CN102226071A - 防雾制冷门及其制造方法 - Google Patents

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CN102226071A CN2011101155468A CN201110115546A CN102226071A CN 102226071 A CN102226071 A CN 102226071A CN 2011101155468 A CN2011101155468 A CN 2011101155468A CN 201110115546 A CN201110115546 A CN 201110115546A CN 102226071 A CN102226071 A CN 102226071A
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Abstract

本申请的无能耗制冷门通过对具有玻璃板的门提供绝热提供一种在制冷单元的门打开时控制凝结的方式,其中玻璃板具有低辐射率涂层。所述门包括门框外壳以及绝热玻璃单元,绝热玻璃单元包括内层玻璃、中间层玻璃和外层玻璃。绕着内层玻璃和中间层玻璃的周边设置的第一密封胶组件在内层玻璃和中间层玻璃之间形成第一腔室。绕着中间层玻璃和外层玻璃的周边设置的第二密封胶组件在中间层玻璃和外层玻璃之间形成第二腔室。例如氪气、空气或氩气的气体被保持在第一和第二腔室中。外层玻璃和内层玻璃分别具有朝向中间层玻璃的未露出表面。低辐射率涂层设置在内气体,和外层玻璃的未露出表面上,使得在不使用电力加热门的情况下玻璃门整体上避免了在玻璃门外层玻璃的外表面上形成凝结,同时还提供从玻璃门内层玻璃的内侧蒸发凝结的理想蒸发速率。在这些玻璃层之一的表面上包括防雾或防霜涂层。

Description

防雾制冷门及其制造方法
本申请是2006年9月20日提交的发明名称为“防雾制冷门及其制造方法”的200680041228.9号中国发明专利申请的分案申请。
本申请是要求2004年9月20日提交的美国临时专利申请60/610964以及2005年7月19日提交的美国临时申请60/700308的优先权的2005年9月20日提交的美国专利申请11/229835的部分继续申请,所有这些专利申请以其整体包括在本申请中。
技术领域
本发明大体涉及制冷门、绝热玻璃单元和制冷系统,尤其是涉及防雾或防霜无能耗制冷门,该制冷门提供冷凝控制、绝热和所需程度的能见度。更具体地,本发明的制冷门通过施加低辐射率涂层实现这些所需特性,而不需要电加热门以及通过施加防雾/防霜涂层或膜。在整个本发明申请中,术语“制冷门”是指用于冷冻柜、冰箱和类似装置和柜橱的门。另外,对于本发明申请,术语“无能耗”(如,无能耗制冷门)是指不对玻璃施加电能以加热玻璃。“防雾”和“防霜”是指减小或消除制冷门、绝热玻璃单元(IGU)或这里所述的其它产品的清障时间的涂层或膜。
背景技术
这里所引用的所有美国专利和专利申请文献整体通过引用结合在此。在有冲突的情况下,以包括定义的本发明说明书为准。
应用于商用冷冻柜、冰箱等的制冷门通常包括玻璃,以便消费者在不打开门的情况下看到置于其中的用于销售的产品。但是,当在玻璃上形成冷凝时(有时称为“结雾”),消费者不能透过门辨认里面的产品,这从消费者和商店主或零售商双方看都是不希望出现的。形成霜存在类似的问题。
水分在玻璃制冷门外部凝结,因为由于冷却器冷却冷冻柜或冰箱内部,玻璃外面的表面温度降低到低于商店的环境温度。当玻璃表面的温度下降到商店中空气的露点以下时,水分在玻璃的表面凝结。另外,当门在潮湿环境打开时,形成门内侧的玻璃最内层也暂时暴露在商店的环境空气中,在门内侧也可以形成凝结。由于玻璃门内侧的温度低于其所处的商店环境空气的露点,也可以出现玻璃门内侧的凝结。
如上所述,玻璃门上的凝结可以变成霜,将阻止消费者通过玻璃门看到销售的产品。因此,当玻璃门上凝结或结霜时,消费者必须执行打开制冷门辨认内部物品的不愉快工作,这对于具有大量冷冻柜或冰箱的商店是不切实际的。打开每个制冷门不但从消费者感觉出发是繁琐和费时的,而且从零售商角度出发也是不希望出现的,因为这明显增大了零售商冷冻柜和冰箱的能量消耗,从而导致零售商能源成本较高。
具有制冷门需要符合的多种工业性能标准,以便被接受。在美国,很多行业需要在外部温度八十华氏度(80°F)、外部相对湿度百分之六十(60%)和内部温度零下四十华氏度(-40°F)的环境中使用时防止外部凝结的冷冻柜门(而不是冰箱门)。其它国家有不同的要求。
如同本领域内公知的,典型的制冷门包括装在门框内的绝热玻璃单元(IGU)。制冷门中的IGU通常包括周围边缘被一般称为边缘密封件的密封胶组件密封的两层或三层玻璃。在包括三层玻璃的IGU中,在三层玻璃之间形成两个绝热腔室。在包括两层玻璃的IGU中,形成一个绝热腔室。通常,冰箱的IGU由两层玻璃构成,而冷冻柜的IGU使用三层玻璃。一旦密封后,常常在腔室内填充例如氩气、氪气的惰性气体,或者其它适合的气体,用以提高IGU的热性能。
防止或减小制冷门凝结的大多数传统方法包括通过在IGU的一个或多个玻璃表面上施加导电涂层以电加热玻璃而对门提供能量。加热玻璃的目的是将玻璃的温度保持在商店温暖环境空气的露点以上。通过将玻璃加热到露点以上,可以防止门的玻璃上形成不希望出现的凝结和结霜,从而能透过玻璃清楚地看到制冷室内部。
在包括三块IGU的门中,将一层或两层玻璃的未露出表面涂覆导电材料。导电涂层通过装在玻璃相反边缘的两根汇流条或其它电连接器连接到电源。当电流流过涂层时,涂层发热,从而加热玻璃板,提供不凝结的表面。制冷门的IGU的涂层通常施加在最外层玻璃板的未露出表面。但是,由于凝结有时在内层玻璃的内侧形成,因此最内层玻璃的未露出表面也可以被涂覆以便加热,从而防止凝结。
这些现有技术的传统加热制冷门存在很多缺点和问题。首先,加热门导致在冷却系统的能量支出之上另外的能量支出。在标准尺寸的商用冷冻柜中,根据当前电力设施的定价,加热冷冻柜门的额外成本是很大的,这种额外成本对于每台冷冻柜可以达到每年100美元或更高。考虑到很多商店使用多个冷冻柜,其中一些超市和其它食品零售商使用数百个冷冻柜,与这种加热冷冻柜门相关的累积能量支出很大。
其次,传统加热制冷门的多余热量将进入制冷室,对冷却系统形成额外的负担,这同样造成较大的能量支出。第三,如果供应到门进行加热的电力太少、关闭或由于断电而停止,则在玻璃上形成凝结和/或结霜。如果电力消耗太高,将引起不必要的额外能量支出。为了减少这些问题的出现,这种加热的玻璃门常常需要门加热系统的精确控制。为了达到所需的门加热系统的精确控制,就需要电控系统,这将增大设计和制造成本、以及明显的运行和维护成本。
