Составная панель остекления с солнцезащитным покрытием и покрытием, отражающим тепловые лучи
Изобретение относится к составной панели остекления с солнцезащитным покрытием и покрытием, отражающим тепловые лучи, а также к его применению. Составная панель остекления содержит наружное стекло (1) с поверхностью (I) с наружной стороны и поверхностью (II) со стороны внутреннего пространства, внутреннее стекло (2) с поверхностью (III) с наружной стороны и поверхностью (IV) со стороны внутреннего пространства, а также термопластический промежуточный слой (3), который соединяет поверхность (II) со стороны внутреннего пространства наружного стекла (1) с поверхностью (III) с наружной стороны внутреннего стекла (2), причем упомянутая составная панель остекления между наружным стеклом (1) и внутренним стеклом (2) имеет по меньшей мере одно солнцезащитное покрытие (4), которое, по существу, отражает или поглощает лучи вне видимого спектра солнечного излучения, в частности инфракрасные лучи, и причем упомянутая составная панель остекления на поверхности (IV) со стороны внутреннего пространства внутреннего стекла (2) имеет отражающее тепловое излучение покрытие (5), упомянутая составная панель остекления имеет коэффициент А пропускания от 0,02 до 0,08, причем коэффициент А пропускания определяется по следующей формуле (I): A=TLсоставной панели остекления/(TLстекла с низкоэмиссионным покрытием×TE), где TL - светопропускание и TE - пропускание энергии, измеренные по ISO 9050. Изобретение обеспечивает светопропускание через составную панель остекления, воспринимаемое на внутренней стороне внутреннего стекла, в диапазоне предпочтительных значений от 2 до 10%, постоянное отражение света ниже 6%, предпочтительно ниже 4%, также обеспечивает минимально возможное значение TTS. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.
Данное изобретение касается составной панели остекления с солнцезащитным покрытием и покрытием, отражающим тепловые лучи, а также его применения.
Составная панель остекления, обладающая признаками ограничительной части независимого пункта 1 формулы изобретения, известна, например, из патента DE 19927683 С1.
В этой публикации DE 19927683 С1 раскрыто многослойное ветровое стекло из по меньшей мере двух стекол и соединяющего их прозрачного связующего слоя, а также с солнцезащитным слоем, по существу, отражающим лучи вне видимого спектра солнечного излучения, в частности, инфракрасные лучи, отличающееся тем, что это многослойное ветровое стекло на своей поверхности, обращенной к внутреннему пространству снабжено дополнительным, пространственно отделенным от солнцезащитного слоя, прозрачным, по существу, отражающим тепловые лучи покрытием (низкоэмиссионным слоем, Low-E). Задача DE 19927683 С1 состояла в том, чтобы предложить многослойное ветровое стекло с солнцезащитными свойствами, у которого при небольших внешних температурах сильно снижается теплопоглощение из внутреннего помещения транспортного средства через остекление большой площади. Светопропускание через такую составную панель остекления составляет, например, 31%.
Остекление, такое, которое применяется в крышах со сдвигаемой панелью и сдвижных люках, требует светопропускания между 2 и 10% и специальной солнцезащиты, характеризующейся значением TTS, которое является мерой общего передаваемого теплового излучения солнца через стекло и, например, измеряется в соответствии с ISO 9050. При более высоком светопропускании, во-первых, передается слишком много теплового излучения и, во-вторых, люди за остеклением могут испытывать визуальные помехи из-за слишком большого поступления света (Lichteintrag). При более низком светопропускании остекление в целом является слишком темным, так что люди за остеклением больше не могут видеть сквозь него.
Поэтому целью является минимально возможное значение TTS в комбинации со светопропусканием от 2 до 10%, чтобы обеспечить наилучший компромисс между возможностью смотреть наружу сквозь крышу и хорошими термическими свойствами. Поэтому в ламинированных крышах со сдвигаемой панелью и сдвижных люках должны комбинироваться низкая излучательная способность и функции отражения инфракрасных лучей, т.е. контроля солнечного облучения. Отражающие инфракрасные лучи, т.е. контролирующие солнечное облучение функции обеспечиваются покрытиями на основе серебра на внутренней стороне наружного стекла или пленкой полиэтилентерефталата между двумя пленками поливинилбутираля. Покрытия на основе серебра имеют свои недостатки, например, отражение в видимой области света является относительно высоким, по меньшей мере 10%. Это отражение оказывает влияние на отражение, которое воспринимается со стороны внутреннего пространства от остекления. Значения отражения света менее 6%, предпочтительно менее 4% не воспринимаются находящимися в транспортном средстве людьми как мешающие. Даже применение темной тонированной пленки поливинилбутираля между контролирующим солнечное освещение покрытием и внутренним стеклом не может полностью компенсировать это влияние, и в зависимости от светопропускания отражение света от внутренней стороны внутреннего стекла возрастает. Это увеличение отражения света воспринимается находящимися в транспортном средстве людьми, в частности, на задних сиденьях как недостаток, поскольку обзор через крышу со сдвигаемой панелью, соответственно, через сдвижной люк ухудшается, и возникает оптический дискомфорт, например, из-за сильного отражения приборной панели на крыше со сдвигаемой панелью, соответственно, на сдвижном люке.
