特性选自可见光透明度，发射率，或颜色;其中在热处理后得到的镀膜玻璃制品当基体是透明玻璃，且厚约为2.5-3.5mm时，具有以下特性透明度(照明C10°观察)大于约76%平板电阻(RS) 小于约12欧姆/平方发射率，标准的(En) 小于约0.12发射率，半球形的(Eh) 小于约0.16。
在本发明某些优选实施方案中，溅射镀膜玻璃在热处理前当基体是透明玻璃，且厚度为约2.5-3.5mm时具有以下特性透明度(照明C10°观察)约70-73%平板电阻(RS) 小于约15.0欧姆/平方发射率，标准的(En) 小于约0.16发射率，半球形的(Eh) 小于约0.20。
在本发明另外一些优选实施方案中，热处理前的(En)为约0.14;而热处理后的半球形发射率(Eh)小于约0.14，热处理前为约0.17。
现在，就某些实施方案，参照附图描述本发明，其中图1是Airco装置的示意图，该装置可在本发明的实际应用中使用(与图2现有技术实际应用中用法不同)。
图2是现有技术Airco镀膜玻璃制品层状体系的部分侧截面图。
图3是本发明实施方案的部分侧截面图。
参照图1，示出了一般的磁控溅射镀膜机如上述的Airco装置。在本发明的实际应用中，尽管可使用许多(如6个)区域，但优选为5个区域1-5。按照图中箭头“A”所指的方向将镀膜层按顺序镀覆到玻璃G上。区域1包含6个可旋转的管式靶t1-6，优选为硅(Si)(如为了导电性掺入3-5%(重量)Al的Si)。区域2包含6个以上的相同Si材料的管式靶t7-12。按类似的方式，区域4和5分别地各包含6个以上的相同Si材料的管式靶t19-24和t25-30。区域1，2，4和5最好各使用三个(3)阴极(未示出)，其中各个阴极操纵两个可旋转的硅(Si)靶。
中间区域3是由3个平面靶P1-3(即分别为数码31，16和33)，6个可旋转的管式靶或两者的结合构成的，以用于制造示于图3的五层镀膜体系的三个中间层。当然，也能用区域3的靶制造图2示出的现有技术Airco层状体系的三个中间层，系列号07/876350的五层的不可热处理镀膜玻璃的三个中间层和上述的系列号08/102281的可热处理层。
在下面的实施例中将作更充分地描述，这三种不同的玻璃可相继地按任何顺序连续地生产，在相同的溅射镀膜机内无须改变靶或关闭溅射镀膜机，只是简单地调节功率量和预先确定溅射镀膜机区域的气氛。
在操作中，区域1-5用合适的隔板“C”作端面加以隔开，从而可建立溅射镀膜技术中众所周知的普通装置中指定的可控制气氛的各个区域。
图3示出了本发明可热处理的镀膜玻璃，该玻璃可采用图1的装置制成。正如图示的，在浮法玻璃(约2-6mm厚)基体G上形成五层。可使用任何类型或大小的浮法玻璃基体(如透明的，绿色的等)。例如，玻璃基体G可以是厚度约为2.5-3.5mm的透明玻璃。
第一层101是Si3N4(氮化硅)，它是在区域1-2中形成的，最好使用约80%N2和20%Ar的气氛。任意地，在某些情况下，实质上可将100%N2(氮气)引入区域1-2中。区域1-2中的压力优选保持在约2.0-3.0×10-3乇(最优选约2.0微米)。
当使用约2.5-3.5mm厚的透明玻璃基体时，镀膜玻璃的可见光透明度在区域1后约为86-90%，在区域2后约为81-84%。
其次，在区域3中形成金属层103，105和107。区域3优选采用基本上100%氩的工艺气体，压力保持在约1-2微米。任意地，可将少量的O2(如约5-10%)引入区域3中。在该实施方案中，平面靶P1(31)优选地为80/20镍铬合金，但按需要可使用镍或其它镍基合金。
可以确信，通过靶P1形成的层103的厚度是本发明某些实施方案的一个重要方面。已经发现，通过改变镍铬合金底镀膜层103，在某些例子中，为图2中所示的标准现有技术Airco镀膜玻璃制品以及我们的申请系列号07/876350中所描述的五层镀膜玻璃的2-4倍(如约3倍)，所得到的镀膜玻璃制品可通过普通的热处理(如淬火等)法进行加热处理，而对玻璃制品的均匀性没有不利影响，得到了所要的和预先确定的太阳光控制特性。在这方面，已经十分惊奇地发现，在本发明优选的实施方案中，原先未经热处理的镀膜镜片(颜色，发射率，反射率，透明度等)在热处理期间被固有地调整，以使那些相同的镜片在热处理后与我们系列号07/876350所述的五层不可热处理的镀膜玻璃几乎精确地匹配。