第四,这些电加热玻璃门对消费者具有安全危险,以及对零售商和制冷系统制造商的可靠性和信誉具有潜在危险。施加在玻璃门涂层的电压通常是AC 115V。消费者在商店所用的购物车笨重并且是金属的。如果购物车碰到并打碎玻璃门,电将通过购物车传导到消费者,这将造成严重伤害或者甚至死亡。
美国专利5852284和6148563披露了将电力施加在涂有导电涂层(可以是低辐射率涂层)的玻璃上,以控制玻璃门外表面上形成凝结。例如低辐射率涂层的导电涂层产生电阻,用于发热,同时也提供所需的热特性。但是,这些专利披露的制冷门具有与所有电加热制冷门有关的严重的所述缺点和问题。美国专利6367223、6606832和6606833以及美国专利申请US2003/0062813和US2003/197449也披露了玻璃单元、门、制冷单元等。如上所述,这些和其它美国专利和专利申请通过引用以其整体结合在此。
除了用于导电,这些低辐射率涂层还应用作其它装置,以减少制冷门上的凝结。特别是,一种增大玻璃绝热值(R值)并减小制冷室热损失的方法是将低辐射率(低E)涂层施加到玻璃上。低E涂层是沉积在玻璃表面上的极其薄的、视觉上看不到的金属或金属氧化物层,通过抑制透过玻璃的辐射热流而减小辐射率。辐射率是由黑体或表面发射的辐射和普郎克定律预测的理论辐射的比率。术语辐射率用于表示按照美国材料实验协会(ASTM)标准在红外范围测量的辐射率值。辐射率利用辐射测量装置被测量并报告为半球辐射率和法向辐射率。辐射率表示由涂层发射的长红外波长辐射的百分比。较小的辐射率表示更少的热量将通过玻璃。因此,玻璃板或IGU的辐射率影响玻璃或IGU的绝热值以及玻璃或IGU的导热值(“U值”)。玻璃板或IGU的U值是其R值的倒数。
在多块IGU中,IGU的辐射率是形成IGU的玻璃板的综合辐射率,约为所有玻璃板的辐射率的乘积。例如,在每层玻璃的辐射率为0.5的两层IGU中,总辐射率是0.5乘以0.5,即0.25。
虽然低E涂层已经施加在需要和不需要电加热门的制冷门的IGU中,但当不提供电力加热这些门而使用这种制冷门的宽温度范围和环境中,这些涂层和IGU不能控制凝结和提供所需的绝热。更具体地,尽管使用了这种低E涂层,未加热的制冷门将不能在制冷室内部温度基本接近或低于冰点的环境中提供凝结控制。
此外,典型的防雾/防霜涂层、膜等等以及施加它们的方法也有一些限制。例如,膜仍能允许形成水滴,水滴像雾一样出现并阻碍视线。而且,在短暂水泡或反复清洁之后常常丧失防雾性。此外,通过吸收凝结起作用的公知防雾产品在非常潮湿的条件下也会饱和并失效,至少部分因为其高的膨胀状态。而且,这些产品能容易地划伤或弄脏,并且不能很好地适应或抵抗常见的溶剂。并且,典型的防雾产品存在常见的涂层问题,例如水滴、流动、夹入灰尘以及化学微裂纹。
因此,尽管具有可用的电加热和低辐射率涂层制冷门以及诸如膜和涂层的可用防雾和防霜产品,仍需要制冷门:(1)在宽温度范围和环境下提供所需的凝结控制和绝热;(2)具有所需程度的可见透明性;(3)通过消除为加热门而供应电力的需求,避免不必要的能源支出以及对冷却系统的不当负担;(4)不需要贵的和复杂的电控系统,从而减小设计、制造、运行和维护成本;以及(5)不能对消费者存在安全危险,不能对制造商和零售商的可靠性和信誉形成潜在危险,进而克服或减少上述的问题。
发明内容
本发明的一个目的是通过提供具有凝结控制、绝热和所需程度可见透明性的无能耗制冷门来克服上述现有技术的缺陷。
本发明的另一个目的是提供一种制冷门,它不使用电能来减少玻璃上的凝结。
本发明的另一个目的是提供一种制冷门,它能控制凝结、并且不向冷冻柜或冰箱内传递较多热量,从而不会增加冷却系统的负担和增加能源支出。
本发明的又一个目的是提供一种具有凝结控制的制冷门,其制造、运行和维护比现有技术制冷门和系统更加容易和更加经济。
本发明的再一个目的是提供一种具有凝结控制的制冷门,其设计、运行和维护更加容易。
本发明的另一个目的是提供一种制造具有凝结控制的制冷门的方法,它不使用电力加热玻璃来控制凝结。
本发明的另一个目的是提供一种辐射率小于0.04的制冷门。
本发明的再一个目的是提供辐射率约为0.0025的制冷门。
本发明的另一个目的是提供一种U值小于0.2BTU/hr-sq ft-F的制冷门。
本发明的再一个目的是提供一种U值约为0.16BTU/hr-sq ft-F的制冷门。
本发明的另一个目的是提供一种具有额外的防雾和防霜性的制冷门,可将清障时间降低到零或接近零。
其它目的包括提供制冷门使用的防雾或防霜涂层或膜、以及在基体表面包括这种膜的制冷系统和IGU。
本发明是通过提供无能耗制冷门及其制造方法实现这些目的和其它目的。在一个方面,本发明包括门框,门框装有包括内层玻璃、中间层玻璃和外层玻璃的绝热玻璃单元。绕着内层玻璃和中间层玻璃周边设置的第一密封胶组件在内层玻璃和中间层玻璃之间形成第一腔室。绕着中间层玻璃和外层玻璃周边设置的第二密封胶组件在中间层玻璃和外层玻璃之间形成第二腔室。诸如氪气、空气或氩气的气体被保持在第一腔室和第二腔室中。外层玻璃和内层玻璃分别具有朝向中间层玻璃的未露出表面。在内层玻璃和外层玻璃的未露出表面上具有低辐射率涂层,从而玻璃门整体地具有U值,该U值能在不使用电力加热门的情况下防止玻璃门的外层玻璃的外表面上形成凝结,同时还提供从玻璃门的内层玻璃的内侧蒸发凝结的理想蒸发速率。防雾/防霜涂层或膜设置在多个玻璃层之一的表面上,优选地设置在内层玻璃的暴露表面。
在一个方面,本发明还提供一种新型的防雾/防霜涂层。
防雾/防霜涂层能应用于不同的用途,例如绝热玻璃单元,包括那些具有多块玻璃板的绝热玻璃单元,冷藏和冷冻展示柜的制冷和冷冻柜门、汽车镜子(特别是外部镜子)、桑拿浴室、蒸汽室、淋浴门、售票亭窗户、浴室窗户、浴室镜子、暴露在高湿度或雨中的外部冷却器和冷冻柜,以及需要防雾或防霜涂层/膜的任何其它用途。因此,尽管本发明的防雾/防霜涂层优选地应用于有关无能耗的制冷和冷冻柜的门,但它们也很好地适应于很多其它用途,包括对其施加能量的门,例如电加热的门。
下面参考附图详细地描述本发明的其它特征和优点、以及本发明不同实施例的结构和操作。
附图说明
结合在此并形成说明书一部分的附图用于解释本发明的不同实施例,并且与描述一起进一步解释本发明的原理,并且使本领域一般技术人员能制造和使用本发明。在附图中,相似的数字表示相同或功能相似的零件。