Эти недостатки касаются, таким образом, и многослойных ветровых стекол, раскрытых, например, в DE 19927683 С1, в крышах со сдвигаемой панелью и сдвижных люках.
В публикации WO 2013/127563 A1 раскрыта еще одна составная панель остекления с солнцезащитным слоем между стеклами и с низкоэмиссионным покрытием на поверхности со стороны внутреннего пространства. Низкоэмиссионное покрытие выполнено на основе ниобия, тантала, молибдена или циркония.
В основу данного изобретения положена задача, обеспечить в требуемом диапазоне предпочтительных значений светопропускание через составную панель остекления от 2 до 10% воспринимаемое на внутренней стороне внутреннего стекла, постоянное отражение света ниже 6%, предпочтительно ниже 4%. Еще одной задачей является достижение минимально возможного значения TTS.
Согласно изобретению, поставленная задача решается посредством составной панели остекления с признаками независимого пункта 1 формулы изобретения. Предлагаемая изобретением составная панель остекления содержит наружное стекло с поверхностью с наружной стороны и поверхностью со стороны внутреннего пространства, внутреннее стекло с поверхностью с наружной стороны и поверхностью со стороны внутреннего пространства, и термопластический промежуточный слой, который соединяет находящуюся со стороны внутреннего пространства поверхность наружного стекла с находящейся с наружной стороны поверхностью внутреннего стекла, причем указанная составная панель остекления между наружным стеклом и внутренним стеклом имеет по меньшей мере одно солнцезащитное покрытие, которое, по существу, отражает или поглощает лучи вне видимого спектра солнечного излучения, в частности, инфракрасные лучи, и причем это многослойное ветровое стекло на поверхности внутреннего стекла со стороны внутреннего пространства имеет покрытие, отражающее тепловые лучи, причем эта составная панель остекления имеет коэффициент А пропускания (Transmissionsindex) от 0,02 до 0,08, причем этот коэффициент А пропускания (значение А) определяется по следующей формуле (I):
A=TLсоставной панели остекления/(TLстекла с низкоэмиссионным покрытием×TE), (I)
причем TL - светопропускание, и ТЕ - пропускание энергии, измеренные по ISO 9050.
ТLсоставной панели остекления означает светопропускание через всю составную панель остекления. ТLстекла с низкоэмиссионным покрытием означает светопропускание через внутреннее стекло с покрытием, отражающим тепловые лучи. Подходящие значения TL могут устанавливаться за счет выбора тонирования компонентов составной панели остекления, т.е. внутреннего стекла, наружного стекла и промежуточного слоя. Значение ТЕ тоже определяется путем выбора тонирования компонентов составной панели остекления и, кроме того, за счет свойств солнцезащитного покрытия и покрытия, отражающего тепловые лучи. Подходящие соответствующие значения могут быть выбраны специалистом так, чтобы добиться предлагаемого изобретением коэффициента А пропускания.
Указанные значения пропускания в принципе могут определяться и по другим нормам, а не по ISO 9050, причем указанный коэффициент А пропускания изменяется лишь незначительно.
Неожиданно было установлено, что такая составная панель остекления имеет низкое светопропускание от 1 до 12%, предпочтительно от 2 до 10% и одновременно низкое общее пропускаемое тепловое излучение (TTS), в частности, менее 50%, предпочтительно менее 35%, особенно предпочтительно менее 25% (измерено по ISO 9050), причем отражение света у такого многослойного ветрового стекла составляет менее 6%, в частности, менее 4%.
Указанное отражение света при этом относится к отражению под углами 8°.
Таким образом, лишь малая часть поступающего солнечного излучения достигает пространства за стеклом, так что, во-первых, обеспечивается предпочтительная защита от солнца и, во-вторых, в значительной мере предотвращается нагрев пространства за составной панелью остекления, причем одновременно может быть снижено до минимума отражение на внутренней стороне внутреннего стекла.
Указанные значения для светопропускания (TL) и для отражения (RL) относятся (как обычно для автомобильного остекления) к категории А света, т.е. к видимой части спектра солнечного света при длине волны от 380 нм до 780 нм. Под лучами, которые, по существу, относятся к лучам видимого спектра солнечного излучения, в частности, инфракрасным лучам, понимаются лучи с длиной волны более 800 нм.
Коэффициент А пропускания составляет от 0,02 до 0,08, предпочтительно от 0,04 до 0,08, особенно предпочтительно от 0,06 до 0,08 и наиболее предпочтительно от 0,07 до 0,08.
Данная составная панель остекления предназначена для того, чтобы в проеме окна отделять внутреннее пространство, в частности, внутреннее пространство транспортного средства от внешнего окружения. Составная панель остекления представляет собой ламинат и содержит первое и второе стекло, которые в смысле данного изобретения обозначаются как наружное стекло и внутреннее стекло и соединены друг с другом посредством термопластического промежуточного слоя. Внутренним стеклом в смысле данного изобретения называется стекло, во встроенном положении обращенное к внутреннему пространству. Наружным стеклом называется стекло, которое во встроенном положении обращено к внешнему окружению. Под поверхностью со стороны внутреннего пространства (или внутренней стороной или внутренней поверхностью) в смысле данного изобретения понимается та поверхность стекол, которая во встроенном положении обращена к внутреннему пространству. Под поверхностью с наружной стороны (или наружной стороной или наружной поверхностью) в смысле данного изобретения понимается та поверхность стекол, которая во встроенном положении обращена к внешнему окружению.
