CN101133681A - 可加热镜 - Google Patents

Abstract

可电加热镜包括净钠钙玻璃片，在净钠钙玻璃片的一个表面侧上被基于银的反射层涂覆，在另一表面侧上被适于消耗不超过(25)～(90)W/m²的导电层涂覆。

Description

可加热镜

本发明涉及一种可加热镜，尤其是，涉及一种包括在一侧涂覆有银并且在另一侧具有导电涂层的玻璃结构(glazing structure)的可加热镜，以及包括相同结构的防雾镜。

已知的可加热镜除了可以被漆涂层保护的银反射层，还包括沉积在镜的后侧的传导元件、金属线网或导电层。传导元件可以被流经电流所产生的焦耳效应加热。进一步的隔离漆或层通常保护该传导元件。作为选择，同样已知内部导电层与外部相隔离的、由两个或多个玻璃片的分层结构构成的可加热镜。该已知的可加热镜会遇到由于玻璃相对较差的热传导特性所导致的热惯性的缺点。

根据第一方面，本发明提供如权利要求1所述的可电加热镜。

根据第二方面，本发明提供如权利要求22所述的在其暴露的表面上具有可电加热层的防雾镜。

从属权利要求进一步限定了本发明的优选实施例。

本发明可以提供以下的一个或多个优点：

●比像在传统的镜中仅包括单一的玻璃片的已知可加热镜更简单和便宜的结构；

●对于获得相同的加热效果，较低的电压和电能要求；

●由于采用隔离的传导元件，因此具有安全的性能。

根据本发明的可加热镜包括基于钠钙(soda-lima)玻璃片的玻璃结构。通过钠钙玻璃片，来表示具有以下通过重量百分比表示的组成的从1.0～6.0mm厚的玻璃片：

SiO₂    60～75％，

Na₂O    10～20％，

CaO     0～16％，

K₂O     0～10％，

MgO    0～10％，

Al₂O₃   30～5％，

BaO    0～2％，并且具有两个进一步的条件：

碱土氧化物(BaO+CaO+MgO)总量从10～20％，

碱性氧化物(Na₂O+K₂O)总量从10～20％。

在玻璃中，次要的添加剂，如着色剂(Fe₂O₃、CoO、Nd₂O₃...)、氧化还原成分(NaNO₃、Na₂SO₄、焦炭)等也可以以非常小的比例存在。

优选地，用于根据本发明的镜的净钠钙(clear soda-lime)玻璃片，在标准光源D65(由C.I.E.国际照明委员会(CommissionInternationale de l’Eclairage)标准化，用于表示平均日光)下测量，在10°的立体角内观测并对于4mm的玻璃厚度，对于可见光呈现从89.0～91.0％的透射系数Tv。更优选地，净玻璃片在光的透射中呈现中性的颜色。最为优选的是，当在标准光源D65下测量、在10°的立体角内观测并对于4mm的玻璃厚度时，在光的透射中呈现以下颜色特性的净玻璃片：

·94.0＜L^＊＜95.0，

·-1.5＜a^＊＜-0.3，

·0.0＜b^＊＜0.5

这里，通过C.I.E.的标准L^＊，a^＊，b^＊系表示颜色。

根据本发明的镜在其的一个表面侧被基于银的反射层涂覆。该层与在市场上可以获得的通用镜上所遇到的层相同。在通过所谓的“浮法处理(float process)”生产玻璃的情况下，银层优选地沉积在与熔化的锡槽(tin bath)相接触的玻璃的一侧。

该基于银的反射层顶部至少被一层保护漆所涂覆。优选地，该漆没有铅。

根据本发明，镜的玻璃结构在其与反射层相对的侧被适于消耗不超过25～90W/m²的导电层所涂覆。

除了根据本发明的镜的玻璃结构之外，还可以存在其它的部件，例如清漆或漆层，透明的塑料片和其它任何类型和组成的净玻璃片。优选地，根据本发明的镜本质上由上述玻璃结构构成，而没有任何附加的塑料或玻璃片。根据本发明，最为优选的镜仅由上述玻璃结构构成。

