CN101600665B - 具有刷制金属外观的涂覆非金属片材及其涂层与其制备方法 - Google Patents
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Abstract
制品，其包括基材，例如具有第一主表面和具有纹理化表面的相对第二主表面的玻璃片材，以在基材的第二表面上提供预定图案，以及覆盖层，例如图案上方的涂层。选择基材和覆盖层的可见光透射百分率和可见光的反射百分率，使得当透过基材或覆盖层的表面之一观察制品时图案是可见的。在一个非限制性实施方案中，基材是玻璃且制品具有金属外观。在另一个非限制性实施方案中，覆盖层是沉积于玻璃片材的第二表面上并沉积进入图案沟槽的透明涂层。其它非限制性实施方案包括具有大于15％的雾度％增量的基材及涂层上方的保护性包覆层。
Description
发明背景
1.技术领域
本发明涉及具有刷制(brushed)金属外观的涂覆非金属片材，及该涂覆非金属片材的涂层与其制备方法，更具体地，涉及具有纹理化(textured)表面的玻璃片材和施加在该纹理化表面上方以提供具有刷制金属外观的涂覆片材的涂层。
2.现有技术的说明
具有纹理化表面的金属片材(下文也称之为“纹理化金属片材”)具有鲜明和夺目的外观，这使其理想地用作建筑物的内部和外部装饰的部件，用于制造家具以及用于制造器具。尽管纹理化金属片材具有合意的外观，但仍具有缺点。例如而并不限于，纹理化金属片材不透明，使其不能用于期望观察和/或透过可见光的透明区域。另一缺点是纹理化金属片材是昂贵的，且又一缺点是暴露的纹理化表面可被划伤和/或致凹(dent)，损害了金属表面上的纹理化图案。
本领域技术人员将会理解，提供具有纹理化金属外观而没有目前可获得的纹理化金属片材的缺点的涂覆非金属片材或制品将是有利的。
发明概述
本发明涉及具有基材和覆盖层的制品。基材具有第一主表面和相对的第二主表面，第二主表面具有纹理化表面以向基材的第二表面提供预定图案。覆盖层具有第一表面和相对的第二表面，且覆盖层的第一表面与纹理化表面处于表面接触以使得覆盖层的第一表面的多个部位贴合(conform to)预定图案的相应部位，其中选择具有覆盖层的基材的可见光透射百分率和可见光反射百分率，使得当透过基材的第一表面观察制品时预定图案是可见的，或者当透过覆盖层的第二表面观察制品时预定图案是可见的。
在本发明的一个非限制性实施方案中，覆盖层是包括由一种或多种金属、金属合金及其混合物形成的美感反射层的磁控溅射真空沉积的透明涂层，该涂层任选地包括美感反射层上方的底漆(primer)层、底漆层上方的介质层和介质层上方的保护性包覆层(overcoat)。
在本发明的另一非限制性实施方案中，覆盖层是具有低辐射率的可加热涂层，并且包括：在基材的一个表面上方的可见光吸收材料的基础层，该基础层优选在基材的第二表面上；基础层上方的第一介质层；第一介质层上方的第一银层；第一银层上方的第一底漆层；第一底漆层上方的第二介质层；第二介质层上方的第二银层；第二银膜上方的第二底漆层；第二底漆层上方的第三介质层；和该介质层上方的保护性包覆层。根据CIE 1976标准，采用D65光源，在10°观察角，该涂覆制品具有如下色度坐标：a*＝0.3，b*＝4.5且L*＝78，其中所列色度坐标可变化±10％。
在本发明的另一非限制性实施方案中，覆盖层包含第一亚层和第二亚层，第一亚层是覆盖层的第一表面且第一亚层具有相对的第二表面，第二亚层是覆盖层的相对的第二表面，且相对的第一表面和第二亚层的第一表面与第一亚层的第二表面处于面对关系。该层的第一表面具有大于0％的可见光透射率，第二亚层具有0％的可见光透射率，且该层的第一表面的可见光反射率大于基材的可见光反射率，使得对于肉眼来说，透过基材的第一表面预定纹理化图案是可见的而透过第二表面是不可见的。
在本发明的又一非限制性实施方案中，基材包括第一层和第二层，第一层具有基材的第一主表面和相对的第二表面，且第二层具有基材的第二表面和相对的第一表面，且第二层的第一表面与第一层的第二表面处于面对关系，基材的第二层具有0％的可见光透射率，且覆盖层具有大于0％的可见光透射率，使得对于肉眼来说，透过覆盖层的第二主表面预定纹理化图案是可见的。
本发明制品的其它实施方案包括基材和覆盖层，它们分别具有大于0％的可见光透射率，还包含透明片材和分隔边缘组件以使得透明片材和覆盖层的第二表面保持彼此面对隔开关系；基材和覆盖层分别具有大于0％的可见光透射率，还包含透明片材和中间层片材以将透明片材固定到包覆层的第二表面，且纹理化表面选自：多个彼此间隔的波形线、多个间隔的交叉线区域、盘绕中心区域的一系列断弧线、盘绕中心区域的一条连续弯曲线、凹入表面、多个间隔的环形凹陷、多个突起表面、多个间隔的凸出部位、一个凸出部位及其组合。
制品的非限制性实施方案包括选自制备如下的制品：家具、器具、商用和居住用建筑物的窗户、和车辆部件；商用的窗户和居住用的窗户包含与保护性片材分隔开并处于面对关系的覆盖层以及覆盖层和保护性片材之间的隔室，且车用透明件包含与覆盖层层叠的透明保护性片材。
本发明还涉及制备表现出金属外观的制品的方法：处理非金属基材的表面以便在基材的纹理化表面上提供预定图案；和在基材的纹理化表面上方施加覆盖层，其中选择具有覆盖层的基材的可见光透射百分率和具有覆盖层的基材的可见光反射百分率，使得当透过制品的一个外表面观察制品时预定图案是可见的。
本发明还涉及这样的涂层：其具有一种或多种金属、金属合金及其混合物的美感反射层；美感反射层上方的底漆层；底漆层上方的介质层以及介质层上方的任选的保护性包覆层。尽管并不要求，但该涂层可以是可加热的涂层。