Поверхности стекол обычно обозначаются следующим образом.
Наружная сторона наружного стекла обозначается как сторона 1. Внутренняя сторона наружного стекла обозначается как сторона 2. Наружная сторона внутреннего стекла обозначается как сторона 3. Внутренняя сторона внутреннего стекла обозначается как сторона 4.
Находящаяся со стороны внутреннего пространства поверхность наружного стекла и находящаяся с наружной стороны поверхность внутреннего стекла обращены друг к другу и посредством термопластического промежуточного слоя соединены друг с другом.
Указанный термопластический промежуточный слой образован одной или несколькими термопластическими пленками. Термопластические пленки предпочтительно содержат поливинилбутираль (PVB), этиленвинилацетат (EVA), полиуретан (PU) и/или их смеси, и/или их сополимеры, особенно предпочтителен поливинилбутираль. Эти пленки предпочтительно образованы на основе названных материалов, однако, могут содержать и другие компоненты, например, пластификатор, красящее средство, поглотитель инфракрасного или ультрафиолетового света, предпочтительно в количестве менее 50%.
Предпочтительно в случае указанной по меньшей мере одной термопластической полимерной пленки, в частности, по меньшей мере одной пленки из поливинилбутираля речь идет о тонированной термопластической полимерной пленке, в частности, о тонированной пленке из поливинилбутираля со светопропусканием от 2 до 80%, предпочтительно от 5 до 50% и особенно предпочтительно от 8 до 36%. Применение тонированной термопластической полимерной пленки дает то преимущество, что светопропускание, относящееся ко всему многослойному ветровому стеклу, может регулироваться предпочтительно выбором этой термопластической полимерной пленки. К тому же, путем комбинирования термопластических полимерных пленок с конкретными светопропусканиями и конкретными низкоэмиссионными слоями отражение на стороне 4 многослойного ветрового стекла может устанавливаться в предпочтительном диапазоне менее 6%.
Отдельные полимерные пленки, в частности, пленки из поливинилбутираля предпочтительно имеют толщину от около 0,2 мм до 1 мм, например, 0,38 мм или 0,76 мм. Посредством толщины пленок можно оказывать влияние на другие свойства многослойного ветрового стекла. Так, несколько более толстые пленки из поливинилбутираля создают улучшенную звукоизоляцию, в частности, если они имеют акустически эффективную сердцевину, обеспечивают повышенное сопротивление пробиванию многослойного ветрового стекла, а также повышенную защиту от ультрафиолетового излучения (УФ-защита).
Солнцезащитное покрытие (или солнцезащитный слой) расположено, согласно изобретению, между наружным стеклом и внутренним стеклом. Это солнцезащитное покрытие в одном предпочтительном варианте выполнения нанесено на поверхность наружного стекла со стороны внутреннего пространства. В другом предпочтительном варианте выполнения это солнцезащитное покрытие представляет собой солнцезащитное покрытие, уложенное в термопластический промежуточный слой. Для этого указанное солнцезащитное покрытие помещено на пленочную подложку, которая расположена между двумя термопластическими пленками. Пленочная подложка предпочтительно содержит полиэтилентерефталат (PET) и имеет толщину от 20 мкм до 100 мкм, например, примерно 50 мкм. В еще одном варианте выполнения солнцезащитное покрытие помещено на находящейся с наружной стороны поверхности внутреннего стекла.
Солнцезащитное покрытие решает задачу отфильтровывания части солнечного излучения, в частности, в инфракрасной области спектра. Это солнцезащитное покрытие содержит предпочтительно по меньшей мере один тонкий прозрачный металлический слой, который уложен между по меньшей мере двумя диэлектрическими слоями. В качестве предпочтительного металла для такого металлического слоя зарекомендовало себя серебро, так как оно обладает относительно нейтральным цветовым эффектом, а также селективно отражает инфракрасное излучение вне видимой области спектра солнечного излучения. Задача указанных диэлектрических слоев состоит в том, за счет их показателей преломления улучшать оптические свойства снабженного покрытием стекла и защищать от окисления металлический функциональный слой. Такие солнцезащитные слои, которые могут быть получены, например, методом реактивного распыления, в больших масштабах применяются в остеклениях зданий, но также уже и в транспортных средствах. В большинстве случаев применяются системы слоев с двумя серебряными функциональными слоями, но также и с тремя или четырьмя серебряными функциональными слоями, так как их кпд, т.е. отражение инфракрасного излучения вне видимой области спектра больше по сравнению с пропусканием видимого излучения.
Подходящие солнцезащитные покрытия известны, например, из публикаций WO 2013/104439 A1, а также DE 19927683 С1.
Предпочтительны диэлектрические слои на основе диэлектрических оксидов или нитридов, таких как ZnO, SnZnO, AlN, SiO2, TiO2 или Si3N4.