已经发现，在这方面只有较低的镍或镍铬合金层103需要增厚。令人惊奇的是较上层的镍或镍铬合金层107的增厚对可热处理产品没有影响，两层都增厚，在影响热处理性的同时对用于匹配876350玻璃的镜片的可见光透明度影响极小。
由于这个原因，将较低镍基层103溅射镀覆到厚度大于约20 (优选地约30-50 ，更优选地约45 )。这可方便地通过将靶P1的功率增加到通过P3(33)生产较上镍基层107所使用的功率大2-3倍而实现。按类似的方式，通过简单地增加系列号07/876350设置的溅射镀膜机的P1靶的功率量约2-3倍，将本发明的较低镍或镍铬合金镀膜层溅射到玻璃基体上。结果本发明的镀膜玻璃制品的生产不同于07/876350的五层镀膜玻璃，这是因为本发明的较低镍或镍铬合金层实质上比07/876350的厚(如厚约2-3倍)。
然后，通过靶P1和相应的阴极(未示出)镀覆较低的镍基层103后，形成银基层105。用平面银靶P2(16)形成该银层105，其厚度约为50-120 )(显然，也可用可旋转管式靶)。银层105的厚度优选地为约75 。该实施例的银(Ag)层比上述的系列号07/876350中的稍薄。此外，只需要简单的调整功率(稍减小07/876350的靶P2的功率)。
其次，按与第一镍或镍铬合金层103相同的方法，形成另一层基本上纯的金属80/20镍铬合金(或其它镍基)层107，除了层107实质上比增厚的镍或镍铬合金层103薄以外。镍铬合金层107的厚度优选地为约9-15 ，但可以更薄(如约7 )。按另一层的方式和基本上类似的厚度形成本发明和07/876350的第二镍或镍铬合金层。
本发明的一个优选的实施方案应用了厚度为约45 的较低或第一镍铬合金层103和厚度为约15 的较上或第二镍铬合金层107。因此，较低镍铬合金层103的厚度与较上镍铬合金层107的厚度比优选约为3∶1。
在形成较上镍铬合金层107中，使用平面靶P3(33)，提供给第二镍铬合金靶P3的功率是第一镍铬合金靶的二分之一到三分之一，基本上与07/876350的第二镍或镍铬合金靶P3的功率类似。在离开区域3后，该叠层主要由氮化硅/镍铬/银/镍铬组成，当使用厚度为约2.5-3.5mm的透明玻璃基体时，可见光的透明度约为52-54%。
将经镀膜的玻璃连续移入区域4中，该区域中的工艺气体可以是基本上100%氮气或者更优选地为氮气和氩气的混合气体(如80%氮和20%氩)。本发明的区域1，2，4和5优选地与在制造系列号07/876350的五层不可热处理的镀膜玻璃中使用的溅射镀膜机中设置的区域1，2，4和5类似。正如区域1-2，区域4-5中的压力优选地保持在约2.0-3.0×10-3乇(优选地为约2.0微米)。
在区域4-5中，用形成底镀膜氮化硅层101类似的方式形成氮化硅(Si3N4)的较上或上镀膜层109。正如系列号07/876350中所讨论的，上镀膜氮化硅层109一般比下镀膜氮化硅层101稍厚。例如，形成的较低氮化硅层101的厚度优选地为约350-450 (最优选地为约375 )，形成的较上氮化硅层109的厚度优选地为约450-550 (最优选地为约500 )。
有时，本发明的氮化硅底镀膜和上镀膜层101和109的厚度可以与现有技术中Airco产品(参见图2)相同，在本发明优选的实施方案中，该镀膜玻璃的各个Si3N4层与图2中所示的Airco产品相比是增厚的，以便基本上等效于07/876350镀膜玻璃。这可通过简单地增加溅射镀膜机中区域1-2和4-5中的功率约20%或更多而获得较高的厚度。区域4-5的抗反射Si3N4层致使该玻璃的可见光透明度分别为约61-66%和70-73%。
所得到的层状体系的耐久性与图2的Airco层状体系大致相同，(即它的抗擦痕性稍低，但通过了耐久性试验)。所得到的层状体系与图2所示的现有技术Airco镀膜玻璃制品比较呈现明显优越的发射率，透明度，热处理性，和平板电阻特性。它还具有耐化学性。