在本发明的可加热镜的第一优选实施例中，导电层是直接接触周围空气的暴露的层。

在本发明的可加热镜的第二优选实施例中，在标准光源D65下测量、在10°的立体角内观测并对于4mm的镜厚度，可加热镜显示从85～93％的反射光系数。

在本发明的可加热镜的第三优选实施例中，导电层是在从500～750℃的温度下沉积在玻璃表面上的热分解层(pyrolitic layer)。优选地，该导电层在从570～660℃的温度下沉积。在用于制造玻璃的所谓“浮法玻璃”的众所周知的处理中，在熔化的玻璃在锡槽上浮动的处理部分的留下的部分处，可将该类型的层直接沉积在热玻璃带上。有利地，热分解层可以是化学气相沉积(CVD)层。

通常，该热分解层的本质实质上具有掺杂F和/或Sb的SnO₂。本质上由掺杂F的SnO₂构成的热分解层具有给出的极好的效果。为了表现适当的表面电阻率，必须小心地改变该热分解层的厚度。有利地，热分解层的厚度应该从250～500nm。约300nm的厚度给出了极好的结果。

在第四优选实施例中，当在标准光源D65下测量、在10°的立体角内观测并对于4mm的镜厚度时，在光的反射中，可加热镜呈现以下的颜色特性：

·91.0＜L^＊＜95.0，

·-2.5＜a^＊＜-0.5，

·4.0＜b^＊＜7.0

有利地，在标准光源D65下的反射中测量、在10°的立体角内观测并对于4mm的镜厚度，该第四实施例的可加热镜具有从1～7％的色纯度。优选地，该纯度不超过5％。

在第五优选实施例中，可加热镜具有模糊度(haze)非常低的前表面。在该镜中，由于在镜的表面上的任何入射光束在到达观测者的眼睛之前穿过镜的涂覆的玻璃两次，因此在所传送的光中测量的涂覆有导电层的玻璃片的模糊度对镜的漫反射性(diffuse reflectivity)具有显著的影响。因此，镜表面的漫反射性通常作为镜的模糊度的度量。呈现从0.1～1.5％的漫反射系数Rvd的镜是优选的。最优选的是呈现0.1～0.6％的漫反射系数Rvd的镜。该漫反射系数应该通过装备有白积分球(white integrating sphere)的分光光度计来测量。Perkin-Elmer 900分光光度计给出了极好的效果。要测量模糊度的镜的前面相切地作用在球上，从而封闭球面上的小孔。由分光光度计的单色光装置所发送的单色光的入射光束以距离其表面的垂线非常小的角度朝向样本。通过垂线、位于相反角度方向上的球上的相对的孔允许在任意其它方向上反射的各直接漫射光束漏出。位于球面上其它位置的光捕获单元测量在10°的立体观测角内由球所累计的总的漫射单色光。然后，如下通过在可见光谱波长范围内对全部所测量的总的漫射单色光进行积分，计算漫反射系数Rvd：

$\mathrm{Rvd}=\frac{\underset{\mathrm{\λ}=380}{\overset{780\mathrm{nm}}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Rvd}\left(\mathrm{\λ}\right)*V\left(\mathrm{\λ}\right)*D65\left(\mathrm{\λ}\right)}{\underset{\mathrm{\λ}=380}{\overset{780\mathrm{nm}}{\mathrm{\Σ}}}V\left(\mathrm{\λ}\right)*D65\left(\mathrm{\λ}\right)}$

其中，

Rvd(λ)为光谱总漫射光，

V(λ)为人眼平均的光谱发光效率，

以及D65(λ)为光源D65的相对光谱分布。

在第六优选实施例中，可加热镜的导电层具有从20～40nm，优选地从20.0～30.0nm的总表面粗糙度。通过总表面粗糙度(R_t)，来表示通过原子力显微镜所测量的凸起的最大高度(R_prot)和凹陷的最大深度(R_pit)的和。后者表示对于表面的每一个点根据2个垂直的方向i和j的各自的高度h_ij。R_t可以如下计算：

R_t＝R_prot+R_pit

其中：

$R_{\mathrm{prot}}=\left|\underset{i,j}{\max }\right\{h_{\mathrm{ij}}-h_{\mathrm{moy}}\left\}\right|$