Альтернативно неорганическим покрытиям, в частности, на основе серебра может быть создано солнцезащитное покрытие также и на неметаллической, органической основе. Солнцезащитное покрытие в данном случае предпочтительно представляет собой пачку из нескольких, обычно нескольких сотен органических слоев с различными или чередующимися показателями преломления. Эта пачка представляет собой диэлектрическую интерференционную пачку с двойным лучепреломлением, которая отражает инфракрасное излучение вследствие эффектов интерференции. Такие органические покрытия по сравнению с металлическими покрытиями обладают преимуществом большей нейтральности цвета и более высокого светопропускания. Кроме того, они не препятствуют передаче электромагнитных сигналов. Такие солнцезащитные покрытия на пленочных подложках из полиэтилентерефталата поставляются, например, фирмой 3М под фирменным наименованием «Ultra-Clear Solar Film».
Согласно изобретению, на внутренней стороне внутреннего стекла (сторона 4) размещено покрытие, отражающее тепловые лучи. Такие покрытия известны, например, из WO 2013/131667 A1. Покрытие, отражающее тепловые лучи, может называться также покрытием с низкой излучательной способностью, покрытием, снижающим излучательную способность, покрытием или низкоэмиссионным слоем. Его задачей является отражение теплового излучения, т.е., в частности, инфракрасного излучения, которое имеет большую длину волны, чем инфракрасная часть спектра солнечного излучения. При низких внешних температурах низкоэмиссионное покрытие отражает тепло обратно во внутреннее пространство и уменьшает остывание внутреннего пространства. При высоких внешних температурах низкоэмиссионное покрытие отражает термическое излучение нагретой составной панели остекления наружу и уменьшает нагрев внутреннего пространства. На внутренней стороне внутреннего стекла предлагаемое изобретением покрытие особенно эффективно уменьшает летом испускание теплового излучения стеклом во внутреннее пространство, а зимой - излучение тепла во внешнее окружение.
Покрытие, отражающее тепловые лучи, предпочтительно содержит функциональный слой, который содержит прозрачный проводящий оксид (ТСО), предпочтительно оксид индия-олова, оксид олова, легированный сурьмой или фтором, и/или оксид цинка, легированный галлием и/или алюминием (ZnO: Ga, соответственно, ZnO: Al), причем оксид индия-олова является предпочтительным. Указанный функциональный слой может, однако, содержать и другие электропроводные оксиды, например, оксид олова, легированный фтором (Sn02:F), оксид олова, легированный сурьмой (SnO2:Sb), смешанный оксид индия-цинка (IZO), оксид цинка, легированный галлием или алюминием, оксид титана, легированный ниобием, станнат кадмия и/или станнат цинка. Таким образом достигаются особенно хорошие результаты в плане излучательной способности и гибкости предлагаемого изобретением покрытия. Коэффициент преломления материала функционального слоя составляет предпочтительно от 1,7 до 2,5.
Оксид индия-олова осаждается предпочтительно посредством катодного распыления в присутствии ускоряющего магнитного поля 
с мишенью из оксида индия-цинка. Эта мишень предпочтительно содержит от 75 масс. % до 95 масс. % оксида индия и от 5 масс. % до 25 масс. % оксида олова, а также обусловленные технологией примеси. Осаждение легированного оловом оксида индия осуществляется предпочтительно в атмосфере защитного газа, например, аргона. В защитный газ может также добавляться незначительная доля кислорода, например, для улучшения однородности функционального слоя.
Указанная мишень альтернативно может содержать предпочтительно по меньшей мере от 75 масс. % до 95 масс. % индия и от 5 масс. % до 25 масс. % олова. Осаждение оксида индия-олова в таком случае осуществляется предпочтительно при добавлении кислорода в качестве химически активного газа во время катодного распыления.
Покрытие, отражающее тепловые лучи, обычно содержит, кроме того, диэлектрические слои, в частности, из диэлектрических оксидов или нитридов, например, ZnO, SnZnO, AlN, TiO2, SiO2 или Si3N4. Слой из отражающего проводящего оксида просветляется (entspiegelt) за счет использования дополнительных диэлектрических слоев над ним и под ним, чтобы обеспечить достаточно низкое отражение от внутренней стороны.
На излучательную способность предлагаемого изобретением стекла можно оказывать влияние через толщину функционального слоя покрытия, отражающего тепловые лучи. Толщина функционального слоя составляет предпочтительно от 40 нм до 200 нм, особенно предпочтительно от 60 нм до 150 нм и наиболее предпочтительно от 65 нм до 85 нм, например, около 75 нм. В этом диапазоне толщин достигается особенно предпочтительное значение излучательной способности и обеспечивается особенно предпочтительная способность покрытия, отражающего тепловые лучи, противостоять механической трансформации, такой как гибка или предварительное напряжение, без повреждения.
Излучательная способность со стороны внутреннего пространства предлагаемой изобретением составной панели остекления составляет предпочтительно ≤ 50%, особенно предпочтительно от 10% до 50%, наиболее предпочтительно от 20% до 35%. Излучательной способностью со стороны внутреннего пространства при этом называется показатель, который обозначает, сколько теплового излучения отдает стекло во встроенном положении по сравнению с идеальным тепловым излучателем (черным телом) во внутреннее пространство, например, здания или транспортного средства. Под излучательной способностью в смысле данного изобретения понимается нормальный коэффициент эмиссии при 283 К согласно норме EN 12898.
Предлагаемая изобретением составная панель остекления также характеризуется предпочтительно тем, что внутреннее стекло вместе с нанесенным на него покрытием, отражающим тепловые лучи (низкоэмиссионный слой)) имеет светопропускание от 25% до 95%.