图3的优选实施方案的镀膜玻璃在热处理之前的可见光透明度约为70-73%;平板电阻为约16.0或更小(更优选地为约14.0-14.5欧姆);En约为0.14-0.16;Eh约低于0.20(如约0.17)。
但是，图3的这些优选的实施方案的镀膜玻璃在热处理后(如淬火，弯曲，热强化等)的可见光透明度大于约76%;平板电阻小于约12欧姆(优选地小于10.5-11.0欧姆);En低于约0.12(优选地为约0.10-0.11);和Eh低于约0.16(优选地为约0.14或更低)。
例如，热处理可在685℃处理约5分钟，在665℃周期处理约16分钟;或在任何其它普通淬火炉中处理。
可分别调节本发明Si3N4层的厚度，以便“精细地协调”该镀膜玻璃制品的颜色对比，耐化学性，抗擦痕，和抗反射特性。
由上述的本发明说明应该清楚地认识到，本发明，08/102281和07/876350的镀膜玻璃制品可在相同的溅射镀膜机中通过简单地调节预先确定的区域功率量和气氛连续地生产。例如，这克服了由07/876350的不可热处理的低E镀膜玻璃产品生产以下产品时需要关闭溅射镀膜机的问题，这些产品是(ⅰ)热处理后的可热处理镀膜玻璃，具有基本上与07/876350的那些不可热处理镀膜玻璃相匹配的光引导性;或(ⅱ)08/102281的可热处理镀膜玻璃。通过由07/876350设置的溅射镀膜机简单地增加靶P1的功率2-3倍和降低靶P2的功率约5-15%，或者反之亦可以，在改变相同溅射镀膜机(没有关闭)的镀膜区域3中的气体混合物的同时生产如图3所示的本发明的可热处理镀膜玻璃制品。该工艺将在下述的实施例1中作更充分的描述。
上述优选的本发明实施方案使得已热处理的镀膜玻璃制品的光学特性与未热处理的镀膜玻璃制品的特性基本上匹配。因此，本发明一个显著的优点是例如图3所示的可热处理镀膜玻璃在淬火前可进行镀膜和切割。这也允许制造商储存未切割的经镀膜的可热处理玻璃，使该玻璃在热处理后基本上能与其它的光学特性更有利的，如07/876350不可热处理的玻璃相匹配。
因此，在实践中，在接到用户的订货时，用户要求不同尺寸的热处理(如经淬火)的玻璃，该玻璃基本上具有与07/876350的不可热处理玻璃相匹配的光学特性，两种类型(贮存和未切割的)玻璃也是可调配的，制造商只需要选择切割本发明通用的未热处理和热处理的镀膜玻璃存货，将它们切割成所需的尺寸，加热处理可热处理的玻璃平板，迅速地将全部订货供应给用户，对于特殊的订货进行制造，无须等待。迄今，当只可买到不可热处理的但更有利的07/876350的镀膜体系时，按履行清单存在的问题可明显拖延时间。当然，这是因为当订货要求某些玻璃待加处理(如淬火和/或弯曲)以及或许切割成不同于未热处理玻璃的尺寸时，当用户必须等待从通用的存货((1)预切割，(2)某些淬火的，(3)其后均镀膜的)提取玻璃时，不得不保存大量的各种预切割尺寸但未经镀膜的玻璃存货。随着本发明的出现，可将镀膜玻璃的存货以两种不同的(或更多种)层状体系保存。当各式各样的订货到来时，由于镀膜步骤已经进行，可快速满足用户需要。
现在，将根据某些实施例对本发明描述如下实施例1采用图1的溅射镀膜机生产由图2例举的典型的现有技术Airco镀膜玻璃制品“STD”，图3例举的本发明的镀膜玻璃制品和07/876350的不可热处理的镀膜玻璃。在该实施例中，本发明的可热处理镀膜玻璃和不可热处理的876350镀膜玻璃是在相同的溅射镀膜机中连续生产的。
本发明镀膜玻璃制品的制法如下将厚度为3.2mm的透明玻璃基体G传输通过图1的Airco溅射镀膜机，其区域按已知的样式由隔板/壁隔开。线速度为320英寸/分。可方便地提供预洗涤和后洗涤(未示出)。将透明浮法玻璃基体G向前通过区域1，其中在2.0微米(2.0×10-3乇)的压力下保持工艺气体，该气体是80%氮和20%氩的混合气体。区域1的所有三个阴极(未示出)(其每一个有两个可旋转的硅靶)在设置的功率下运行，使它们通过其靶(t1-6)以沉积氮化硅(Si3N4)层，其厚度足以使该玻璃制品的可见光透明度降低到87.5%。