在该涂层的一个非限制性实施方案中，光学反射膜具有1-20纳米(“nm”)范围内的厚度；底漆层在美感反射层上并具有1-10纳米(“nm”)的厚度；介质膜在底漆层上并具有1-10nm范围内的厚度，且保护性包覆层在介质层上并具有10-500nm范围内的厚度。
该涂层的其它非限制性实施方案包括美感反射层，该美感反射层选自钢、铜、黄铜、铌、铝、镍铬合金、锡、镍、和铬、贵金属及其混合物，而底漆膜选自含钛材料、含锆材料、含铝材料、含镍材料、含铬材料、含铪材料、含铜材料、含铌材料、含钽材料、含钒材料、含铟材料、含锌材料、及它们的混合物；介质层选自如下金属的氧化物：钛、铪、锆、铌、锌、铋、铅、铟、锡、锌和锡，以及铟-锌合金的氧化物、硅氮化物、硅铝氮化物、氧氮化物和铝氮化物，且保护性层是氧化硅和氧化铝混合物的氧化物。
本发明还涉及具有低辐射率的可加热涂层，该涂层包括：可见光吸收材料的层；可见光吸收材料层上方的第一介质层；第一介质层上方的第一银层；第一银层上方的第一底漆层；第一底漆层上方的第二介质层；第二介质层上方的第二银层；第二银膜上方的第二底漆层；第二底漆层上方的第三介质层；该介质层上方的任选的保护性包覆层。根据CIE 1976标准，采用D65光源，在10°观察角，该涂层具有如下色度坐标：a*＝0.3，b*＝4.5且L*＝78，其中所列色度坐标的变化可为±10％。
在涂层的其它非限制性实施方案中，可见光吸收材料的层具有2-10纳米(“nm”)范围内的厚度；第一介质层在可见光吸收材料层上并具有30-50nm的厚度；第一银层在第一介质层上并具有10-100nm的厚度；第一底漆层在第一银层上并具有1-6nm范围内的厚度；第二介质层在第一底漆层上并具有30-50nm的厚度；第二银层在第二介质层上并具有10-100nm范围内的厚度；第二底漆层在第二银层上并具有1-6nm范围内的厚度；第三介质层在第二底漆层上并具有30-50nm范围内的厚度；保护性包覆层在第三介质层上并具有10-500nm范围内的厚度；可见光吸收材料选自氮化钛、镍、铬及其混合物。
附图说明
图1是现有技术的刷制金属片材的放大前视图。
图2是具有刷制金属外观的本发明的涂覆制品的非限制性实施方案的等轴视图，为清楚起见除去了一部分。
图3包括图3A-3D、3F和3H，其是可用于本发明实施的纹理化表面的非限制性实施方案的放大前视图；图3E和3G是分别沿着图3D的3E线和图3G的3G线的剖开图。
图4是与图2类似的视图，显示了具有刷制金属外观的本发明涂覆制品的另一非限制性实施方案。
图5是与图2类似的视图，显示了具有刷制金属外观的本发明涂覆制品的又一非限制性实施方案。
图6是与图2类似的视图，显示了具有刷制金属外观的本发明涂覆制品的又一非限制性实施方案。
图7是与图2类似的视图，显示了具有刷制金属外观的本发明涂覆制品的再一非限制性实施方案。
图8是具有本发明非限制性实施方案的涂覆制品的窗户单元在横截面上的放大侧视图，局部以截面显示。
图9具有本发明非限制性实施方案的涂覆制品的层叠窗户单元的放大侧视图。
发明详述
在本文使用的空间或方向术语例如“内”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”、“竖向”等按附图所示涉及本发明。然而应理解，本发明可以具有各种替代式方向，因此这些术语不应视为限制性的。此外，在说明书和权利要求书中，在所有情况下，表示尺度、物理特性等的所有数字均应理解为受到术语“约”的修饰。因此，除非相反指出，则以下说明书和权利要求书中提到的数值可以根据试图通过本发明来获得的期望性质而变化。至少，并不试图限制将等同原则用于权利要求的范围，应至少根据报告的有效数字并通过使用常用的舍入法来理解每个数值参数。此外，本文所公开的所有范围均应理解为涵盖其中包含的任何及所有子范围。例如，“1-10”的指定范围应理解为包含最小值1和最大值10之间的任何及所有子范围(且包含端值)；即，以1或更大的最小值开始并以10或更小的最大值结束的所有子范围例如1-6.7，或3.2-8.1，或5.5-10。同样，本文所使用的术语“沉积在...上方”、“施加在...上方”或“提供在...上方”意指沉积于、施加于、或提供于...上，但不一定处于表面接触。例如，“沉积在基材上方”的材料并不排除在沉积的材料和片材或基材之间存在相同或不同组成的一种或多种其它材料。
在论述本发明的非限制性实施方案之前，应理解，本发明在其实施方面并不限于本文所示和所述的特定非限制性实施方案的细节，因为本发明可以具有其它实施方案。此外，本文中用于论述本发明的术语出于说明目的，而非限制目的。另外，除非另外指出，在以下的论述中，相同的数字表示相同的要素。
具有纹理化金属外观的本发明的涂覆非金属片材的用途并不限制本发明，且可以用于制备任何如下制品，包括但不限于家具，例如却不限于桌面、台面、用于壁橱和门的窗户；器具，例如却不限于烤箱门、冰箱门、钟面；用于商用或居住用建筑物的窗户，以及在车辆应用中的用途，例如却不限于旅游车窗、汽车顶窗、侧窗、前窗及后窗。
在图1中显示的是现有技术的纹理化金属片材或纹理化金属制品20。纹理化金属制品20包括深度、宽度和长度不等的划痕或沟槽22，所述划痕或沟槽22施加于金属片材26的主表面24中，以根据现有技术教导对制品20提供纹理化金属外观。金属片材26是任何金属，如不锈钢、铜或铝，在现有技术的一个实施方案中，金属是不锈钢，且纹理化金属表面24任选是抛光表面或未抛光的表面。