Наружное стекло и внутреннее стекло предпочтительно независимо друг от друга выполнены из стекла или пластика, предпочтительно из натриево-кальциевого стекла, щелочно-алюмосиликатного стекла, поликарбоната или полиметакрилата. В одном особенно предпочтительном варианте наружное стекло и внутреннее стекло выполнены из стекла.
Пригодными стеклами являются стекла, известные под торговыми наименованиями VG10, VG20, VG40 или TSANx, TSA3+, TSA4+ фирмы Saint-Gobain, причем в случае стекол серии VG речь идет о стеклах серого цвета, а в случае серии TSA о стеклах зеленого цвета.
Наружное и/или внутреннее стекло предпочтительно независимо друг от друга имеют толщину от 0,1 до 4 мм, предпочтительно от 1 до 4 мм, особенно предпочтительно от 1,6 мм до около 2,1 мм.
Предлагаемая изобретением составная панель остекления предпочтительно имеет светопропускание от 1% до 12%, предпочтительно от 2% до 10% (измерено по ISO 9050).
Внутреннее стекло с нанесенным на него покрытием, отражающим тепловые лучи (низкоэмиссионный слой), предпочтительно имеет отражение света (RL) при 8° менее 6%, особенно предпочтительно менее 4,0% (измерено по ISO 9050). Это означает отражение света снабженным покрытием внутренним стеклом как частью составной панели остекления - иначе говоря, отражение света составной панелью остекления со стороны внутреннего пространства, т.е. отражение света на поверхности внутреннего стекла, обращенной от наружного стекла.
Коэффициент А пропускания устанавливается в идеале в зависимости от светопропускания промежуточного слоя, чтобы обеспечить оптимальные свойства. Предпочтительно коэффициент А пропускания лежит
- в диапазоне от 0,02 до 0,08 при светопропускании (TL) промежуточного слоя от 5 до 20%,
в диапазоне от 0,04 до 0,08 при светопропускании промежуточного слоя от 20 до 25%,
в диапазоне от 0,05 до 0,08 при светопропускании промежуточного слоя от 25 до 30%, и
в диапазоне от 0,07 до 0,08 при светопропускании промежуточного слоя более 30%, предпочтительно от 30% до 50%.
Предпочтительно вышеуказанные диапазоны для светопропускания промежуточного слоя являются конечными, т.е. промежуточный слой имеет светопропускание от 5 до 50%, причем коэффициент А пропускания показывает вышеописанную зависимость от светопропускания промежуточного слоя.
В одном особенно предпочтительном варианте выполнения составная панель остекления имеет коэффициент пропускания от 0,07 до 0,08, причем светопропускание промежуточного слоя составляет от 8% до 36%. Тем самым достигаются особенно хорошие результаты.
В одной предпочтительной модификации данного изобретения в указанный термопластический промежуточный слой заделан функциональный элемент с электрически регулируемыми оптическими свойствами. Благодаря этому видимость через указанную составную панель остекления может электрически регулироваться, в частности, между ясным, прозрачным состоянием и состоянием уменьшенного пропускания. Указанные значения для светопропускания составной панели остекления или, соответственно, промежуточного слоя при этом всегда относятся к составной панели остекления с функциональным элементом в ясном, прозрачном состоянии.
Такие функциональные элементы применяются обычно в комбинации с солнцезащитными покрытиями, чтобы защитить эти функциональные элементы от вредного инфракрасного излучения. Предлагаемая изобретением составная панель остекления с уменьшенным отражением со стороны внутреннего пространства раскрывает свои преимущества в особой мере в комбинации с электрически регулируемым функциональным элементом: нежелательное отражение со стороны внутреннего пространства, в частности, в переключенном на видимость состоянии воспринималось бы как мешающее, так как именно в этом состоянии желателен вид наружу без помех.
Указанный функциональный элемент расположен между по меньшей мере двумя слоями из термопластического материала промежуточного слоя, в частности, между двумя полимерными пленками, причем он соединен посредством первого слоя с наружным стеклом и посредством второго слоя с внутренним стеклом. Предпочтительно боковая кромка функционального элемента полностью охвачена промежуточным слоем, так что функциональный элемент не проходит до боковой кромки составной панели остекления и, тем самым, не имеет никакого контакта с окружающей атмосферой. Чтобы компенсировать толщину функционального элемента в краевой области, можно поместить функциональный элемент в выемке в третьем слое из термопластического материала.
Функциональный элемент содержит по меньшей мере один активный слой, который расположен между первой пленочной подложкой и второй пленочной подложкой. Этот активный слой имеет изменяемые оптические свойства, которыми можно управлять с помощью прикладываемого к этому активному слою электрического напряжения. Под электрически регулируемыми оптическими свойствами в смысле данного изобретения понимаются такие свойства, которые могут регулироваться бесступенчато, но в равной мере и такие, которые могут переключаться между двумя или более дискретными состояниями. К указанным оптическим свойствам относятся, в частности, светопропускание и/или рассеивающие свойства. Функциональный элемент содержит, кроме того, плоские электроды для подачи напряжения к активному слою, которые предпочтительно расположены между пленочными подложками и активным слоем.