然后将玻璃移动通过区域2，在该区域中，工艺气体是80%N2和20%Ar，压力为2.1×10-3乇。区域2的三个阴极(每一个具有两个可旋转的硅靶)是在设置的功率下运行，以使它们在该玻璃制品上沉积第二层氮化硅(Si3N4)，使该制品的可见光透明度再降低到82.3%。
将该玻璃连续移入区域3中，在该区域中，工艺气体是100%氩气，压力为1.5微米(1.5×10-3乇)。所使用的三个阴极的均具有单一的平面靶(P1-P3)，第一(P1)和第三(P3)平面靶是80-20镍铬合金，第二(P2)平面靶是银靶。将第一镍铬合金靶(P1)的功率调整到3.57KW。将银靶的功率调整到7.1KW，使之在镀膜玻璃上足以生成银层，具有的平板电阻(Rs)按一般的四点探针测定为约14欧姆/平方。第三镍铬合金靶(P3)的功率为1.33KW。现在，该叠层由氮化硅(Si3N4)/镍铬合金/银/镍铬合金组成，其可见光透明度为53.0%。
将玻璃连续移入区域4中，在该区域中，工艺气体是80%N2和20%Ar，压力为2.1×10-3乇。三个阴极(每个均具有两个可旋转的硅靶)是在设置的功率下运行的，使它们沉积氮化硅(Si3N4)层，该氮化硅层是抗反射层，该玻璃制品的可见光透明度提高到64.5%。
然后将玻璃移入区域5中，在该区域中，工艺气体为80%N2和20%Ar，压力为2.1×10-3乇。三个阴极(每一个均具有两个可旋转的硅靶)是在设置的功率下运行的，使它们在玻璃基体上沉积最后的氮化硅层。该抗反射层使玻璃制品的可见光透明度提高到71.09%。然后完成了该实施例的镀膜层状体系。
所得到的本发明层状体系从透明玻璃基体向外地主要由厚约375 的Si3N4层，厚约45 的NiCr层，厚约75 的银层，厚约15 的第二NiCr层，厚约450 的最后的第二Si3N4层组成。
然后将该镀膜玻璃制品在665℃(1229°F)倾斜循环加热处理达16分钟。
功率，压力和靶参数如下


生产07/876350的不可热处理的镀膜玻璃调节靶P1-P3的功率量和区域3的气氛，然后按如下方法在3.2mm厚透明浮法玻璃基体上生成五层不可热处理的系列号07/876350的镀膜玻璃。
区域1和2后的876350玻璃可见光透明度分别为87.5%和82.3%。随后在区域3中溅射镀膜金属层，该玻璃透明度为56.1%(本发明的镀膜玻璃为53.0%)。随后在区域4和5中，该玻璃的可见光透明度分别为69.3%和77.2%。
生产07/876350玻璃的工艺条件如下。


由上述表1和2可以看出，07/876350的不可热处理的镀膜玻璃和本发明的可热处理镀膜玻璃能在相同的溅射镀膜机中通过简单调节区域3中的功率和气氛可相继连续地制造。无须改变靶，区域1，2，4和5可不用改变地保留下来。
另外，在生产07/876350镀膜玻璃中，可分别将P1和P3的功率调整到2.30KW，以生成厚约7A的较低和较上Ni∶Cr镀层。
08/102281的可热处理镀膜玻璃因其Si3N4，镍铬合金等层状体系，也可用上述的溅射镀膜机，通过简单地调整溅射镀膜机的合适功率量和气氛连续地生产。例如，切断靶P2的功率，区域3的气氛为95%Ar/5%O2，压力为1.5×10-3乇。然后，通过将溅射镀膜机调整到合适的功率量可生产08/102281的可热处理镀膜玻璃，该玻璃从基体向外主要由Si3N4/Ni∶Cr/Si3N4的层状体系组成。
现有技术(“STD”)的形成图2的现有技术(“STD”)Airco玻璃制品的形成如下。
在形成“STD”现有技术的镀膜玻璃制品中，区域1，2，4和5中的靶(t1-12和t19-30)是掺有硅(Si)的Airco管式铝靶(t1-12和t19-30)。靶P1(31)和P3(33)是平面靶，按重量计为80%Ni和20%Cr。靶P2(16)也是平面靶，但是银(Ag)。所使用的透明浮法玻璃基体G是由Guardian工业公司生产的普通钠钙硅浮法玻璃，厚度为3mm。所用的线速度为345英寸/分。将区域1-2和4-5的压力保持在2.5×10-3乇。在这些区域中使用的是100%N2气氛。在区域3中保持压力2.0×10-3乇，使用的气氛为100%氩(Ar)。