在图2显示的是本发明的涂覆的纹理化非金属制品的一个非限制性实施方案，该制品用数字30表示；制品30具有根据本发明教导的纹理化金属外观。更具体地，涂覆的纹理化非金属制品30包括具有第一主表面34和相对的第二主表面35的非金属片材或基材32。第二主表面35具有施加于片材32的第二主表面35之中和/或之上的多个突起的表面部位和/或深度、宽度、长度、高度和/或形状不等的划痕或沟槽37，以便为主表面35提供纹理化外观。为简化说明，具有突起部位和/或沟槽37的第二主表面35也被称为“纹理化表面38”。将本发明非限制性实施方案的覆盖层或涂层40施加在纹理化表面38上方。所述制品30具有大于0％的可见光透射率。在本文所使用的术语“可见光”意指波长在380-780纳米范围内的电磁波谱。然而应理解，本发明的其它非限制性实施方案包括可见光透射率为0％的涂层40，即该涂层是不透明的。
可以由可见光透射率大于0％的任何材料制造制品30的片材或基材32。可以用于本发明实施中的片材32的材料包括却不限于：对可见光透明的任何类型的塑料，例如而非限于高分子材料、聚碳酸酯、丙烯酸类和聚对苯二甲酸乙二酯，以及对可见光透明的任何类型的玻璃，例如而非限于陶瓷材料、玻璃-陶瓷材料、玻璃材料例如却不限制本发明的钠钙硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃或任何类型的耐火玻璃以及它们的组合。该玻璃和塑料可以是透明的或带色的，而且可以按任何方式制造。
在本发明优选的非限制性实施方案中，片材32是玻璃片材。带色的玻璃片材可以用于实施本发明并包括却不限于如下美国专利公开的类型：No.5,030,592；5,240,886；5,593,929和5,792,559，在此通过引用将这些专利的公开内容并入本文。该玻璃片材可以是退火玻璃、钢化玻璃或热强化玻璃。在本发明的另一非限制性实施方案中，该玻璃由浮法玻璃工艺制成，例如却不限于如下美国专利公开的浮法玻璃工艺：No.3,083,551；3,220,816和3,843,346，在此通过引用将其公开内容并入本文。在本发明的又一非限制性实施方案中，片材32是由PPG Industries Inc.以注册商标
所出售类型的钠钙硅酸盐玻璃片材。
此外，该片材32可以是单块片材或叠层，例如相同或不同材料的两个片材，例如却不限制本发明，通过中间层材料接合在一起的玻璃和塑料。另外，片材32的主表面34和35可以具有平坦或弯曲的一个或两个主表面34和35，或者一个主表面平坦而另一主平面弯曲，和/或隔开的主表面34和35可以彼此平行，或一个主平面的至少一部分可以与另一主表面成一定角度偏移。
以下论述针对于片材32的纹理化表面38。本文使用的术语“纹理化表面”意指照射到纹理化表面一部分上并在其上移动的准直光束的入射角具有不同于入射角的反射角。本发明不限于纹理化表面的任何特定设计或预定图案。本文使用的术语“预定图案”不限于任何特定设计且包括规则和不规则图案。此外应理解，预定图案可以包括线性和/或非线性线和/或线段。例如而非限制本发明，沟槽37可以在形状和设计上与图1的纹理金属板材20的沟槽22相似。例如而非限制本发明，图2所示的沟槽37可以具有至多5厘米(“cm”)的长度，例如至多1cm，宽度为1-100微米，例如10-20微米且沟槽宽度在沟槽末端之间变化，且深度为0.05-1微米，例如0.1-0.2微米，且深度在沟槽的末端之间变化。在图3中显示了可用于本发明实施的纹理化表面的其它非限制性实施方案。
参考图3，图3A所示的片材44的纹理化表面42包括彼此隔开的多个非线性沟槽46。在图3所示的特定非限制性实施方案中，沟槽46通常为正弦形状。在图3B中所示的片材52的纹理化表面50具有彼此交叉的多个隔开沟槽以赋予交叉线外观54。可以理解，沟槽可以延伸到片材52的相对边缘以覆盖片材的全部表面面积，所述片材具有如图3B所示的一种交叉线图案或者具有多个间隔开的交叉线区域(未示出)。在图3C中显示的片材62的纹理化表面60是一系列形状为盘绕中心68的断弧线64的沟槽。可以理解，盘绕体可以是盘绕中心68的一个连续沟槽。图3D和3E所示的片材72的纹理化表面70具有一个或多个间隔开的凹陷或凹入表面部位74。所述凹陷可以具有任何形状，例如却不限制本发明，环形、三角形、正方形、矩形或多边形及其组合。在图3F和3G中所示的片材82的纹理化表面80包括一个或多个间隔开的突起或凸出的表面部位84。凸出部位84可以具有任何形状，例如却不限制本发明，环形、三角形、正方形、矩形或多边形及其组合。在图3H中所示的片材92的纹理化表面90是物体图94。本发明并不受限于此，且纹理化表面90的图94可以是人和/或物体的图，例如地球、天空和/或行星的形貌图。本发明的纹理化表面不限于图2和图3所示的非限制性实施方案，纹理化表面可以是图2和图3所示的纹理化表面的组合，且可以是任何其它结构。
在本发明的另一非限制性实施方案中，本发明的纹理化表面是半透明表面，例如而非限制本发明，可以用酸刻蚀或机械磨制片材32的主表面35以成为半透明表面。在本发明的另一非限制性实施方案中，至少20％，例如至少50％，或至少80％，或至少90％的主表面的总面积是纹理化的，例如而非限制本发明，片材32的主表面35是纹理化的。
在本发明的另一非限制性实施方案中，未涂覆片材或基材32的纹理化表面32具有大于0％的雾度％增量。雾度％是光透过片材的％。使用由BYK-Gardner市场化并以商标HAZE-GARD出售的TCS分光光度计来进行雾度测量。在操作中，光源位于与待纹理化的片材侧面相对的片材侧面上，即光源在图2所示的片材32的侧面34上。本领域技术人员清楚，在进行测量之前清洗并干燥片材。雾度％增量是在片材表面纹理化之前和在片材表面纹理化之后片材的雾度％之间的差别。