В одном предпочтительном варианте выполнения функциональный элемент представляет собой функциональный элемент в виде полимер-диспергированного жидкокристаллического элемента (PDLC - polymer dispersed liquid crystal). Активный слой функционального элемента полимер-диспергированного жидкокристаллического элемента содержит жидкие кристаллы, которые заделаны в полимерную матрицу. Если к плоским электродам напряжение не приложено, то эти жидкие кристаллы ориентированы неупорядоченно, что ведет к сильному рассеянию поступающего через активный слой света. Если к плоским электродам прикладывается напряжение, то эти жидкие кристаллы ориентируются в одном, общем направлении, и пропускание света через активный слой возрастает.
В другом предпочтительном варианте выполнения функциональный элемент представляет собой функциональный элемент в виде устройства с суспендированными частицами (SPD - suspended particle device). При этом активный слой содержит суспендированные частицы, причем поглощение света этим активным слоем может изменяться посредством приложения напряжения к плоским электродам. В принципе можно, однако, использовать регулируемые функциональные элементы других типов, например, электрохромные функциональные элементы. Упомянутые регулируемые функциональные элементы и их принцип действия сами по себе известны специалисту, так что в этом месте можно отказаться от подробного описания.
Плоские электроды выполнены предпочтительно как прозрачные, электропроводные слои. Плоские электроды предпочтительно содержат по меньшей мере один металл, металлический сплав или прозрачный проводящий оксид (transparent conducting oxide, ТСО). Плоские электроды могут содержать, например, серебро, золото, медь, никель, хром, вольфрам, оксид индий-олова (ITO), оксид цинка, легированный галлием или алюминием и/или легированный фтором, или оксид олова, легированный сурьмой. Плоские электроды предпочтительно имеют толщину от 10 нм до 2 мкм, особенно предпочтительно от 20 нм до 1 мкм, наиболее предпочтительно от 30 нм до 500 нм.
Функциональный элемент выполнен, в частности, как многослойная пленка с двумя внешними пленочными подложками. У такой многослойной пленки плоские электроды и активный слой обычно расположены между обеими пленочными подложками. Под внешними пленочными подложками здесь понимается, что такие пленочные подложки образуют обе поверхности многослойной пленки. Функциональный элемент может благодаря этому доставляться в виде ламинированной пленки, которая предпочтительно может обрабатываться. Функциональный элемент благодаря пленочным подложкам предпочтительно защищен от повреждений, в частности, от коррозии. Эта многослойная пленка содержит в указанной последовательности по меньшей мере одну пленочную подложку, один плоский электрод, один активный слой, еще один плоский электрод и еще одну пленочную подложку. Обычно пленочные подложки снабжены каждая электропроводным покрытием, которое обращено к активному слою и работает как плоский электрод. Обычно пленочные подложки содержат PET и имеют толщину от 0,1 мм до 1 мм, в частности, от 0,1 мм до 0,2 мм.
Данное изобретение касается также применения предлагаемой изобретением составной панели остекления в транспортном средстве, предпочтительно в качестве стекла крыши транспортного средства, особенно предпочтительно в качестве стекла крыши моторного транспортного средства, в частности, пассажирского автомобиля.
Данное изобретение касается также транспортного средства, предпочтительно моторного транспортного средства, содержащего предлагаемое изобретением многослойное ветровое стекло.
Ниже данное изобретение разъясняется более подробно на примерах выполнения и с привлечением чертежей. Эти чертежи являются схематичными изображениями и выполнены без соблюдения масштаба. Эти чертежи никоим образом не ограничивают данное изобретение.
На чертежах показано следующее.
Фиг. 1 поперечное сечение предлагаемой изобретением составной панели остекления согласно одному варианту выполнения,
Фиг. 2 диаграмма коэффициента отражения предлагаемой изобретением составной панели остекления в одном варианте выполнения в зависимости от светопропускания промежуточного слоя.
На Фиг. 1 показано поперечное сечение предлагаемой изобретением составной панели остекления согласно одному варианту выполнения. Эта составная панель остекления содержит наружное стекло 1 и внутреннее стекло 2, которые соединены друг с другом посредством термопластического промежуточного слоя 3. Эта составная панель остекления имеет размер около 1 м2 и используется в качестве стекла крыши пассажирского автомобиля, причем предусмотрены наружное стекло 1, обращенное к внешнему окружению, и внутреннее стекло 2, обращенное к внутреннему помещению транспортного средства. Наружное стекло 1 имеет поверхность I с наружной стороны и поверхность II со стороны внутреннего пространства. Внутреннее стекло 2 имеет поверхность III с наружной стороны и поверхность IV со стороны внутреннего пространства. Находящиеся с наружной стороны поверхности I и III во встроенном положении обращены к внешнему окружению, а находящиеся со стороны внутреннего пространства поверхности II и IV во встроенном положении обращены к внутреннему помещению транспортного средства. Находящаяся со стороны внутреннего пространства поверхность II наружного стекла 1 и находящаяся с наружной стороны поверхность III внутреннего стекла 2 обращены друг к другу. Наружное стекло 1 и внутреннее стекло 2 содержат натриево-кальциевое стекло, и каждое имеют толщину 2,1 мм. Указанный термопластический промежуточный слой 3 содержит поливинилбутираль (PVB) или состоит из него и имеет толщину 0,76 мм.