所得到的镀膜玻璃制品的层状体系从基体G向外主要组成为厚约325 的Si3N4底镀膜层;厚度为约7 的第一NiCr(镍铬合金)层;厚度约70 的银层;厚度约7 的第二NiCr层;厚度约450 的上镀膜Si3N4层。对每个靶的功率供给如下

表4(结果比较)平板电阻 发射率 (标准的)层状体系 (Rg)(欧姆/平方) En本发明(实施例1)(热处理前) 14.4 0.15本发明(实施例1)(约1229°F热处理16分钟,斜面循环后) 10.5 0.11"STD"(未热处理) 15.8 0.16表5(结果比较)玻璃侧 薄膜侧(RG) (RF)层状体系 可见光透明度 反射率 反射率本发明(实施例1)(热处理前) Y=71.09% Y=9.68% Y=3.37%(照明C10°观察) ah=-2.67 ah=0.70bh=-6.77 bh=-7.45本发明(实施例1)(热处理后) Y=76.08% Y=8.60% Y=3.84%(照明C10°观察) ah=-2.19 ah=-0.74bh=-8.09 bh=-9.31"STD"(未热处理) Y=76.45% Y=8.26% Y=5.09%(照明C10°观察) ah=-3.25 ah=-1.76bh=-9.88 bh=-6.9507/876,350(实施例1) Y=76.5% Y=8.65% Y=3.80%(不可热处理) ah=-1.80 ah=0.50(照明C10°观察) bh=-8.0 bh=-11.0
上述的表4和表5表明了本发明的镀膜玻璃制品与图2中所示的现有技术Airco产品的“STD”镀膜玻璃制品和07/876350不可热处理低E镀膜玻璃的对比结果。正如表4所示的，本发明的可热处理镀膜玻璃制品热处理后的En和Rs明显地低于现有技术“STD”玻璃。应该考虑到“STD”玻璃是不可热处理的。表5表明了“STD”玻璃和本发明的镀膜玻璃制品明显不同的光学特性。正如表5中所见的，本发明的镀膜玻璃制品热处理后的反射率Y，反射的颜色“ah”和“bh”，平板电阻Rs和发射率En与系列号07/876350的五层镀膜玻璃间意想不到地相似并基本上与之匹配。
实施例2该实施例公开了本发明可热处理镀膜玻璃制品的另一种形成方法，该方法如下。
将厚约3.2mm的透明玻璃基体G在传送机上以320英寸/分的线速度传送通过图1的Airco溅射镀膜机，其区域按一般的方式被隔板/壁隔开。基体G向前通过区域1，在该区域中工艺气体是80%N2和20%Ar的混合气体，压力保持在2.0×10-3乇。区域1的所有三个阴极(未示出)是在下表所示的功率下运行的。每个阴极有两个可旋转的硅靶。
然后将该玻璃移动通过区域2，在该区域中，工艺气体是80%N2和20%Ar的混合气体，但压力保持在1.5×10-3乇。
继续将玻璃传送到工艺气体为100%Ar，压力为1.5×10-3乇的区域3中。区域3中使用了三个平面靶(P1-P3)，第一和第三(P1和P3)是80-20镍铬合金，第二(P2)是银(Ag)靶。
然后将该玻璃移入区域4-5中，在该区域中各使用了六个可旋转的Si靶和三个相应的阴极。区域4和5的工艺气体都是80%N2和20%Ar，压力分别为2.0×10-3乇和2.1×10-3乇。
将区域1中的Si3N4层溅射镀膜到足以使玻璃的可见光透明度降低到89%的厚度。区域2的Si3N4层将玻璃可见光透明度降低到82.1%，区域3金属层将可见光透明度降低到53.8%。区域4和5的Si3N4层分别将可见光透明度升至62.0%和72.2%。下表6列出了该实施例区域1-5的工艺条件。


实施例2的镀膜玻璃制品在1229°F斜面循环加热处理16分钟之后，可见光透明度(照明C10°观察)为77.7%，平板电阻(Rs)为10.3欧姆/平方。同样，该实施例的玻璃热处理后具有如下的光学特性玻璃侧反射率(RG) 薄膜侧反射率(RF)Y＝7.49% Y＝3.41%ah＝-1.57 ah＝0.28bh＝-8.94 bh＝-9.16本发明的镀膜玻璃制品也是“耐久的”和“耐化学性”的。上述的实施例1和2中按本发明形成的产品的耐化学性是通过将2″×5″制品试样在约500CC的5%HCl中煮沸1小时(即约220°F)测试的。如果在1小时煮沸后，没有显示出直径大于约0.003″的针孔，那么可认为该制品“通过”了该测试。在实施例1和2中，按本发明形成的镀膜玻璃制品在以下的热处理前后均通过了耐化学性测试，a)685℃(1265°F)5分钟;b)665℃(1229°F)斜面循环16分钟;c)在标准的淬火炉中热处理。