由于通过考虑以下附图时参考下面的详细描述将更好地理解本发明,因此将更加容易得到对本发明的更加彻底的认识以及很多的内在优势。在附图中:
图1表示利用根据本发明一个实施例的制冷系统;
图2表示根据本发明的制冷门;
图3是根据本发明的制冷门的局部剖视图;以及
图4是根据本发明的制冷门的局部剖视图。
具体实施方式
在下面的描述中,为了解释而不是限制,将给出一些具体细节,例如具体涂层、涂覆工艺、板和膜厚度、密封组件、板的层数、板的间距、以及组装门的方法等,以便能彻底地理解本发明。但是,本领域一般技术人员应该理解的是,本发明可以按与这些具体细节不同的其它实施例实施。为了不混淆本发明的描述,将省略公知涂层、涂覆工艺、密封胶组件以及组装门的方法的详细描述。为了描述本发明,诸如外部的、内部的、外和内等术语是从冷冻柜或冰箱室内部的角度描述的,像从附图中明显表示的一样。
试验以及计算机模拟已经表明,在如上所述的美国工业性能要求下,为了防止玻璃外部的凝结,制冷门需要的U值(热量透过玻璃传导的导热率)约为0.2BTU/hr-sq ft-F。但是,如上所述,当打开门时,在门的内层玻璃的内侧可以形成凝结,因为这层玻璃的内表面的温度低于其所暴露的比较潮湿的商店环境空气的露点。但是,一旦门关闭,凝结将消失,因为水分蒸发到冷冻柜或冰箱室内。
当门内侧存在凝结时,就不能透过门看到冷冻柜或冰箱的物品。因此,决定凝结存在期间的时间长度(称为“清障时间”)的蒸发速度是一个重要的设计标准。透过玻璃门传递到玻璃门内表面的热量越多,门内侧的凝结蒸发越快。但是,增大透过门传递的热量还导致冷却系统的能量支出增多。相应地,玻璃门的最佳U值是由很多因素决定的,包括外部和内部温度之差、玻璃厚度、间距、IGU腔室中所用的气体、玻璃板的层数、间隔材料、周围湿度、涂层在远红外光谱的吸收系数、以及凝结蒸发所需时间。另外,与所选组成部分(即,气体、密封胶组件、玻璃等)有关的支出、能量支出以及其它因素也是设计考虑。下面所述的优选实施例提供的U值为0.16BTU/hr-sq ft F,该U值可以防止在门外侧的凝结,同时允许足够的热量从周围外部环境透过门,以使得在门内侧上的凝结在合理时间内蒸发。一些制冷系统的制造商要求凝结在几分钟内蒸发,另一些制造商要求凝结在一分钟内蒸发。在替代实施例中,U值可以大体等于或小于0.16BTU/hr-sqft F。凝结蒸发所需的时间根据门打开的时间长短、商店的湿度、制冷系统室温度、制冷系统内物品、透过门传递的热量(取决于U值)及其它因素而变。
在本发明的一个实施例中,如图1所示,制冷系统5包括多个透明制冷门10,每个门具有把手11。如同下面更加详细的讨论,每个制冷门10包括装在框架55中的IGU50。制冷系统的内部包括多个搁板6,用于保持可以透过门看到的商品。参看图2,本发明实施例的制冷门10以铰链装在制冷系统的开口上,铰链使门可以向外打开。
如上所述,制冷门10包括装在框架55中的IGU50。如图3所示,IGU50包括外层玻璃60、中间层玻璃65和内层玻璃70。IGU50装在框架55中,而且包括第一密封胶组件90,第一密封胶组件90沿着外层玻璃60的内表面62以及中间层玻璃65的外表面的周边延伸,以形成大体气密密封的绝热外腔室92。类似地,第二密封胶组件95沿着内层玻璃70的外表面72和中间层玻璃65的内表面的周边延伸,以形成基本气密封的绝热内腔室94。
外层玻璃60的外表面61设置成与外部环境7相邻。换句话说,外层玻璃60的外表面61暴露在冰箱或冷冻柜所处的环境中。外层玻璃60的内表面62形成外腔室92的一部分、并暴露于外腔室92。
在此优选的例证性实施例中,外层玻璃60是八分之一英寸厚钢化玻璃,并且外层玻璃60的内表面62涂覆低辐射率涂层63。具体地,在此实施例中,低E涂层是溅射涂覆的低E涂层,它包括超硬的二氧化钛作为底层,以便保证高水平的热性能和高可见透明性。这种特殊溅射涂覆的玻璃可以在涂覆之后钢化,并且提供高的可见光透过性,没有多的着色。外层玻璃60的外表面61没有被涂覆。在此实施例中,外层玻璃60可以是(无限制)例如由田纳西州Kingsport的AFG Industries,Inc.制造的八分之一英寸厚的ComfortTi-PS玻璃,它具有辐射率为0.05的低E涂层。如同本领域公知的,在集成为IGU50之前,将Comfort Ti-PS玻璃切割成适当尺寸、钢化、并修边。这里所指的低E玻璃并不限于上面特别指出的产品,而可以是任何适合的低E玻璃,包括但不限于溅射涂层和热解涂层的低E玻璃。
中间层玻璃65位于外层玻璃60和内层玻璃70之间,并且形成外腔室92和内腔室94的一部分。中间层玻璃65与外层玻璃60和内层玻璃70间隔半英寸,并且是八分之一英寸厚的未涂覆钢化玻璃板。
内层玻璃70设置成与冷冻柜或制冷室9的内部相邻,其内表面71暴露于室9的内部。内层玻璃70的外表面72形成内腔室94的一部分并暴露在内腔室94中。内层玻璃70的外表面72也涂有低辐射率涂层73。在此实施例中,内层玻璃70的外表面72上的涂层73与上面参考外层玻璃60的内表面62的涂层63描述的相同。在优选实施例中,内表面71上面具有防雾或防霜涂层或膜75,这明显减小了单元运行过程中的清障时间,优选地近乎为零(即,未见结霜出现)。
优选的防雾涂层或膜包括本领域内公知的那些,例如Film Specialties,Inc.的
Figure BSA00000489673700091
Figure BSA00000489673700092
防雾膜。这种膜可以包括其相反侧面的光学粘结剂,以便于安装。例如,Vistex包括在透明聚酯膜上固化的聚合物,在其相反侧面具有光学透明粘结剂。Vistex和
Figure BSA00000489673700093
可以按塑料膜或液体的方式购买。所述膜在所有温度-湿度条件下消除结雾。此外,甚至在冰箱或冷冻柜的门被打开支撑着一段时间时,例如,在重新装货的过程中,也能防止雾和凝结的形成。防雾性不会在短暂水泡或反复清洁之后丧失,涂层不会在非常潮湿的条件下饱和或失效,例如那些通过吸收凝结起作用的产品。本发明中所用的优选的防雾膜是亲水性的,因此水分不可见地铺展在涂层表面上,而不是形成看起来像雾的水滴并阻碍视线。此外,优选的膜是耐划伤的,并包括在相反侧面的丙烯酸粘结剂。此粘结剂是通常应用在遮阳膜的类型,并且允许膜施加在任何平面或圆柱表面。粘结剂系统可以是压敏的或脱粘压敏的,都是光学上透明的。所用的膜厚可以不同,本领域一般技术人员应该能容易地根据所需用途确定适合的厚度。上述的涂层或膜具有4mil的厚度。所述膜可以利用橡皮滚子装在玻璃表面上。这里所述的其它实施例的优选涂层/膜厚度从4微米到20微米。厚度为4微米的膜/涂层对于镜子是适合的。为了更好的防霜性能,在10到20微米之间的膜/涂层是优选的,12到15微米的膜/涂层是特别优选的。