На поверхности II наружного стекла 1 со стороны внутреннего пространства расположено солнцезащитное покрытие 4. Это солнцезащитное покрытие 4 проходит по всей поверхности II за исключением проходящей в окружном направлении в форме рамы и свободной от покрытия зоны шириной 8 мм. Эта свободная от покрытия зона герметично запечатывается путем приклеивания термопластического промежуточного слоя 3. Благодаря этому солнцезащитное покрытие 4 предпочтительно защищено от повреждений и коррозии. Солнцезащитное покрытие 4 содержит, например, по меньшей мере два функциональных слоя, которые по меньшей мере содержат серебро или состоят из серебра и имеют толщину слоя между 10 нм и 20 нм, причем каждый функциональный слой расположен между двумя диэлектрическими слоями из нитрида кремния толщиной от 40 нм до 70 нм.
На поверхности IV внутреннего стекла 2 со стороны внутреннего пространства расположено покрытие 5, отражающее тепловые лучи. Это покрытие 5 содержит функциональный слой ITO толщиной от 60 нм до 150 нм. Покрытие 5 содержит, кроме того, дополнительные диэлектрические слои поверх функционального слоя и под ним, в частности, из легированного алюминием SiC2 и Si3N4.
Солнцезащитное покрытие 4 приводит к уменьшенному нагреву внутреннего помещения транспортного средства и внутреннего стекла 2 вследствие отражения инфракрасного излучения. Покрытие, отражающее тепловые лучи 5, с одной стороны, уменьшает передачу теплового излучения через составную панель остекления во внутреннее помещение транспортного средства, в частности, при высоких внешних температурах. Покрытие 5, отражающее тепловые лучи, с другой стороны, уменьшает теплоотдачу излучением тепла из внутреннего помещения транспортного средства при низких внешних температурах.
На Фиг. 2 показано отражение света отражающим покрытием (низкоэмиссионный слой) определенных многослойных ветровых стекол с различными значениями коэффициента А пропускания в зависимости от светопропускания промежуточного слоя 3 из PVB. Эта диаграмма рассматривается в связи с данным примером.
Данное изобретение поясняется ниже более подробно на не ограничивающем объем защиты примере выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Пример:
При этом:
Стекло, отражающее ИК-лучи, - наружное стекло 1 с солнцезащитным покрытием 4
PLC 2,1 мм стекло (Saint-Gobain) с солнцезащитным покрытием 4, содержащим три функциональных слоя из серебра
PVB - промежуточный слой 3
тонированная пленка из поливинилбутираля с различным TL
Низкоэмиссионное стекло - внутреннее стекло 2 с покрытием 5, отражающим тепловые лучи,
стекла (Saint-Gobain) с различным светопропусканием, каждое с покрытием 5, отражающим тепловые лучи, и содержащее функциональный слой ITO
a) стекло VG10, 2,1 мм
b) стекло VG20, 2,1 мм
c) стекло VG 40, 2,1 мм
d) стекло TSA4+, 2,1 мм
е) стекло PLC, 2,1 мм
Изделие - вся составная панель остекления
RL сторона 4 - отражение, как пояснялось выше
А - коэффициент пропускания, как охарактеризовано выше.
Оказалось, что благодаря приведенным в таблице 1 комбинациям может быть достигнуто предпочтительное отражение менее 6%, предпочтительно менее 4%. Кроме того, оказалось, что при высоких коэффициентах пропускания от 0,05 до 0,08 возможна высокая вариабельность в коэффициентах пропускания используемых пленок из поливинилбутираля, без нанесения существенного вреда показателю RL на стороне 4. Чем меньше коэффициент пропускания, тем ниже вариабельность в коэффициентах пропускания используемых пленок из поливинилбутираля, но при этом RL на стороне 4 не выходит из предпочтительного диапазона.
Это видно также и на Фиг. 2.
Составная панель остекления с темным стеклом VG10 2,1 мм имеет коэффициент А пропускания 0,08 (ромбовидный символ на Фиг. 1). Составная панель остекления с более светлым стеклом PLC 2,1 мм имеет коэффициент А пропускания 0,02 (крестообразный символ, состоящий из трех линий, на Фиг. 1).
На Фиг. 2 показано, что по мере возрастания светопропускания промежуточного слоя 3 растет отражение света отражающим покрытием (низкоэмиссионным слоем) всех многослойных ветровых стекол с различными значениями коэффициента А пропускания. Для многослойных ветровых стекол с высоким коэффициентом А пропускания, например, 0,08, отражение света отражающим покрытием (низкоэмиссионным слоем) по мере роста светопропускания промежуточного слоя 3 увеличивается медленнее, чем для многослойных ветровых стекол с низким коэффициентом А пропускания, например, 0,02.
Сравнительный пример:
Этот сравнительный пример отличается от примера а, вариант с 36% TL промежуточного слоя, лишь тем, что толщина внутреннего стекла, изготовленного из стекла VG10 составляет 3,9 мм вместо 2,1 мм. Можно видеть, что при этом коэффициент А пропускания лежит явно вне управляемого диапазона. Подобного результата следует ожидать, если бы вместо толщины была увеличена степень тонирования внутреннего стекла.