可以按任何简便的方式将突起部位和/或沟槽37施加于片材表面例如片材32的表面35之上或之中，以提供纹理化表面38。在本发明的一个非限制性实施方案中，通过实施将划痕24施加于金属片材20的表面22中的现有技术方法提供划痕。更具体地，但不限制本发明，将片材32移动经过旋转的圆柱体，该圆柱体在圆柱体的选定外表面部位具有磨制材料(下文也称之为“表面处理步骤”)。在本发明的另一非限制性实施方案中，可以通过使用磨蚀浆料(例如液态载体中的磨料)或磨蚀磨料(例如粉末形式的磨料)来摩擦基材32而将划痕37施加于表面35中。合适的磨蚀磨料包括硬质材料如碳酸硅、氧化铈、氧化铝、碳化硼和金刚石。可以使用任何简便的摩擦方法。在本发明的非限制性实施方案中，处理步骤包括刷制片材或基材32，例如可以使用一种或多种Scotch-
擦洗垫、其中具有嵌入碳化硅的垫、具有接合有磨蚀磨料的硬毛的尼龙刷。本领域中已知的任何刷制方法均可以用于实施本发明以提供纹理化表面38。在本发明的又一非限制性实施方案中，使用激光或空气磨料喷射器对表面进行纹理化。本领域技术人员将理解，在处理步骤之后且在制备涂覆制品之前，应理解，以任何简便方式对磨制片材进行清洗并干燥。
在本发明的另一非限制性实施方案中，可以在制备片材的同时对片材32的表面35进行纹理化，例如而非限制本发明，要么在玻璃金属液槽的生产线中，要么在玻璃金属液槽的生产线下游对玻璃进行纹理化。例如却不限制本发明，可以使用如美国专利No.4,746,347所公开的方法对玻璃纹理化，该方法包括在具有图案化表面的金属辊子下使支撑在金属液槽中的熔融金属上的玻璃带通过成形腔室，和美国专利申请No.2003/0037569公开的方法，该方法包括在金属液槽形成腔室中时，将玻璃颗粒滴落在玻璃带的表面上。通过引用将美国专利No.4,746,347和美国专利申请No.2003/0037569并入本文。
本发明不受限于表面35上的涂层40的材料。在本发明的一个非限制性实施方案中，选择涂层40，使得：当透过表面34(与纹理化表面38相对的表面)观察时涂覆制品30的可见光反射百分率大于透过主表面34观察片材32时片材32的可见光反射百分率。涂覆制品30和片材32之间的可见光反射百分率不限制本发明，而且在一个非限制性实施方案中，该差别为至少10％，例如至少20％，或至少30％，或至少40％。当透过涂覆制品30的涂层40的表面90观察时涂覆制品的可见光反射百分率不限制本发明，而且可以等于、大于或小于透过未涂覆表面34观察涂覆制品时的涂覆制品30的可见光反射百分率。
在本发明的一个非限制性实施方案中，突起部位和/或沟槽的至少一部分表面区域覆盖有涂层40，使得接触纹理化表面38的涂层40的表面并不平坦，即在涂层40/表面38界面处的涂层沿着纹理化表面38的轮廓。这样，涂层反映出纹理化表面38的图案，而且可以通过观察涂覆制品而看到纹理化表面38表面的图案。在又一非限制性实施方案中，与表面38相对的涂层40的表面大体上保持了与片材32的纹理化表面38相同的纹理化表面外形。
在本发明的另一个非限制性实施方案中，突起部位和/或沟槽的至少一部分表面区域覆盖有涂层40，使得涂层40填入纹理化表面38，且与纹理化表面38相对的涂层40的表面具有平滑表面。在这种类型的设置中，如果涂层40是透明的，则当从制品的任一侧观察时，制品30将仍显示出纹理化涂层外观。在涂层40是不透明的这种类型的设置中，例如涂层40是厚金属涂层，当从涂层侧观察时制品30将呈现不透明，而当透过片材32观察时呈现纹理化。
单独的涂层40，或者涂层40与片材32的结合即涂覆制品30，可以具有任何反射颜色或可以模仿任何金属的颜色，例如却不限制本发明，金、银、铝、不锈钢、铜、黄铜、铌、铝、镍铬合金、锡、镍和铬。本发明涂覆制品30的美感性质将根据所需金属外观而变化。例如，如果所需金属外观为钢的外观，则涂覆制品30将具有与所需金属外观为黄铜外观时不同的美感性质。
对于不同金属外观，以下提供了本发明涂覆制品的美感性质的范围。采用光源D65，在10°观察角，由根据CIE 1976标准的色度坐标表示涂覆基材的美感性质。所列色度坐标的变化可为±10％，且不限制本发明。表1本发明的涂覆基材表现出的美感性质
| 所需金属外观 | a* | b* | L* |
| 磨光的铜 | 13.3 | 14.9 | 85.6 |
| 毛面铜 | 22.3 | 29.7 | 71.3 |
| 黄铜 | 3.0 | 27.6 | 69.6 |
| 氧化的黄铜 | 7.5 | 46.0 | 55.9 |
| 抛光的黄铜 | 0.4 | 23.3 | 84.2 |
| 刷制不锈钢 | 0.3 | 4.5 | 78.0 |
| 抛光镍 | 0.6 | 2.7 | 70.1 |
| 铝 | 0.3 | 3.4 | 83.6 |
| 毛面铝 | 0.8 | 6.3 | 79.2 |
| 镍铬合金 | 0.5 | 5.4 | 77.1 |
| 金 | 10.8 | 35.8 | 76.2 |
可以使用本领域公知的常规沉积技术来沉积涂层40(参见图2)，例如化学气相沉积(“CVD”)、喷射热解、常压等离子体沉积和磁控溅射真空沉积(“MSVD”)。在以下参考文献中记载了沉积的合适喷射热解法：美国专利No.4,719,126；4,719,127；4,111,150；及3,660,061，在此通过引用将其并入本文。在以下参考文献中记载了沉积的合适MSVD法：美国专利No.4,379,040；4,861,669；及4,900,633，在此通过引用将其并入本文。尽管不限制本发明，但除非另外指出，否则使用任何类型的真空沉积例如使用MSVD施加以下本发明的非限制性实施方案中的涂层。