优选的膜/涂层是根据亲水聚合物技术的永久防雾或防霜膜。防雾/防霜涂层是通过减小水的表面张力使凝结铺展开而起作用,从而消除在所有温度和湿度条件下的结雾。优选的涂层能比大多数未处理的塑料承受大量的、更多的处理伤害。在防雾膜中出现的轻微表面划伤实际上在暴露在水分时将自我愈合。此外,优选的涂层具有高度的耐化学腐蚀性,并能承受诸如异丙醇、甲苯或丙酮等溶剂,因此防护基体不受溶剂侵蚀。在需要时可以使用常规的玻璃清洁剂。
优选的膜/涂层不溶于水,并且在浸湿时不会污染或溶解,与本领域公知的其它防雾涂层不同。优选的膜/涂层在受控条件下固化,从而消除了常见的涂层问题,例如水滴、流动、夹入灰尘以及化学微裂纹。此外,膜还为它们施加到其上的玻璃增加耐划伤性和耐碎性措施。粘结剂结合在玻璃或任何塑料上,甚至是处理成耐划伤的硬表面上。
对于一些公知的、适于应用于本发明实施例的防雾和防霜膜/涂层,在施加防雾或防霜膜之前将固化的底料施加在玻璃上。如上所述是公开公知并且可以从Film Specialties,Inc.得到的一种典型涂层
Figure BSA00000489673700101
含有混合比为100∶40的组分A和组分B化学试剂。
Figure BSA00000489673700102
组分A的成分包括双丙酮醇(46%)、N-甲基吡咯烷酮(4%)、t-丁醇(4%)、环己烷(8%)、2,4-戊二酮(6%)、和Aromatic 150(2%)。
Figure BSA00000489673700103
组分B的成分包括聚亚安酯(66%)、自由单体异氰酸酯(1%)、二甲苯(11%)、醋酸正丁酯(11%)和甲苯(11%)。如上所述,
Figure BSA00000489673700104
组分A和组分B的成分对公众是容易得到的。此外,公知的膜通常含有附加溶剂,例如额外量的双丙酮醇和叔丁醇,以便稀释混合物。此外,制造公知膜的工艺常常包括需要两个单独的涂覆步骤和两个固化循环。固化时间、温度和方法对防雾和防霜性有大的影响。例如,过固化将明显对性能不利。强制对流是最慢的方法、并且最可能造成涂层的薄皮的过固化,造成对防雾和/或防霜性的破坏。辐射能量是避免过固化的一种快速而有效的方法。
美国专利4467073、5262475和5877254以及美国专利申请US2003/0205059A1、US2005/0064101、US2005/0064173和US2005/0100730披露了一些适合的涂层/膜及其特征,所有这些以其整体通过引用结合在本发明申请中。这些和其它专利和申请以及这里给出的描述,是对本领域一般技术人员提供充分的引导,使其容易实施本发明。
本发明还提供新颖的防雾和防霜涂层/膜,比上述和其它公知的涂层/膜具有改进的性能。本发明还提供制造和施加这些改进涂层/膜的新颖工艺。例如,已经惊奇地发现,组分A和组分B化学试剂的混合物(上面结合
Figure BSA00000489673700105
描述的),在大约100份组分A与大约25-45份组分B的比例下,比公知的膜产生改进的防雾和防霜效果。组分B成分(作为硬化剂)在上述范围内的较低含量将提高膜的防雾性并保持耐划伤性。好的防雾性可以通过组分B成分的较高含百分比实现。在优选实施例中,上述比例为大约100份组分A成分比大约30-33份组分B成分。在特别优选的实施例中,上述比例是大约100份组分A比大约30份组分B。
还惊奇地发现,不使用诸如额外的双丙酮醇和叔丁醇(特别是不使用额外的双丙酮醇)的额外溶剂可提高防雾和/或防霜性。不使用这些溶剂尤其提高防霜性。但是,已经发现,增加至少一种这种溶剂叔丁醇不会妨碍防霜性。并且,在本发明的实施例中,通过用硅烷预处理玻璃基体并向防雾/防霜混合物增加不同硅烷,可以不使用先前公知的膜中通常包括的固化底料。例如,硅烷预处理有助于聚合物涂层在极端化学条件下或者长期水分浸泡下粘在基体上。在优选实施例中,加入混合物的硅烷是3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(“3-G”)。包含这种硅烷可以明显地增大耐磨性(即,耐划伤),并且促进粘性和耐气候性。3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷也不会像一些硅烷一样促进膜变黄。在优选实施例中,3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷的含量是1%到8%,最优选的是6%。
3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷在耐水性文面是有益的。防雾或防霜涂层是在“P-1箱”中检测的,它是具有高UV的140F雨。没有3-G时,涂层在P-1箱中出现一些剥离之前持续2天或3天。相反,具有3-G时,涂层通常持续8周以上,并且未出现剥离。这表明比没有3-G的涂层提高30倍。为了计算使用3-G的优选量,将组分A和组分B化学试剂的体积和乘以6%。
加入功能硅烷可以将为塑料设计的防雾或防霜涂层材料应用在玻璃基体上。这也是本领域其它人未能成功地给出充分耐受化学和水分破坏的产品的重要原因。其它硅烷添加剂也可以具有类似效果地被使用。此外,其它适合的添加剂和底料是那些能促进聚氨酯粘结到诸如玻璃等无机化合物的材料。这些材料包括对玻璃具有亲合力的聚合物,但不限于此。
本发明还提供制造和施加上述膜的新颖工艺。在一个方面,本发明提供将涂层步骤减少到具有单一固化循环的单一涂覆的方法。除了其它优点,这还减小了过固化破坏作用的出现机会。此外,在本发明的实施例中,涂层或膜是利用幕帘式涂布机施加的。进行调节以防止幕帘中过高的雷诺数,从而避免半湍流和湍流方式。例如,在实施例中,将标准堰式幕帘式涂布机被修改,以给出所需的层流。这种修改包括限制堰唇的尺寸,以避免半湍流方式。