Перечень ссылочных обозначений
(1) наружное стекло
(2) внутреннее стекло
(3) термопластический промежуточный слой
(4) солнцезащитное покрытие
(5) покрытие, отражающее тепловые лучи/низкоэмиссионное покрытие
(I) поверхность стекла (1) с наружной стороны
(II) поверхность стекла (1) со стороны внутреннего пространства
(III) поверхность стекла (2) с наружной стороны
(IV) поверхность стекла (2) со стороны внутреннего пространства
1. Составная панель остекления, содержащая наружное стекло (1) с поверхностью (I) с наружной стороны и поверхностью (II) со стороны внутреннего пространства, внутреннее стекло (2) с поверхностью (III) с наружной стороны и поверхностью (IV) со стороны внутреннего пространства и термопластический промежуточный слой (3), который соединяет поверхность (II) со стороны внутреннего пространства наружного стекла (1) с поверхностью (III) с наружной стороны внутреннего стекла (2),
причем упомянутая составная панель остекления между наружным стеклом (1) и внутренним стеклом (2) имеет по меньшей мере одно солнцезащитное покрытие (4), которое, по существу, отражает или поглощает лучи вне видимого спектра солнечного излучения, в частности инфракрасные лучи, и
причем упомянутая составная панель остекления на поверхности (IV) со стороны внутреннего пространства внутреннего стекла (2) имеет отражающее тепловое излучение покрытие (5),
охарактеризованная тем, что
- отражающее тепловое излучение покрытие (5) содержит прозрачный проводящий оксид,
- упомянутая составная панель остекления имеет светопропускание TLсоставной панели остекления от 1% до 12%, и
- упомянутая составная панель остекления имеет коэффициент А пропускания от 0,02 до 0,08, причем коэффициент А пропускания определяется по следующей формуле (I)
A=TLсоставной панели остекления/(TLстекла с низкоэмиссионным покрытием×TE), (I)
причем TL - светопропускание и TE - пропускание энергии измерены по ISO 9050.
2. Составная панель остекления по п. 1, у которой отражение света на поверхности (IV) со стороны внутреннего пространства внутреннего стекла (2) под углом 8° составляет менее 6%.
3. Составная панель остекления по п. 1 или 2, причем солнцезащитное покрытие (4) содержит систему слоев с по меньшей мере одним металлическим слоем, встроенным между диэлектрическими оксидными или нитридными слоями, в частности по меньшей мере одним слоем металлического серебра.
4. Составная панель остекления по любому из пп. 1-3, причем солнцезащитное покрытие (4) нанесено непосредственно на поверхность (II) со стороны внутреннего пространства наружного стекла (1).
5. Составная панель остекления по любому из пп. 1-3, причем солнцезащитное покрытие (4) расположено на пленочной подложке, встроенной в упомянутый промежуточный слой (3).
6. Составная панель остекления по любому из пп. 1-5, причем упомянутый промежуточный слой (3) образован из по меньшей мере одной полимерной пленки, которая предпочтительно содержит поливинилбутираль, этиленвинилацетат, полиуретан, и/или их смеси, и/или их сополимеры, предпочтительно поливинилбутираль.
7. Составная панель остекления по п. 6, причем упомянутая по меньшей мере одна полимерная пленка имеет светопропускание от 2 до 80%, предпочтительно от 5 до 50%, особенно предпочтительно от 8 до 36%.
8. Составная панель остекления по любому из пп. 1-7, причем отражающее тепловое излучение покрытие (5) содержит оксид индия-олова, оксид олова, легированный сурьмой или фтором, и/или легированный алюминием оксид цинка (ZnO:Al), и/или легированный галлием оксид цинка (ZnO:Ga), причем оксид индия-олова является предпочтительным.
9. Составная панель остекления по любому из пп. 1-8, причем внутреннее стекло (2) вместе с нанесенным на него отражающим тепловое излучение покрытием (5) имеет светопропускание TLстекла с низкоэмиссионным покрытием от 25 до 95%.
10. Составная панель остекления по любому из пп. 1-9, у которой светопропускание TLсоставной панели остекления составляет от 2 до 10%.
11. Составная панель остекления по любому из пп. 1-10, причем внутреннее стекло (2) с нанесенным на него отражающим тепловое излучение покрытием (5) имеет отражение света под углом 8° менее 6%, предпочтительно менее 4,0%.
12. Составная панель остекления по любому из пп. 1-11, причем коэффициент А пропускания
- при светопропускании упомянутого промежуточного слоя (3), равном от 5 до 20%, находится в диапазоне от 0,02 до 0,08,
- при светопропускании упомянутого промежуточного слоя (3), равном от 20 до 25%, находится в диапазоне от 0,04 до 0,08,
- при светопропускании упомянутого промежуточного слоя (3), равном от 25 до 30%, находится в диапазоне от 0,05 до 0,08, и
- при светопропускании упомянутого промежуточного слоя (3) более 30%, предпочтительно от 30 до 50%, находится в диапазоне от 0,07 до 0,08.
13. Составная панель остекления по любому из пп. 1-12, причем наружное стекло (1) и/или внутреннее стекло (2) имеют толщину от 0,5 до 4 мм, предпочтительно от 1,6 до 2,1 мм.
14. Составная панель остекления по любому из пп. 1-13, причем в упомянутый промежуточный слой (3) встроен функциональный элемент с электрически регулируемыми оптическими свойствами, в частности полимер-диспергированный жидкокристаллический (PDLC) элемент или элемент с суспендированными частицами (SPD).
15. Применение составной панели остекления по любому из пп. 1-14 в качестве стекла крыши транспортного средства.