在本发明涂层的第一非限制性实施方案中，涂层40对可见光是透明的，且是可加热的，并且具有透过并反射可见光的反射层或膜(下文称之为“美感反射层”)。术语“对可见光透明”意指涂层具有大于0％的可见光透射率。术语“可加热”意指可将涂层加热到高于室温的温度而对层例如涂层的金属层无劣化。术语“反射可见光”意指涂层反射至少一部分可见光。通常为了加工玻璃，涂层必须耐受等于或高于1000°F(538℃)的温度，例如而非限制本发明，温度可以等于或大于1100°F(593℃)以用于玻璃压制弯曲操作，以及温度大于或等于1200°F(649℃)以用于玻璃钢化操作。
非限制性实施方案的涂层，包括一种或多种由金属、金属合金及其混合物形成的美感反射层，具有1-20纳米(“nm”)范围内的厚度，例如5-15nm范围内，该层提供在纹理化表面38上方例如与其表面接触；底漆层或膜，具有1-10nm范围内的厚度，例如2-8nm范围内，其提供在美感反射层上方例如与其表面接触；介质层，具有1-10nm范围内的厚度，例如2-8nm范围内的厚度，提供在底漆层上方例如与其表面接触；保护性包覆层，具有10-500nm范围内的厚度，例如50-300nm范围内，其提供在介质层上方例如与其表面接触。
金属、金属合金及其混合物的美感反射层提供反射可见光的表面，使得涂覆的制品具有的可见光反射百分率大于上述片材32的可见光反射百分率。用于美感反射层的合适金属包括但不限于钢(例如316级钢)、铜、黄铜、铌、铝、镍铬合金、锡、镍、铬，和贵金属例如银、金、铜、铂、铱、锇及其合金和混合物。本领域技术人员将理解，可以用于美感反射层的金属、金属合金和混合物还具有反射红外能量的性质，为上述本发明的涂层提供红外反射和辐射性质。红外能量定义为电磁波谱中大于780nm的波长。术语“高辐射率”定义为辐射率等于或大于0.3；低于0.3的辐射率被视为“低辐射率”。涂层的辐射率取决于所选的金属，例如银膜具有低辐射率，而钢膜具有高辐射率。
如本领域所公知，在加热涂层期间和实施MSVD来沉积介质层期间，底漆层对美感反射层提供保护。合适的底漆层包括捕获氧或与氧反应的材料，例如却不限于含钛材料、含锆材料、含铝材料、含镍材料、含铬材料、含铪材料、含铜材料、含铌材料、含钽材料、含钒材料、含铟材料和含锌材料。
现在的论述将针对于上述涂层的保护层和介质层。当涂覆制品30的涂层40的表面90(见图2)被暴露时，表面90应得到保护以抑制或降低涂层受到清洗溶液、触摸和气氛的劣化。应理解，暴露的涂覆表面，特别是MSVD涂覆的底漆层和膜通常不是耐久的，且应得到硬质保护性涂层的保护以抑制或降低劣化。在本发明的一个非限制性实施方案中，使用了以下美国专利中公开类型的保护性包覆层：No.6,869,644 B2；6,916,542 B2和6,962,759 B2，在此通过引用将所述专利并入本文。在本发明的另一非限制性实施方案中，保护性涂层是氧化硅和氧化铝的混合物，例如Si0.85Al0.15Ox。以下论述了保护涂层40免于劣化的其它非限制性技术。
氧化硅和氧化铝保护性包覆层可以在本发明中用于MSVD涂层的实施。保护性包覆层的一个局限是在通过MSVD进行沉积期间，其在化学上侵蚀金属；因此，如果存在美感反射层和底漆层，则必须在沉积保护性包覆层期间对其加以保护。在本发明的一个非限制性实施方案中，美感反射层受到底漆层保护，而底漆层受到介质膜保护。应理解，如果在本发明的实施中不使用氧化硅和氧化铝保护性包覆层且不加热涂覆制品30，则涂覆制品30仅需要包括美感反射层，而且，如果在本发明的实施中不使用氧化硅和氧化铝保护性包覆层且加热制品30，则涂覆制品30仅需要包括美感反射层和底漆层。还应理解，应该以不会在材料上影响银的性质的方式在银层上方施加底漆层。例如而非限制本发明，当底漆层是钛时，可以在非反应性气氛中将其沉积于银上方并然后通过加热涂层将其转化成TiO2，或者使用反应性气氛将另一个层溅射沉积于钛上方。
可用于介电层的合适材料包括但不限于金属氧化物、金属合金氧化物、氮化物、氧氮化物或其混合物。合适的金属氧化物的例子包括但不限于如下金属的氧化物：钛、铪、锆、铌、锌、铋、铅、铟、锡及其混合物。此外，介质层可以包括金属混合物或金属合金的氧化物，例如而非限于，含有锌和锡的氧化物、铟-锡合金氧化物、硅氮化物、硅铝氮化物、氧氮化物或铝氮化物。例如，介质层可以包括锌/锡合金氧化物例如“锌锡酸盐”，其意指ZnxSn1-XO2-x(式1)的组成，其中x大于0但小于1。例如，如果x＝2/3，则形成的锌锡酸盐将用Zn2/3Sn1/3O4/3表示，这通常记为“Zn2SnO4”。