在另外的实施例中,可以用硅烷(优选的是Silquest A-1106氨烷基硅氧烷(amino alkyl silicone))预处理基体,优选的是玻璃,以便促进润湿和粘着。专用硅烷是通过将1%或更少的硅烷混合在玻璃清洗机的冲洗水中而施加。这种工艺消除了现有公知工艺中所需的一些额外步骤。促进粘结和耐化学腐蚀性的氨烷基硅氧烷清洗对剥离的影响是重要的。没有氨烷基硅氧烷的预清洗,通过在丙酮中浸泡两分钟可以去除涂层。已经证明,用氨烷基硅氧烷预清洗玻璃,在丙酮试验中防止剥离超过3周。这表明提高了15000倍。在本发明的优选实施例中,使用75加仑清洗水中加入大约3盎司氨烷基硅氧烷(或类似比例)达到这种效果。因此,虽然一些防雾和防霜涂层或膜是公知的,并且可以与这里所述的本发明其它方面组合使用,但本发明还提供具有比本领域现有的那些涂层/膜改进性能的新型防雾和防霜涂层/膜、以及提供制造和施加它们的新工艺。在实施例中,本发明提供混合物中组分A和组分B化学试剂(如上所述)的比例改进的防雾和防霜膜/涂层、以及不包括一些通常使用的溶剂的涂层/膜。此外,在本发明的实施例中,膜的特性可以通过改进固化循环得到提高。基体也可以被预处理,以便促进润湿和粘附力。
因此,在一个方面,本发明提供在干燥或固化时具有抗结雾和抗结霜性能的聚合物成分。在优选实施例中,所述成分包括化学混合物比为大约100∶30的组分A和组分B化学试剂(如上所述的),并且不包括溶剂、稀释剂或施加于玻璃基体的固化底料。在其它可选的实施例中,混合物包括硅烷,优选的是3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷。优选的成分提高耐划伤性、附着力和耐气候性。
在另一个方面,本发明提供制冷门,制冷门包括在其至少一部分上具有防雾或防霜涂层的大体透明的基体,当这部分基体具有初始表面温度、然后暴露到露点温度等于或大于该表面温度的潮湿空气环境中一段时间时,这部分基体基本不结雾或结霜。所述表面温度可以低于大约0℃,这段时间可以达到6秒或更长。
本发明还提供制造具有大体透明基体的制冷门的方法,所述方法包括在基体的至少一部分上形成如上所述的防雾或防霜涂层,其中基体是制冷门的一部分或用于制造制冷门。在一个实施例中,所述方法包括混合组分A和组分B化合试剂以形成混合物、将混合物施加到至少一部分基体上并固化基体。本发明还提供包括如上所述在其至少一部分上具有防雾或防霜涂层的基体的IGU、以及包括这种IGU的制冷门、包括制冷门的制冷系统。此外,在其它实施例中,本发明提供一种冰箱门,所述冰箱门包括大体透明的基体,基体在其至少一部分上具有涂层,当温度保持在大约-28℃的所述部分暴露在温度为大约25℃的大气中12秒或更长时间时,涂层防止水在基体上凝结。防止凝结水滴能防止光散射雾或霜的形成。
在图3所示的实施例中,内层70也可以是例如AFG Industries,Inc.制造的八分之一英寸厚的一层Comfort Ti-PS,它具有所述的特性和涂层,但这不是限制性的。
在此例证性的实施例中,腔室92和94都充满空气。在另外可选的实施例中,每个腔室可以填充相同或不同的气体,腔室可以填充氪气、氩气或其它适合气体。
板60、65通过第一密封胶组件90隔开,第一密封胶组件绕着板60、65周边延伸,使玻璃板保持平行分开的关系,在板60、65之间形成腔室92,也将腔室92与外部环境密封分开。同样,板65、70通过第二密封胶组件95隔开,第二密封胶组件95绕着板65、70周边延伸,使玻璃板保持平行分开的关系,在板65、70之间形成腔室94,同时也将腔室94与外部环境密封分开。密封胶组件90、95使外层60和中层65以及内层70和中层65之间分别保持分开半英寸。
优选地,此实施例的密封胶组件90、95是暖边(warm edge)密封。“暖边”用于描述比传统铝间隔器和密封材料组合更好地减小热损失的绝热玻璃密封组件。此实施例的每个密封胶组件90、95包括其本身的间隔器和干燥剂,这能代替对单独密封材料、金属间隔器和干燥剂的需求,并且导热率为0.84Btu/hr-ft-F(有时称为K值)。此实施例的密封胶组件90、95是含有聚异丁烯密封剂、热熔丁基密封剂、干燥剂基质、橡胶薄垫片和蒸汽阻挡剂的复合挤压物。适合的这种类型的密封胶组件可以是由0hio州Beachwood的TruSeal Technologies制造和销售,其名称为“Comfort Seal”。
参看图3,显示IGU50。IGU50包括玻璃板60、65和70,通过密封胶组件90、95集成在一起。IGU50以本领域一般技术人员熟知的任何适合方式装在框架55中。框架55是由挤压塑料或例如挤压铝、玻璃纤维或其它材料的其它适合公知框架材料制成。如果在任何可选的实施例中框架55是由铝或其它材料制成,则门可能需要沿其边缘加热,以保证门边缘周围的凝结控制。
参看图1,显示制冷系统5。门框55以本领域公知的任何适合方式连接到制冷室8,例如单一的门长铰链、多个铰链、或者用于滑动门使其打开和关闭的槽。另外,根据应用所需,框架可以包括门把手11或其它适合的致动装置。门10形成其一部分的制冷系统5可以是用于冷却室的任何系统,例如美国专利6148563中披露的,该专利通过引用结合在此。
上述优选实施例提供的制冷门的U值为0.16BTU/hr-sq ft-F(以及0.0025的辐射率),这已经被发现是适合于需要上述美国工业性能标准的冷冻柜门的用途。U值0.16BTU/hr-sq ft-F使制冷门容易满足所需的性能标准,同时还使足够热量穿过具有外部周围环境的门,使门内侧上形成的凝结在合理时间周期内蒸发。另外,优选的实施例具有66%的可见光透过率。在包括所述防雾/防霜涂层或膜的上述优选实施例中,在玻璃上未观察到结雾或结霜。
作为Comfort Ti-PS玻璃的另一种选择,可以使用其它的低E涂层玻璃,例如,Comfort Ti-R、Comfort Ti-AC、Comfort Ti-RTC和ComfortTi-ACTC,所有这些都可以从AFG Industries,Inc.得到,像Comfort Ti-PS一样,都是AFG Industries,Inc.制造的二氧化钛/银基低E涂层玻璃。另一种适合的玻璃类型是Comfort E2,它是通过热解工艺涂覆的并且是氟掺杂的氧化锡低E涂层玻璃,八分之一英寸厚,并由AFG Industries,Inc.制造。Comfort E2由于其较高的辐射率而适合于一些不严格的性能标准。这里所述的低E玻璃并不限于上述特别指出的产品,而可以是任何适合的低E玻璃,包括上面所述的以及其它溅射涂层和热解涂层低E玻璃,但不限于此。
制冷门10的U值是由很多设计因素决定的,包括玻璃的层数、玻璃板的厚度、IGU的辐射率、玻璃板之间的距离以及腔室内的气体。在上面所述优选实施例的三块玻璃的制冷门10中,U值0.16BTU/hr-sq ft-F是通过使用空气作为保持在腔室中的气体、所有层的玻璃厚度为八分之一英寸、间距为半英寸、以及IGU辐射率为0.0025实现的。但是,这些因素的每一个可以改变,得到可以组合以提供相同U值的多个数值排列。另外,根据环境、成本限制和其它需要或考虑,其它应用可能需要更小或更大的U值。