实施例1和2的本发明的镀膜玻璃热处理前后的“耐久性”是经普通的Taber磨蚀试验测试的，该实验是将4″×4″重500g的产品试样放在两个C.S 10F以100转数旋转的磨蚀轮上进行的。如果用肉眼在可见光下基本上没有观察到明显的擦痕，那么可认为“通过”了该试验，可以说该制品是耐久的。实施例1和2的镀膜玻璃制品热处理前后均“通过”了该耐久性测试。
由上述给出的两个实施例可以看出，通过使图2现有技术镀膜玻璃Airco的较低镍基(或镍铬合金)层(或系列07/876350的较低镍或镍铬合金层)简单地增厚(约3倍)，该镀膜玻璃在热处理后的结果均是可热处理的和“低E”(En＜0.12)的。另一种增厚较低镍(或镍铬合金)层的意外的结果是热处理后，所得到的镀膜玻璃制品具有所要的光学特性，与07/876350的“低E”不可热处理镀膜玻璃制品的特性基本上匹配。
上述的07/876350“低E”玻璃制品的层状体系与本发明的层状体系非常相似。除了本发明增厚的较低Ni基层和稍薄的银层外。因此，本发明的一个方面是通过增厚至少一层不可热处理的“低E”镀膜玻璃制品(由此产生本文定义的“不同”层状体系和玻璃制品)，可生成的一种镀膜玻璃制品是a)可热处理的(如淬火的，弯曲的，热强化的等);和b)热处理后具有的光学特性(如颜色，En等)基本上与原有的不可热处理的“低E”镀膜玻璃制品匹配。
本发明的上述特征可应用于不同的“低E”玻璃。例如，07/876350的七层不可热处理的低E玻璃也能与本发明匹配。例如，当该七层体系的第一溅射镀膜镍基层按本发明方法增厚时，由此可生成“不同的”层状体系和玻璃制品，结果是可热处理的镀膜玻璃制品在热处理后具有的光学特性基本上与不可热处理的七层“低E”镀膜玻璃制品匹配。
一旦给出上述的公开，许多其它特征，变更，和改进对于熟练的技术人员来说将一目了然。因此，这类其它特征，变更和改进可认为是本发明的一部分，本发明的范围由下面的权利要求确定。
权利要求
1.具有溅射镀膜层状体系的可热处理镀膜玻璃制品从玻璃向外地包含a)厚度约为350-450A的第一Si3N4层；b)厚度大于约20A的第一镍或镍铬合金层；c)厚度约为50-120A的银层；d)厚度至少约7A的第二镍或镍铬合金层；e)厚度约450-550A的第二Si3N4层；其中所述的镀膜玻璃制品当所述玻璃是透明玻璃且厚度约为2.5-3.5mm时热处理后具有下列特性透明度(照明C10°观察) 约76-78%平板电阻(Rs) 小于约12.0欧姆/平方发射率，标准的(En) 小于约0.12发射率，半球形的(Eh) 小于约0.16。
2.按权利要求1的玻璃制品，其中所述的标准发射率(En)热处理前为约0.15或以下，热处理后为约0.11或以下;其中所述半球形发射率(En)热处理前小于约0.18，热处理后小于约0.14。
3.按权利要求1的玻璃制品，其中第一Si3N4层的厚度为约375 ，第二Si3N4层的厚度为约500 。
4.按权利要求3的玻璃制品，其中银层厚度为约75 。
5.按权利要求1的玻璃制品，其中第一溅射镀镍膜或镍铬合金层的厚度约比第二镍或镍铬合金层大3倍。
6.按权利要求5的玻璃制品，其中第一镍或镍铬合金层的厚度为约20-50 ，第二镍或镍铬合金层的厚度为约7-15 。
7.按权利要求1的玻璃制品，其中所述层状体系实质上由五层构成，其中所述的溅射镀膜制品是耐久的和耐化学性的。