在本发明的涂层的第二非限制性实施方案中，涂层是透明的、低辐射率的、可加热的涂层，其具有银膜，且该银膜具有刷制不锈钢的外观(参见上表1)。更特别地，涂覆制品30具有刷制不锈钢外观和银涂层的红外反射性质。本发明的涂层包括可见光吸收材料的层，该层具有2-10nm范围内的厚度，例如4-8nm范围内的厚度，提供在纹理化表面38上方例如与纹理化表面处于表面接触；第一介质层，具有30-50nm范围内的厚度，例如37-44nm范围内，提供在可见光吸收材料层的上方例如与其处于表面接触；第一银层，具有10-100nm范围内的厚度，例如30-100nm范围内，提供在第一介质层上方例如与其处于表面接触；第一底漆层，具有1-6nm范围内的厚度，例如2-4nm范围内，提供在第一银层上方例如与其处于表面接触；第二介质层，具有30-50nm范围内的厚度，例如37-44nm范围内，提供在第一底漆层上方例如与其处于表面接触；第二银层，具有10-100nm范围内的厚度，例如30-100nm范围内，提供在第二介质层上方例如与其处于表面接触；第二底漆层，具有1-6nm范围内的厚度，例如2-4nm范围内，提供在第二银上方例如与其处于表面接触；第三介质层，具有30-50nm范围内的厚度，例如37-44nm范围内，提供在第二底漆层上方例如与其处于表面接触；保护性包覆层，具有10-500nm范围内的厚度，例如50-300nm范围内，提供在介质层上方例如与其处于表面接触。
在第二种涂层的另一非限制性实施方案中，第一银层具有5-20nm范围内的厚度，例如10-15nm；第二银层具有5-15nm范围内的厚度，例如10-12nm；第一底漆层和第二底漆层分别具有1-6nm范围内的厚度，例如2-4nm范围内；第一介质层和第二介质层分别具有20-40nm范围内的厚度，例如25-35nm范围内，保护性包覆层具有10-500nm范围内的厚度，例如50-300nm范围内。
第二非限制性涂层实施方案中的底漆层、介质层和保护性包覆层的材料可以与上述的第一非限制性涂层实施方案中的底漆层、介质层和保护性包覆层的材料相同。
当透过未涂覆表面34观察涂覆制品时(见图2)，银层和基材之间的可见光吸收材料的层降低了银层的可见光反射百分率。这样，当透过涂覆制品的表面90观察涂覆制品30时，银的可见光反射百分率大于当透过涂覆制品的表面34观察时，以对涂覆制品30提供刷制不锈钢的色度坐标(参见表1)。现在将理解，在基材和可见光吸收材料的层之间提供银层将具有相反效果，例如当透过表面34观察时，银层的可见光反射百分率大于当透过涂覆制品的表面90观察时。
可以用于可见光吸收材料的材料包括但不限于氮化钛、含镍和铬的合金(例如以商标
合金出售的镍铬合金，该合金可商购自The Special Metals Corporation(NY))、及其混合物。
在本发明的非限制性实施方案中，可以将片材或基材32进行热处理，例如压制弯曲、回火等。在将涂层40施加在纹理化表面38上方之后，可以对片材32进行热处理，或者在将涂层40施加在纹理化表面38上方之前，可以对片材32进行热处理。
应理解，本发明不限于涂层40和其它涂层，例如美国专利No.4,806,220；4,853,256和4,898,789中公开的涂层，在此通过引用将其公开内容并入本文。
在图4中显示了本发明涂覆制品的另一个非限制性实施方案，并用数字142表示。涂覆制品142包括具有纹理化表面38的片材或基材32和具有0％可见光透射率且具有反射表面145的不透明层144。反射表面145固定于纹理化表面38的上方，而部分反射表面在纹理化表面的沟槽内。当透过表面34观察纹理化表面38时，层144的表面145的可见光反射百分率大于片材32的可见光反射百分率。
本发明不限于不透明层144的材料；然而，不透明层的反射表面145优选贴合上述的纹理化表面38，使得从涂覆制品142的未涂覆表面34可以看到纹理化表面。可以用于实施本发明的不透明层144的材料包括但不限于金属、金属氧化物及其混合物的厚MSVD涂层，例如却不限制本发明于此，钢(例如316级钢)、铜、黄铜、铌、铝、镍铬合金、锡、镍和铬、含钛材料、含锆材料、含铝材料、含镍材料、含铬材料、含铪材料、含铜材料、含铌材料、含钽材料、含钒材料、含铟材料。涂层144的厚度不受限于本发明，但用于涂层144的最小涂层厚度具有0％的可见光透射率。
当将不透明层144以液体涂层施加时，其可以按任何常规方式施加，例如通过喷涂、浸涂和刷涂。当将不透明层144以蒸气施加或通过真空沉积施加时，可以使用关于施加图2中涂覆制品30的涂层40上文所讨论的任何涂覆方法。在本发明的另一非限制性实施方案中，当以固体形式施加不透明层144时，例如层144是金属箔；通过如下方式将金属箔施加于纹理化表面：例如在层上方移动具有柔顺体的辊子，将该层偏压在纹理化表面，或者通过使用正流体压力或负流体压力例如空气压力将金属箔层偏压在纹理化表面。任选地而不限制本发明，可以通过对可见光透明的粘合剂薄层将金属箔的层144固定在纹理化表面38。
在非限制性实施方案中，不透明层144是不透明的、反射可见光的涂层，其包含以下：一种或多种金属、金属合金及其混合物的层，例如而非限制本发明，具有10-100nm范围内的厚度，例如30-100nm，该层提供在纹理化表面38上方例如与其处于表面接触；底漆层，具有1-6nm范围内的厚度，例如2-4nm范围内，提供在一种或多种金属、金属合金及其混合物的层的上方例如与其处于表面接触；介质层，具有1-10nm范围内的厚度，例如2-8nm范围内，提供在底漆层上方例如与其处于表面接触；及保护性包覆层，具有10-500nm范围内的厚度，例如20-300nm范围内，提供在介质层上方例如与其处于表面接触。
本发明的不透明涂层的非限制性实施方案中的一种或多种金属、金属合金及其混合物的层，底漆层，介质层和保护性包覆层可以使用上述涂层的非限制性实施方案中的一种或多种金属、金属合金及其混合物的层，底漆层，介质层和保护性包覆层中的任何材料。