进行了大量计算机模拟,以便根据不同排列中组合的每一个不同设计参数的数值范围确定用于制冷门10中的多个IGU的U值。下面的表包括许多三块玻璃IGU结构的设计参数以及相应计算的U值。除了下面表1中列出的设计参数,所有三块玻璃IGU的U值计算是用每块玻璃八分之一英寸厚、并且所有三块玻璃的两侧是低E涂层进行计算的。玻璃钢化不明显影响计算的性能数值。此外,根据本发明增加防雾/防霜涂层或膜不明显影响这些数值。
表1
Figure BSA00000489673700151
这里包括的每个表中,“Ti-PS”是指AFG Industries公司的ComfortTi-PS玻璃的低E涂层,“CE2”是指AFG Industries公司的Comfort E2玻璃的低E涂层,这都在上面作过描述。另外,表中的U值计算为“玻璃中心”值,因为计算机模拟不能考虑密封胶组件。相应地,表中未列出密封胶组件数据或设计标准。
在图4所示的本发明的另一种两块玻璃的实施例中,IGU50包括外层玻璃60和内层玻璃70、门框55和密封胶组件90。在此两块玻璃实施例中,外层玻璃60和内层玻璃70都是八分之一英寸厚,并包括与第一实施例所述的相同低E涂层,是一种基于二氧化钛的银低E涂层。再次说明,外层玻璃60和内层玻璃70可以是例如AFG Industries,Inc.制造的八分之一英寸厚的Comfort Ti-PS玻璃板。玻璃板60和70的涂层侧分别在玻璃板的未露出表面,即侧面62和72,它们形成腔室92的一部分。另外,可以使用与上述相同的密封胶组件90(Comfort Seal),用于在外层玻璃60和内层玻璃70之间形成半英寸的间距。再次说明,在内层玻璃70的露出表面71上设置防雾/防霜涂层或膜75。
下面的表2包括多个两块玻璃IGU的设计参数和相应的计算U值。除了下面表中列出的设计参数,所有两块玻璃计算是利用每块玻璃八分之一英寸厚、并且所有两块玻璃的两侧是低E涂层进行计算的。玻璃钢化不显著影响计算的性能数值,也不影响增加防雾/防霜涂层或膜,如上所述。
表2
Figure BSA00000489673700171
在另外可选实施例中,可以使用低E涂层的任何适合类型的涂覆工艺,包括热解(例如,像Comfort E2一样)、喷射和溅射涂层(例如,像ComfortTi-PS一样),热解常称为化学气相沉积(CVD)。此外,这些工艺可以利用公知的离线或在线制造方法应用,像适合于并专用于生产和工艺的数量和类型一样。同样,可以使用任何适合的低E涂层,包括银基或氟掺杂的氧化锡涂层。
虽然上述实施例在两层玻璃未露出表面上包括低E涂层,但本发明的其它实施例可以包括仅仅施加于一层玻璃的任一侧或两侧的低E涂层。同时,在其它实施例中,代替或者除了内层玻璃70和外层玻璃60上的涂层,中间层玻璃(三块玻璃的实施例)可以在任一侧(或两侧)包括低E涂层。
在另一个三块玻璃实施例中,内层玻璃70在这层玻璃70的任一侧上没有低E涂层。同样,在另一个如上所述的两块玻璃实施例中,仅仅在一层玻璃上或者在两层玻璃的两侧上存在低E涂层。一般地,具有低E涂层的玻璃层数以及具有涂层的侧面(或多个侧面)是设计选择。与其它因素一起决定门的U因子的IGU总辐射率在热性能方面比哪层玻璃的哪侧或哪些侧被涂覆更加重要。另外,尽管这里所述实施例对于制冷门应用具有小于或等于0.04的辐射率,但使用高性能气体(例如氪气)可以使IGU的辐射率略高于0.04,以便在某些情况下提供所需的凝结控制。
在其它实施例中,可以使用其它密封胶组件,包括例如诸如EdgeTech,Inc.制造的超级间隔件的全泡沫非金属组件,其导热率为大约1.51BTU/hr-ft-F。另一种适合的密封胶组件是Lenhardt MaschinenbauGmbH制造的热塑间隔系统(TPS),其导热率为大约1.73BTU/hr-ft-F。
上述实施例中的间距是半英寸。但是,尽管优选的间距是在十六分之五英寸与半英寸之间,但本发明的其它实施例可以使用的间距达到四分之三英寸。另外,尽管上述实施例使用的是钢化的八分之一英寸厚的玻璃(中层除外),但其它实施例可以使用未钢化的玻璃,或者厚度大于或小于八分之一英寸。
本发明的实施例的设计参数部分是通过实施例的应用或计划用途决定的。更具体地,外部环境温度、内部温度和外部环境湿度(以及相关的露点)是决定设计所需U值的重要因素,U值又决定设计参数(玻璃类型、辐射率、玻璃层数、气体等)。
下面表3的左侧五栏列出计划用途的不同应用的计算U值,并包括每个U值的外部温度、内部温度、外部湿度和计算的露点。另外,表3的右侧三栏给出提供所需U值的本发明实施例。
表3
Figure BSA00000489673700191
表3的设计参数给出玻璃类型(八分之一英寸厚)、玻璃板的间距以及腔室中的气体。另外,表3中所有IGU包括未涂覆的第三层玻璃,这层玻璃八分之一英寸厚、并置于表中列出的两层玻璃之间。表3中的CE1是指Comfort E1,其辐射率是0.35、并且由AFGIndustries,Inc.出售。
因此,在一个方面,本发明提供一种适于在制冷室中使用的制冷门,所述门包括具有第一表面和第二表面的内层玻璃,所述内层玻璃的所述第一表面设置成与制冷室内部相邻;具有第一表面和第二表面的外层玻璃,所述外层玻璃的所述第一表面设置成与制冷室的外部环境相邻;设置在所述内层和外层玻璃之间的中间层玻璃;绕着所述内层玻璃和所述中间层玻璃周边设置的第一密封胶组件,用于保持所述内层玻璃和所述中间层玻璃处于相互间隔开的关系;绕着所述中间层玻璃和所述外层玻璃周边设置的第二密封胶组件,用于保持所述中间层玻璃和所述外层玻璃处于相互间隔开的关系;与所述内层玻璃的第二表面相邻的第一低辐射率涂层;与所述外层玻璃的第二表面相邻的第二低辐射率涂层;所述内层玻璃、外层玻璃、中间层玻璃、第一密封胶组件、第二密封胶组件以及第一和第二低辐射率涂层形成绝热玻璃单元,所述绝热玻璃单元的U值在不应用电力加热所述外层玻璃的所述第一表面的情况下大体防止在所述外层玻璃的所述第一表面上形成凝结;所述内层玻璃表面上的防雾或防霜涂层;以及绕着所述绝热玻璃单元周边固定的框架。绝热玻璃单元的U值可大体等于或小于0.2BTU/hr-sq ft-F。