$R_{\mathrm{pit}}=\left|\underset{i,j}{\min }\right\{h_{\mathrm{ij}}-h_{\mathrm{moy}}\left\}\right|$

$h_{\mathrm{moy}}=\frac{1}{N}\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{h}_{\mathrm{ij}}$

N为测量次数。

无关紧要地，可以使用任意的方法来获得所述表面粗糙度。对于涂覆有被进行机械剖光并研磨特定的时间直到获得正确的表面粗糙度的导电层的浮法玻璃，可以获得好的结果。

在第七优选实施例中，可加热镜的导电层具有从5～50Ω/□的表面电阻率。优选地，导电层的表面电阻率应该从5～20Ω/□。最为优选的是，具有从13～17Ω/□的表面电阻率的导电层。

在本发明的第八实施例中，底涂层(undercoat layer)可以介于导电层和玻璃表面之间。该介入层也可以通过热分解涂覆处理(pyrolitic coating process)沉积在玻璃表面上。

至少可以通过将全部的八种实施方式中的任意两种配对，来将上述全部的八种实施方式组合。即使，将全部八种实施方式组合在一起，所产生的镜也是可以实现的。

本发明的第二方面涉及一种在其暴露的表面侧上具有可电加热层的防雾镜，其中所述层用于将镜的暴露的表面加热到至少高于周围的空气的温度2℃。此处的目标是当要弄干镜的暴露表面时提高表面温度使其略微超过暖湿空气的露点，以防止或者至少显著地延迟破坏其反射特性的在镜表面上水雾小液滴的形成。

该防雾镜通过在可电加热层的两个相对的边界区域之间施加从5～60V的电压来实现。优选地，该电压从20～30V。

有利地，为了不过度地加热镜，可电加热层适于消耗从25～90W/m²的表面电功率。对于所施加的电压、层的内在的表面电阻率和/或传导层的厚度的调整，必须根据镜的实际尺寸小心地调节，以不超过60℃以及优选50℃的安全的暴露表面温度，并且在镜保持其防雾特性的范围内节约电能。

根据本发明的防雾镜适于在热水蒸气产生时在浴室中使用。

现在通过用于示出而不是寻求限制本发明的例子，来详细地说明根据本发明的镜。

例1：(参考，不遵循本发明)

市售银镜(4mm厚的净玻璃，60～110μm厚的银涂层，18～23℃温度的总共50μm基于两层无铅醇酸树脂的漆)。然后通过在浴室空气中产生水蒸气使得湿气增加。不到十分钟后，在镜面上开始凝结一些水，形成阻碍镜的正常反射功能的雾层。

例2：(遵循本发明)

类似于例1中的镜的镜在其暴露的表面上涂覆有由SiO_x氧化物的底涂层和掺杂F的SnO₂涂层构成的热分解硬层，该层的总厚度约400nm、示出了给出0.65％的漫反射系数的非常低的模糊度以及16Ω/□的表面电阻率。该层预先经过机械剖光，直到获得24.6nm的总表面粗糙度。在该硬层上以相互之间1.37m的距离设置两个电极(镜“A”)。除了电极之间的距离为1.18m之外，以与镜A相同的方式准备第二相同涂覆层的镜(镜“B”)。

然后将两块镜放于18～23℃的浴室空气中，然后产生水蒸气直到达到90％的相对湿度。

在镜A的电极之间消耗30W/m²的电功率，在镜B的电极之间消耗40W/m²的电功率，以加热其暴露的表面。

如果在屋内产生湿气之前电加热持续地接通，并且镜有足够的时间达到温度稳定状态，在加热的A镜表面上不出现凝结。

如果仅在产生湿气之前接通电加热而时间不允许使镜达到表面温度的平衡，在镜B加热的表面上还是没有出现雾。

在以上实验的每一种情况中，前镜面保持在以下的温度：其至少高于房间温度2℃，并且刚好高到防止水在表面上凝结，即，高于镜面温度下的水的露点。

例3：(遵从本发明)

除了可加热镜的表面电阻率在这种情况下为25Ω/□，其电极之间的距离为1.5m外，准备与例2中类似的可加热镜。然后将该镜放入极高湿的条件下(100％相对湿度)。通过镜暴露的表面层接通25W/m²的电功率，与没有加热的相同厚度的无涂覆层的参考镜相比，雾的出现延迟超过了20分钟。