图5显示了本发明涂覆制品的另一非限制性实施方案，用数字148表示。整体上，涂覆制品148包括涂覆制品30(参见图2)，该制品30具有提供在涂覆制品30的外主表面90上方例如固定于此的不透明层146。将理解，涂覆制品148包括涂覆制品30的非限制性实施方案(仍参见图2)，该制品30具有提供在涂覆制品30的涂层40的表面90上方例如固定于此的不透明层146。本发明不受限于不透明层146的材料，例如而非限制本发明，不透明层146可以是涂层，例如图3的非限制性实施方案的涂覆制品42的不透明涂层144、木片材、金属片材、不透明塑料片材、或不透明玻璃片材，例如却不限制本发明，通过粘合剂或通过层压附着到涂覆制品30的表面90，或者在表面上具有不透明涂层并对可见光透明的片材。现在将理解，透过制品148的片材32的主表面34观察制品148。
图6显示了本发明涂覆制品的又一非限制性实施方案，用数字154表示。整体上，涂覆制品154包括具有外主表面158和相对的内部主表面159的片材或基材156。将突起部位和/或沟槽37施加于片材156的内部主表面159之中或之上，以提供纹理化表面162。将涂层40提供于片材156的纹理化表面162上方，且在本特定实施方案中将其固定并贴合于片材156的纹理化表面162。片材156具有0％的可见光透射率，即片材156对可见光不透明。片材156可以由任何不透明的材料制成，例如而非限制本发明，金属、木材、对可见光不透明的任何类型的塑料，例如而非限于高分子材料、聚碳酸酯、丙烯酸类和聚对苯二甲酸乙二酯，以及对可见光不透明的任何类型的玻璃，或者对可见光透明且具有使片材对可见光不透明的涂层的玻璃或塑料片材，例如而非限于陶瓷材料、玻璃陶瓷材料、玻璃材料。
以上述方式，将片材156的纹理化表面159的突起部位和/或沟槽37施加于表面159中，此后，将涂层40施加于片材156的纹理化表面162。
图7显示的是本发明涂覆制品的又一非限制性实施方案，用数字166表示。整体上，涂覆制品166包括具有不透明层168的片材或基材167，该不透明层提供在片材167的主表面169的上方，且在此特定实施方案中将其固定于片材167的主表面169。不透明层168的表面170形成有或者经随后处理而形成划痕或沟槽和/或突起部位37，使得不透明层168具有纹理化表面172。将涂层40提供于例如固定于并贴合不透明层168的磨制表面172。
片材167与片材32类似(参见图2)，但不同的是，表面例如片材167的表面169不具有纹理化表面38，而片材32的表面35具有。不透明层168不限制本发明，并可以是具有足够硬度以在表面170上施加沟槽37和突起部位的任何不透明层，以便提供纹理化表面172。在本发明的一个非限制性实施方案中，片材167是玻璃或塑料片材，且层168是与片材167的表面169粘附的塑料片材，在另一非限制性实施方案中，片材167是具有烧制到表面169上的不透明玻璃粉(frit)的玻璃片材。在本领域中公知将玻璃粘附到塑料，将塑料粘附到塑料和将玻璃粉粘附到玻璃的方法，且认为无需进一步的论述。
以与将沟槽和/或突起部位37施加到片材32的表面35中相似的方式将沟槽和/或突起部位37施加于不透明层168的表面170中。
在图7所示的本发明的涂覆制品166的非限制性实施方案中，与图6所示的本发明的涂覆制品154的非限制性实施方案中相似，透过涂层40观察图7所示的制品166的纹理化表面172。将理解，因为透过涂层40观察涂覆制品172，所以必须保护涂覆制品154和166的外表面180免受环境、清洗溶液和物理接触的影响。以下提供了对涂覆制品表面进行保护的详细论述。
实施例
通过以下实施例阐述了本发明的非限制性实施方案。切割两片4英寸×4英寸×0.079英寸厚的
玻璃片以制备两个样品。使用从BYK Gardner商购的TCS分光光度计对每个未处理(无划痕)的样品进行雾度测量。
使用从Performax Products，Inc.(MN)商购的ShopPro25Drum Sander磨制两个样品的表面。将从McMaster-Carr Supply(GA).商购的浸渍碳化硅的尼龙网孔研磨垫缠绕在圆柱形辊式砂磨机上。
将每个样品通过所述的辊式砂磨机，该辊式砂磨机的轴相对于传送器移动方向偏离约81°角。将辊式砂磨机的轴偏离以避免在从样品的前缘到后缘的连续表面上产生划痕。随着样品移动通过旋转的辊式砂磨机，可视地设置研磨垫的位置以确保研磨垫和待磨制的样品表面之间的均匀接触。
以1125英尺/分钟的速率旋转辊式砂磨机，且传送器的速率为5.3英尺/分钟。以同样的方向使每个样品移动通过辊式砂磨机二十次。然后将样品清洗并干燥，并按上文所述对每个样品的纹理化或磨制的表面进行雾度测量。在下表2中显示了记录的雾度数据。表2.示例性基材的雾度测量
| 雾度％ | 雾度％增量 | |
| 实施例1 | 12.32 | |
| 无划痕 | 0.08 | |
| 划痕 | 12.40 | |
| 实施例2 | 11.74 | |
| 无划痕 | 0.06 | |
| 划痕 | 11.80 |
现在应理解，在一个非限制性实施方案中，具有本发明的纹理化表面的透明片材或基材将具有至少10％的雾度％增量。本发明考虑到使片材表面纹理化以向片材提供纹理化表面和大于0％的雾度％增量，例如至少15％，或至少25％，或在5-50％范围内，或在5-25％范围内，或在8-25％范围内，取决于本发明涂覆制品所需纹理化外观。
本发明不受限于本发明的涂覆制品的光学性能或涂覆制品的组分，例如片材如片材32的可见光透射率和反射率，涂层如涂层40的可见光透射率和反射率，以及涂覆制品如涂覆制品30的颜色。根据涂覆制品的所需用途选择光学性能。为了说明而非限制本发明，当涂覆制品用作窗户时，涂覆制品的可见光透射率为至少5％，例如至少10％。当需要使用涂覆制品30作为双向镜子时，一个表面例如表面35具有比相对表面例如表面34更高的可见光反射率。