本发明还提供适于在制冷室中使用的制冷门,所述门包括具有第一表面和第二表面的内层玻璃,所述内层玻璃的所述第一表面设置成与制冷室内部相邻;具有第一表面和第二表面的外层玻璃,所述外层玻璃的所述第一表面设置成与制冷室的外部环境相邻;设置在所述内层和外层玻璃之间的中间层玻璃;绕着所述内层玻璃和所述中间层玻璃周边设置的第一密封胶组件,用于保持所述内层玻璃和所述中间层玻璃处于相互间隔开的关系;绕着所述中间层玻璃和所述外层玻璃周边设置的第二密封胶组件,用于保持所述中间层玻璃和所述外层玻璃处于相互间隔开的关系;与所述内层玻璃的第二表面相邻的第一低辐射率涂层;与所述外层玻璃的第二表面相邻的第二低辐射率涂层;所述内层玻璃、外层玻璃、中间层玻璃、第一密封胶组件、第二密封胶组件以及第一和第二低辐射率涂层形成绝热玻璃单元,所述绝热玻璃单元辐射率等于或小于0.04,在不应用电力加热所述外层玻璃的所述第一表面的情况下大体防止在所述外层玻璃的所述第一表面上形成凝结;所述内层玻璃表面上的防雾或防霜涂层;以及绕着所述绝热玻璃单元周边固定的框架。
在实施例中,制冷室的内部温度大体等于或小于-20°F;外部环境的温度大体等于或大于70°F;并且外部环境的湿度大体等于或大于60%,外层玻璃的第一表面基本没有凝结,在内层玻璃上没有出现结雾或结霜。
在其它实施例中,制冷室的内部温度大体等于或小于0°F,外部环境温度大体等于或大于72°F,周围环境的湿度大体等于或大于60%,外层玻璃的第一表面基本没有凝结,在内层玻璃上没有出现结雾或结霜。
本发明还提供制冷门(以及IGU,和包括它们的制冷系统),制冷门具有外表面并适于在制冷室中使用,所述门包括第一层玻璃;第二层玻璃;绕着第一层玻璃和第二层玻璃周边设置的第一密封胶组件,用于保持第一层玻璃和第二层玻璃处于相互间隔开的关系;与第一层玻璃或第二层玻璃的表面相邻的第一低辐射率涂层;第一层玻璃和第二层玻璃、第一密封胶组件和第一低辐射率涂层形成U值大体等于或小于0.2BTU/hr-sq ft-F的绝热玻璃单元;在玻璃层之一的表面上的防雾或防霜涂层以及绕着绝热玻璃单元周边固定的框架。
本发明还提供制冷门(和IGU,以及包括它们的制冷系统),制冷门具有外表面并适于在制冷室中使用,所述门包括第一层玻璃;第二层玻璃;绕着第一层玻璃和第二层玻璃周边设置的第一密封胶组件,用于保持第一层玻璃和第二层玻璃处于相互间隔开的关系;与第一层玻璃或第二层玻璃的表面相邻的第一低辐射率涂层;第一层玻璃和第二层玻璃、第一密封胶组件和第一低辐射率涂层形成辐射率等于或小于0.04的绝热玻璃单元;在玻璃层之一的表面上的防雾或防霜涂层以及绕着绝热玻璃单元周边固定的框架。
本发明还提供一种具有外表面的制冷门组件的制造方法,所述方法包括如下步骤:提供第一层玻璃;提供第二层玻璃;提供与所述第一层玻璃或所述第二层玻璃的表面相邻的第一低辐射率涂层;绕着所述第一层玻璃和所述第二层玻璃的周边设置第一密封胶组件,以使所述第一层玻璃和所述第二层玻璃保持处于相互间隔开的关系;在玻璃层之一上提供防雾或防霜涂层;其中,所述第一层玻璃、所述第二层玻璃和所述第一密封胶组件形成绝热玻璃单元,所述绝热玻璃单元的U值在不应用电力加热所述门组件的情况下大体防止在所述制冷门组件的外表面上形成凝结,并大体防止在所述组件的表面上形成雾或霜。绝热玻璃单元的U值大体等于或小于0.2BTU/hr-sq ft-F。在另外可选的实施例中,所述方法包括:提供第三层玻璃,所述第三层玻璃可以包括与其至少一个表面相邻的低E涂层;绕着所述第二层玻璃与所述第三层玻璃的周边设置第二密封胶组件,以使所述第二层玻璃和所述第三层玻璃保持处于相互间隔开的关系;其中,所述绝热玻璃单元还包括所述第三层玻璃和所述第二密封胶组件。
本发明还提供一种具有外表面的制冷门组件的制造方法,所述方法包括如下步骤:提供第一层玻璃;提供第二层玻璃;提供与所述第一层玻璃或所述第二层玻璃的表面相邻的第一低辐射率涂层;绕着所述第一层玻璃和所述第二层玻璃的周边设置第一密封胶组件,以使所述第一层玻璃和所述第二层玻璃保持处于相互间隔开的关系;在玻璃层之一上提供防雾或防霜涂层;其中,所述第一层玻璃、所述第二层玻璃和所述第一密封胶组件形成绝热玻璃单元,其辐射率等于或小于0.04,在不应用电力加热所述门组件的情况下大体防止在所述制冷门组件的外表面上形成凝结,并大体防止在所述组件的表面上形成雾或霜。在另外可选的实施例中,所述方法包括:提供第三层玻璃,所述第三层玻璃可以包括与其至少一个表面相邻的低E涂层;绕着所述第二层玻璃与所述第三层玻璃的周边设置第二密封胶组件,以使所述第二层玻璃和所述第三层玻璃保持处于相互间隔开的关系;其中,所述绝热玻璃单元还包括所述第三层玻璃和所述第二密封胶组件。
本发明还提供一种大体透明的绝热玻璃单元门,所述绝热玻璃单元门具有外表面、并应用于置于外部环境中并具有内部制冷室的制冷室;所述绝热玻璃单元包括第一层玻璃;第二层玻璃;绕着所述第一层玻璃和所述第二层玻璃的周边设置的第一密封胶组件,用于保持所述第一层玻璃和所述第二层玻璃处于相互间隔开的关系;与所述第一层玻璃或第二层玻璃的表面相邻的第一低辐射率涂层;以及在所述玻璃层之一的表面上的防雾或防霜涂层,并且所述第一层玻璃、所述第二层玻璃以及所述第一密封胶组件给绝热玻璃单元提供当制冷室的内部温度大体等于或小于0°F、外部环境温度大体等于或大于70°F、且外部环境的湿度大体等于或大于60%时在不应用电力加热绝热玻璃单元的外表面的情况下有效地大体防止在外表面上形成凝结的U值。另外可选的实施例还包括第三层玻璃;以及绕着所述第二层玻璃和所述第三层玻璃的周边设置的第二密封胶组件,用于保持所述第二层玻璃和所述第三层玻璃处于相互间隔开的关系;并可以包括与所述第一层玻璃、所述第二层玻璃或所述第三层玻璃的表面相邻的低辐射率涂层。
在另外可选的实施例中,绝热玻璃单元具有当制冷室的内部温度大体等于或小于-40°F、外部环境温度大体等于或大于80°F、且外部环境的湿度大体等于或大于60%时大体防止在外表面上形成凝结的U值。
本发明还提供一种制冷单元,包括形成室的绝热壳体、冷却系统以及适于装在所述室的开口上的门,所述门具有外表面并包括第一层玻璃、第二层玻璃、绕着所述第一层玻璃和所述第二层玻璃的周边设置以用于保持所述第一层玻璃和所述第二层玻璃处于相互间隔开关系的第一密封胶组件、与所述第一层玻璃或所述第二层玻璃的表面相邻的第一低辐射率涂层,所述第一层玻璃、所述第二层玻璃、所述第一密封胶组件和所述第一低辐射率涂层形成绝热玻璃单元,所述绝热玻璃单元的U值在不应用电力加热所述第一表面的情况下大体防止在所述门的外表面上形成凝结,在所述玻璃层之一的表面上的防雾涂层;以及绕着所述绝热玻璃单元周边固定的框架。绝热玻璃单元的U值大体等于或小于0.2BTU/hr-sq ft-F。在另外可选的实施例中,所述门还包括第三层玻璃,以及绕着所述第二层玻璃和所述第三层玻璃的周边设置以用于保持所述第二层玻璃和所述第三层玻璃处于相互间隔开关系的第二密封胶组件。