Claims (24)

1.一种可电加热镜，所述可电加热镜包括在其的一个表面侧上被基于银的反射层和用于保护所述银层的顶部漆涂层涂覆的净钠钙玻璃片的玻璃结构，其特征在于，所述结构在另一表面侧被适于消耗不超过25～90W/m²的导电层涂覆。

2.根据权利要求1所述的镜，其特征在于，其本质上由在其的一个表面侧上被基于银的反射层和用于保护所述银层的顶部漆涂层涂覆的净钠钙玻璃片构成，所述玻璃片在另一表面侧被导电层涂覆。

3.根据权利要求1和2中的任一项所述的镜，其特征在于，所述导电层是直接接触周围空气的暴露的层。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的镜，其特征在于，在标准光源D65下测量、在10°的立体角内观测并对于4mm的镜厚度，所述镜示出从85～93％的反射光系数。

5.根据权利要求4所述的镜，其特征在于，所述镜呈现出从79～85％的反射光系数。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的镜，其特征在于，所述导电层是硬化学和机械电阻层。

7.根据权利要求6所述的镜，其特征在于，硬导电层是在从500～750℃的温度下沉积在所述玻璃表面上的热分解层。

8.根据权利要求7所述的镜，其特征在于，所述硬导电层是化学气相沉积(CVD)层。

9.根据权利要求8所述的镜，其特征在于，所述硬导电层本质上由掺杂F和/或Sb的SnO₂构成。

10.根据权利要求6～9中任一项所述的镜，其特征在于，所述导电层具有从250～500nm的厚度。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的镜，其特征在于，在标准光源D65下测量、在10°的立体角内观测并对于4mm的玻璃厚度，构成涂覆有所述导电层的片的玻璃呈现从89.0～91.0％的光透射系数Tv。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的镜，其特征在于，构成涂覆有所述导电层的片的玻璃在光的透射中呈现中性颜色。

13.根据权利要求12所述的镜，其特征在于，当在标准光源D65下测量、在10°的立体角内观测并对于4mm的玻璃厚度时，构成涂覆有所述导电层的片的玻璃在光的透射中呈现以下的颜色特性：

·94.0＜L^*＜95.0，

·-1.5＜a^*＜-0.3，

·0.0＜b^*＜0.5

14.根据权利要求1～13中任一项所述的镜，其特征在于，当在标准光源D65下测量、在10°的立体角内观测并对于4mm的镜厚度时，所述镜在光的反射中呈现以下的颜色特性：

·91.0＜L^*＜95.0，

·-2.5＜a^*＜-0.5，

·4.0＜b^*＜7.0

15.根据权利要求14所述的镜，其特征在于，所述镜具有从1～7％的色纯度。

16.根据权利要求1～15中任一项所述的镜，其特征在于，在10°的立体角内观测中所述镜具有从0.1～1.5％的漫反射系数(Rvd)。

17.根据权利要求1～16中任一项所述的镜，其特征在于，所述导电层具有从20～40nm的总表面粗糙度。

18.根据权利要求1～17中任一项所述的镜，其特征在于，所述导电层具有从5～20Ω/□的表面电阻率。

19.根据权利要求1～18中任一项所述的镜，其特征在于，所述导电层具有从13～17Ω/□的表面电阻率。

20.根据权利要求1～19中任一项所述的镜，其特征在于，底涂层介于所述导电层和所述玻璃表面之间。

21.根据权利要求1～20中任一项所述的镜，其特征在于，所述导电层被机械剖光。

22.一种防雾镜，在其暴露的表面侧上具有可电加热层，所述可电加热层用于通过在可加热层的两个相对的边界区域之间施加5～60V，优选20～30V的电压，将镜的暴露的表面加热到至少高于周围空气温度2℃。

23.根据权利要求22所述的防雾镜，其特征在于，可电加热层适于消耗25～90W/m²的表面电功率。

24.根据权利要求22和23中任一项所述的防雾镜，其特征在于，所述防雾镜用于浴室中。