8.连续生产至少两种溅射镀膜玻璃制品的方法，该制品至少在一种太阳光控制特性上彼此不同，它们分别地能或不能或者两种都能进行热处理，每种玻璃制品中所述的溅射镀膜包括多个溅射镀膜层，由此形成包含Si3N4和镍/铬组分的溅射镀膜体系，该步骤包括a)提供一个溅射镀膜机，在设置的多个气氛区域内有多个靶，以便在第一种玻璃制品上生成第一层体系，其中基本上所有的所述靶和区域被用来生成所述的第一层体系;b)采用步骤(a)提供的设置，在所述的第一种玻璃制品上溅射镀覆第一层状体系;c)然后，改变步骤a)的设置，没有加入或替代任何所述的多个靶，没有扩大或缩小所述气氛区域的尺寸，提供一种设置以便在第二种玻璃制品上生成第二层状体系，其中基本上所有的所述靶和区域被用来生成所述的第二层状体系，和d)然后，采用步骤(c)提供的设置，在所述的第二种玻璃制品上溅射镀覆第二层状体系。
9.按权利要求8的方法，其中所述的溅射镀膜机包含约30个靶或更少和约6个气氛区域或更少。
10.按权利要求8的方法，其中只有一种所述溅射镀膜玻璃制品是可热处理的，但热处理后所述溅射镀膜玻璃制品都基本上具有由可见光透明度，颜色，和发射率定义的相同的太阳光控制特性。
11.按权利要求10的方法，其中将所述热处理溅射镀膜玻璃制品热处理前，它基本上具有不同的由可见光透明度，颜色，或发射率之至少一种定义的太阳光控制特性。
12.按权利要求11的方法，其中所述的可热处理溅射镀膜玻璃制品具有溅射镀膜层状体系，该层状体系从玻璃向外地包括a)厚度为约350-450 的第一Si3N4层;b)厚度大于约20 的第一镍或镍铬合金层;c)厚度为约50-120 的银层;d)厚度至少为约7 的第二镍或镍铬合金层;e)厚度为约450-550 的第二Si3N4层;所述的镀膜玻璃制品当所述玻璃是透明玻璃且厚度为约2.5-3.5mm时热处理后具有下列特性透明度(照明C10°观察)约76-78%平板电阻(RS) 小于约12欧姆/平方发射率，标准的(En) 小于约0.12发射率，半球形的(En) 小于约0.16。
13.按权利要求12的方法，其中所述的可热处理溅射镀膜玻璃制品当所述玻璃是透明的且厚度为约2.5-3.5mm时热处理前具有下列特性透明度(照明C10°观察)约70-73%平板电阻(RS) 小于约15.0欧姆/平方发射率，标准的(En) 小于约0.16发射率，半球形的(En) 小于约0.20。
14.按权利要求13的方法，其中所述的第一溅射镀膜玻璃制品是不可热处理的，其溅射镀膜层状体系从玻璃向外地主要构成如下Si3N4/Ni∶Cr/Ag/Ni∶Cr/Si3N4;其中所述的第一玻璃制品当所述玻璃是透明的，其厚度约为2.5-3.5mm时个有有下列特性透明度(照明C10°观察)大于约76%平板电阻(RS) 小于约12欧姆/平方发射率，标准的(En) 小于约0.12发射率，半球形的(En) 小于约0.16。
15.按权利要求14的方法，其中所述的溅射镀膜玻璃制品是耐化学的和耐久的。
16.按权利要求10的方法，其中在玻璃上溅射镀膜所述层状体系之后，进一步包括热处理所述可热处理溅射镀膜玻璃制品的步骤，所述的热处理包括在约1150°F-1450°F的温度下加热所述的可热处理的溅射镀膜玻璃制品达5分钟以上，骤冷所述的玻璃制品一段时间，以达足以使所述玻璃制品淬火的温度。
17.按权利要求10的方法，其中包括在玻璃上溅射镀膜所述层状体系之后，进一步热处理所述可热处理溅射镀膜玻璃制品的步骤，所述热处理包括将所述可热处理溅射镀膜玻璃制品加热到所述玻璃制品可弯曲的温度和足够的时间，然后在其可弯曲条件下将所述玻璃弯曲成所要求的形状。
18.在玻璃基体上形成热处理的薄的，耐久的，太阳光控制层状体系的方法，该步骤包括a)在含氮气氛下溅射镀覆Si3N4的底镀膜层;b)在含惰性气体气氛下溅射镀膜第一镍或镍铬合金层，所述第一镍或镍铬合金层的厚度为至少约20 。c)在含惰性气体气氛下，溅射镀覆银层;d)在含惰性气体气氛下，溅射镀覆第二镍或镍铬合金层，所述第二镍或镍铬合金层的厚度为约7-15 。e)在含氮气氛下，溅射镀覆Si3N4的上镀膜层;然后热处理所述的镀膜玻璃;其中所述的热处理的溅射镀膜玻璃在所述的热处理后当所述玻璃基体是透明玻璃且厚度为约2.5-3.5mm时，具有下列特性透明度(照明C10°观察)约76-78%平板电阻(RS) 小于约12欧姆/平方发射率，标准的(En) 小于约0.12发射率，半球形的(En) 小于约0.16。