本发明还提供一种制冷展示箱的玻璃门,所述门包括具有内侧表面和外侧表面的第一玻璃板;在第一玻璃板内侧表面上的低辐射率涂层;具有内侧表面和外侧表面的第二玻璃板;在第二玻璃板内侧表面上的低辐射率涂层;在第一玻璃板和第二玻璃板之间的中间层玻璃板;在第一玻璃板和中间层玻璃板之间的第一间隔器组件和在中间层玻璃板和第二玻璃板之间的第二间隔器组件,其中,第一间隔器组件和第二间隔器组件由暖边间隔器组件形成;在玻璃板之一的表面上的防雾或防霜涂层;以及绕着至少一块玻璃板延伸并支撑至少一块玻璃板的框架。在一个实施例中,第一玻璃板和第二玻璃板具有相同的宽度和高度。
上面已经描述了本发明的原理、实施例和操作方式。但是,不应该认为本发明限制于上述的特定实施例,而应该将它们认为是解释性的而不是限制性的。应该理解的是,本领域的一般技术人员在不偏离本发明范围的情况下可以对这些实施例做出变化。
虽然联系冰箱或冷冻柜的门描述了本发明的应用,但其它的应用可以包括售货机、天窗、或冷藏卡车、汽车镜子、特别是外部镜子、桑拿室、蒸汽室、淋浴门、售票亭窗口、浴室窗户、浴室镜子、暴露在高湿度或雨中的室外冷却器和冷冻机、以及需要防雾或防霜涂层/膜的任何其它应用。在一些上述应用中,在玻璃的第二侧或较冷一侧的凝结可能不是问题,因为玻璃不是处于周期性打开使冷玻璃暴露于更加潮湿环境的门中。结果,设计玻璃的关键因素是经济性(即,能量成本以及玻璃及安装成本)、可见透明度、耐用性以及其它考虑。
虽然上面已经描述了本发明的优选实施例,但应该理解的是,这些仅仅是以例子的方式给出而不是限性的。因此,本发明的广度和范围不受由上述的例证性实施例限制。
显然,考虑上述的原理可以对本发明做出很多修改和变化,因此,应该理解的是,可以按照与这里具体所述不同的其它方式实施本发明。

Claims (21)

1.一种防雾或防霜涂层,包括以下成分的混合物:
1)第一成分,所述第一成分包括大约46%双丙酮醇、大约4%N-甲基吡咯烷酮、大约4%t-丁醇、大约8%环己烷、大约6%2,4-戊二酮、和大约2%Aromatic 150;以及
2)第二成分,所述第二成分包括大约66%聚异氰酸酯、大约1%自由单体异氰酸酯、大约11%二甲苯、大约11%醋酸正丁酯、和大约11%甲苯;
其中,所述第一成分与第二成分的混合比为大约100∶大约30-33。
2.根据权利要求1所述的防雾或防霜涂层,其特征在于,所述第一成分与第二成分的混合比是大约100∶大约30。
3.根据权利要求1所述的防雾或防霜涂层,其特征在于,所述混合物还包括硅烷。
4.根据权利要求3所述的防雾或防霜涂层,其特征在于,所述硅烷包括3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷。
5.根据权利要求4所述的防雾或防霜涂层,其特征在于,所述硅烷的含量是大约1%到大约8%。
6.根据权利要求5所述的防雾或防霜涂层,其特征在于,所述硅烷的含量是大约6%。
7.根据权利要求1所述的防雾或防霜涂层,其特征在于,所述防雾或防霜涂层具有大约4微米到大约20微米的厚度。
8.根据权利要求7所述的防雾或防霜涂层,其特征在于,所述防雾或防霜涂层具有大约10微米到大约20微米的厚度。
9.根据权利要求8所述的防雾或防霜涂层,其特征在于,所述防雾或防霜涂层具有大约12微米到大约15微米的厚度。
10.一种在基体的至少一部分上形成防雾或防霜涂层的方法,所述方法包括:
用水溶液中的第一硅烷预处理基体的至少一部分;
制备如下成分的混合物:
1)第一成分,所述第一成分包括大约46%双丙酮醇、大约4%N-甲基吡咯烷酮、大约4%t-丁醇、大约8%环己烷、大约6%2,4-戊二酮、和大约2%Aromatic 150;以及
2)第二成分,所述第二成分包括大约66%聚异氰酸酯、大约1%自由单体异氰酸酯、大约11%二甲苯、大约11%醋酸正丁酯、和大约11%甲苯;
其中,所述第一成分与第二成分的混合比为大约100∶大约30-33;
将所述混合物施加到基体上;以及
固化所述基体。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述混合物不含有附加溶剂。
12.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述第一成分与第二成分的混合比为大约100∶大约30。
13.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述混合物通过单一涂覆步骤施加。
14.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述固化在单一固化循环中实现。
15.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,还包括向混合物中加入第二硅烷,其中,所述第二硅烷与所述第一硅烷不同。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述第二硅烷包括3一缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷。
17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述第二硅烷的量是大约1%到8%。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述第二硅烷的量是大约6%。
19.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述第一硅烷包括氨烷基硅氧烷。
20.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述预处理包括制备包括1%或更少的第一硅烷的冲洗水混合物、并将所述混合物施加到所述基体的所述部分。
21.根据权利要求20所述的方法,其特征在于,所述冲洗水混合物包括0.031%的第一硅烷。
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