在上述本发明的非限制性实施方案中，使用保护性包覆层以保护涂层例如图2中的涂层40免于劣化。现在的论述将针对于本发明的用以保护涂层的其它非限制性实施方案。参考图8，显示了本发明的用以保护涂层40的另一个非限制性实施方案。更特别地，窗户单元200包括一个本发明非限制性实施方案的涂覆制品，例如却不限于涂覆制品30，通过分隔框204从玻璃片材202分隔开以形成本领域中公知的绝缘窗玻璃单元。以任何简便方式，例如却不限制本发明，通过粘合剂205和/或金属带206，将片材202和涂覆制品30抵靠分隔框204固定在一起。窗单元200可用作商用和/或居住用建筑物的窗户，用于分开大房间或办公室的分隔板以及用于器具的窗户或门。
在本发明的另一非限制性实施方案中，窗户单元200是器具(未示出该器具)的窗户，例如窑炉的窗户或微波门。涂层40的表面90面向器具的外部并具有比面向器具内部的涂覆表面90高的可见光反射百分率。优选地，涂层40是透明的、低辐射率的涂层。采用这种设置，当器具的门关闭且器具的内部灯210关闭时，能观察到纹理化表面。当门关闭而内部灯210开启时，能够看到器具的内部，并且只要涂层40是低辐射率涂层40，则器具内部的热被反射回器具内部。
参考图9，显示了保护涂层例如涂层40的另一个非限制性实施方案。图9的层叠单元220包括通过塑料中间层片材224接合到涂覆制品30的外表面90的玻璃或塑料片材222。图9所示的层叠单元220可以是车用窗户，例如汽车挡风板、后窗、侧窗或顶窗。
将理解，可以将涂层或膜226提供于层叠单元220的一个或两个外表面的上方(图9中仅显示在涂覆制品30的片材32的表面34上)，例如而非限制本发明，光催化膜或减水膜，例如以下美国专利所公开的类型：No.5,873,203；No.6,027,766和No.6,027,766，在此通过引用将其公开内容并入本文。
本领域技术人员将易于理解，可以在不背离上述说明中公开的概念下对本发明作出改变。这样的改变应视为包含在本发明的范围之内。因此，以上详述的特定实施方案仅是说明性的，而并不限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求及其任何和所有等效物的全部范围给出。
Claims (8)
1.制品，包含：
基材，该基材选自具有大于0％的可见光透射率的玻璃和塑料，并且该基材具有第一主表面和相对的第二主表面，第二主表面具有纹理化表面以向基材的第二主表面提供预定图案；
覆盖层，该覆盖层具有第一表面和相对的第二表面，且覆盖层的第一表面与纹理化表面处于表面接触以使覆盖层的第一表面的多个部位贴合预定图案的相应部位，其中该覆盖层是磁控溅射真空沉积的、可加热的涂层，该涂层包含一种或多种金属、金属合金及其混合物的美感反射层从而为制品提供金属外观，其中该涂层还包含美感反射层上方的底漆层，底漆层上方的介质层和介质层上方的保护性包覆层，
其中该涂层为制品提供金属外观，其中由根据CIE1976标准的色度坐标表示涂覆制品的美感性质，采用光源D65，在10°观察角，其中所述色度坐标列于下表中：
表
并且其中当基材的可见光透射率大于0％并且覆盖层具有的可见光反射率大于基材的可见光反射率时，透过基材的第一主表面该预定图案是可见的，或当基材和覆盖层分别具有大于0％的可见光透射率并且覆盖层的第一表面具有的可见光反射率小于基材的第二主表面的可见光反射率时，透过覆盖层的第二表面观察该制品时该预定图案是可见的。
2.根据权利要求1的制品，其中美感反射层具有1-20nm范围内的厚度。
3.根据权利要求1的制品，其中底漆层在美感反射层上并具有1-10nm范围内的厚度，介质层在底漆层上并具有1-10nm范围内的厚度，且保护性包覆层在介质层上并具有10-500nm范围内的厚度；和/或其中美感反射层选自钢、铜、黄铜、铌、铝、镍铬合金、锡、镍、和铬、贵金属及其混合物，底漆层选自含钛材料、含锆材料、含铝材料、含镍材料、含铬材料、含铪材料、含铜材料、含铌材料、含钽材料、含钒材料、含铟材料、含锌材料、及它们的混合物；介质层选自如下金属的氧化物：钛、铪、锆、铌、锌、铋、铅、铟和锡，以及铟-锡合金的氧化物、硅氮化物、硅铝氮化物、氧氮化物、和铝氮化物；且保护性包覆层是氧化硅和氧化铝的混合物。
4.根据权利要求1的制品，其中基材具有大于0％的可见光透射率；覆盖层具有0％的可见光透射率，且覆盖层的第一表面具有的可见光反射率大于基材的可见光反射率；并且其中覆盖层是包含如下层的涂层：在基材的第二主表面上的一种或多种金属、金属合金及其混合物的基础层，并具有10-100nm范围内的厚度；基础层上的底漆层，并具有1-6nm范围内的厚度；底漆层上的介质层，并具有1-10nm范围内的厚度；和介质层上的保护性包覆层，并具有10-50nm范围内的厚度。
5.根据权利要求1的制品，其中纹理化表面选自多个线性和/或非线性线和/或线段、突起的表面部位、凹陷的表面部位和沟槽；并且其中制品具有金属外观，基材是非金属基材，且预定图案包含在基材的第二主表面上的长度为至多5厘米，宽度为1-100微米且深度为0.05-1微米的一个或多个沟槽；该层是在基材的第二主表面至少一部分上方的涂层。
6.根据权利要求1的制品，其中基材具有大于0％的雾度％增量。
7.根据权利要求1的制品，其中基材具有至少15％的雾度％增量。
8.根据权利要求1的制品，其中该制品是选自如下的制品：家具、器具、商用和居住用建筑物的窗户、及车辆部件。
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