19.按权利要求18的方法，其中所述的热处理选自淬火，弯曲或热强化。
20.按权利要求19的方法，其中所述的热处理步骤包括加热镀膜玻璃至约1150-1450°F的温度以进行淬火，然后骤冷，加热和骤冷步骤持续一段时间足以使所述玻璃淬火。
21.按权利要求19的方法，其中在使所述玻璃制品弯曲的温度下加热镀膜玻璃足够长的时间，然后在其可弯曲的条件下将所述玻璃弯曲成所要求的形状。
22.按权利要求18的方法，其中所述的溅射镀覆是在多个彼此隔离的区域内进行的，其中溅射镀膜形成Si3N4的上镀膜层和底镀膜层的步骤是在至少两个分开的区域内进行，每个区域的气氛主要由约80%N2和约20%Ar组成，其中形成镍或镍铬合金层和银层的步骤是在相同的区域内进行，其中所述的溅射镀覆是在所述相同的区域内进行的，该区域内的气氛主要含有a)基本上100%Ar;和b)约95%Ar和5%O2之一种。
23.按权利要求18的方法，其中所述的底镀膜Si3N4层的厚度为约350-450 ，所述上镀膜Si3N4层的厚度为约450-550 。
24.按权利要求23的方法，其中所述的底镀膜Si3N4层溅射镀膜的厚度为约375 ，所述上镀膜Si3N4层溅射镀膜的厚度为约500 。
25.按权利要求18的方法，其中只镀有单一的银层，所述银层的厚度为约50-120 ，其中所述第一镍或镍铬合金层的厚度约为第二镍或镍铬合金层的3倍。
26.按权利要求18的方法，其中所述的第一镍或镍铬合金层厚约为20-50 ，所述第二镍或镍铬合金层厚约为7-15 。
27.按权利要求18的方法，其中镀膜玻璃在所述的热处理后具有的平板电阻(RS)为约11欧姆/平方或以下，标准发射率(En)为约0.11或以下。
28.通过热处理所述镀膜玻璃制品将可热处理的溅射镀膜玻璃制品的至少一种太阳光控制特性转变成预定水平的方法，该步骤包括a)所生产的可热处理镀膜玻璃制品是在玻璃基体上从基体向外地溅射镀覆(ⅰ)第一Si3N4层;(ⅱ)第一镍或镍铬合金层;(ⅲ)银层;(ⅳ)第二镍或镍铬合金层;(ⅴ)第二Si3N4层。b)热处理所述的镀膜玻璃制品，从而明显改变选自可见光透明度，发射率或颜色的至少一种太阳光控制特性;和其中所得到的镀膜玻璃制品在所述的热处理后，当基体是透明玻璃且厚约2.5-3.5mm时具有下列特性透明度(照明C10°观察)大于约76%平板电阻(RS) 小于约12欧姆/平方发射率，标准的(En) 小于约0.12发射率，半球形的(En) 小于约0.16。
29.按权利要求28的方法，其中所述的溅射镀膜玻璃在热处理前当所述基体是透明玻璃且厚度为约2.5-3.5mm时具有下列特性透明度(照明C10°观察)约70-73%平板电阻(RS) 小于约15.0欧姆/平方发射率，标准的(En) 小于约0.16发射率，半球形的(En) 小于约0.20。
30.按权利要求29的方法，其中所述的En在所述的热处理后为小于约0.11，其中所述的En在热处理前为约0.14，其中所述半球形发射率(Eh)在所述热处理后为小于约0.14，在所述热处理前为约0.17。
31.按权利要求29的方法，其中所述的热处理步骤包括淬火所述的溅射镀膜玻璃制品。
32.按权利要求29的方法，其中所述的第一镍或镍铬合金层厚为约20-50 ，所述的第二镍或镍铬合金层厚为约7-15 。
33.根据权利要求32的方法，其中所述银层厚为约75 ，所述第一Si3N4层厚为约350-450 ，所述第二Si3N4层厚为约450-550 。
34.根据权利要求32的方法，其中所述第一镍或镍铬合金层厚为约45 ，所述第二镍或镍铬合金层厚为约15 。
全文摘要
高性能、耐久的溅射镀膜的可热处理玻璃在热处理后呈现约76％或更高的可见光透明度，半球形发射率(En)约0.16或以下，标准发射率(En)约0.12或以下，该镀膜玻璃是通过在玻璃基体上溅射镀膜层状体系形成的，该层状体系包括Si
文档编号C03C17/36GK1111217SQ9411792
公开日1995年11月8日 申请日期1994年10月5日 优先权日1993年10月5日
发明者K·W·哈蒂格, P·J·林格尔 申请人:加迪安工业公司