Неметаллический лист с покрытием, имеющий внешний вид шероховатого металла, покрытия для него и способ изготовления
Изобретение относится к стеклянному листу с покрытием, имеющему текстурированную поверхность. Техническим результатом изобретения является снижение себестоимости при изготовлении изделий. Изделие содержит подложку, выбранную из стекла и пластика, имеющих коэффициент пропускания видимого света, превышающий 0%, и имеющую первую главную поверхность и противоположную вторую главную поверхность, причем вторая главная поверхность имеет текстурировавную поверхность для формирования второй поверхности подложки с заданной структурой. На вторую главную поверхность нанесен магнетронным распылением в вакууме верхний слой, имеющий первую поверхность и противоположную вторую поверхность. Верхний слой является теплостойким покрытием, содержащим эстетичный отражающий слой из одного или более металлов, металлических сплавов и их смесей, придающий изделию металлический внешний вид, при этом покрытие дополнительно содержит грунтовочный слой на эстетичном отражающем слое, диэлектрический слой на грунтовочном слое и защитное покрытие на диэлектрическом слое. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 табл., 9 ил.
Уровень техники
1. Область техники
Настоящее изобретение относится к покрытому неметаллическому листу, имеющему внешний вид шероховатого металла, покрытиям и способу изготовления покрытого неметаллического листа, конкретнее к стеклянному листу, имеющему тскстурированную поверхность, и покрытию, нанесенному на текстурированную поверхность для придания покрытому листу внешнего вида шероховатого металла.
2. Обсуждение существующей технологии
Металлические листы, имеющие текстурированную поверхность (в дальнейшем также называемые «текстурированными металлическими листами»), привлекают своим внешним видом, что делает их желательными для использования в качестве элементов внутренней и внешней отделки зданий, в производстве мебели и в производстве устройств бытовой техники. Несмотря на то, что текстурированные металлические листы имеют приятный внешний вид, они обладают недостатками. К примеру, и не ограничиваясь этим, текстурированные металлические листы непрозрачны, что исключает их использование для изготовления прозрачных поверхностей, когда требуется визуальное наблюдение и/или прохождение видимого света. Другой недостаток состоит в том, что текстурированные металлические листы являются дорогими, и еще одним недостатком является то, что незащищенная текстурированная поверхность может быть поцарапана и/или вдавлена, в результате чего нарушается текстурированное изображение на металлической поверхности.
Для специалистов в данной области техники является очевидным, что хорошо бы предоставить покрытый неметаллический лист или изделие с внешним видом текстурированного металла, но без недостатков, которыми в настоящее время обладают текстурированные металлические листы.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение относится к изделию, имеющему подложку и верхний слой. Подложка имеет первую основную поверхность и противоположную вторую основную поверхность, причем вторая основная поверхность является текстурированной поверхностью для создания на второй поверхности подложки заданной структуры. Верхний слой имеет первую поверхность и противоположную вторую поверхность, причем первая поверхность верхнего слоя находится в поверхностном контакте с текстурированной поверхностью для того, чтобы участки первой поверхности верхнего слоя согласовывались с соответствующими участками заданной структуры, при этом коэффициент пропускания видимого света и коэффициент отражения видимого света подложки, имеющей верхний слой, подбирают таким образом, чтобы заданная структура была видимой, когда изделие рассматривают через первую поверхность подложки, или была видимой, когда изделие рассматривают через вторую поверхность верхнего слоя.
В одном неограничительном варианте осуществления изобретения верхний слой изделия является прозрачным покрытием, нанесенным вакуумным напылением в магнитном поле, включающим эстетичный отражающий слой одного или более металлов, металлических сплавов и их смесей, необязательно, покрытие включает грунтовочный слой поверх эстетичного отражающего слоя, диэлектрический слой поверх грунтовочного слоя и защитное покрытие поверх диэлектрического слоя.
В другом неограничительном варианте осуществления изобретения верхний слой представляет собой покрытие, способное выдерживать нагрев, имеющее низкую излучательную способность, и включает базовый слой материала, поглощающего видимый свет, поверх одной из поверхностей подложки, предпочтительно на второй поверхности подложки; первый диэлектрический слой поверх базового слоя; первый серебряный слой поверх первого диэлектрического слоя; первый грунтовочный слой поверх первого серебряного слоя; второй диэлектрический слой поверх первого грунтовочного слоя; второй серебряный слой поверх второго диэлектрического слоя; второй грунтовочный слой поверх второй серебряной пленки; третий диэлектрический слой поверх второго грунтовочного слоя; и защитное покрытие поверх диэлектрического слоя. Покрытое изделие имеет следующие координаты цветности (стандарт CIE 1976, источник света D65, угол наблюдения 10°): а*=0,3; b*=4,5 и L*=78, причем указанные координаты цветности могут изменяться в диапазоне ±10%.
В другом неограничительном варианте осуществления изобретения верхний слой содержит первый грунтовочный слой и второй грунтовочный слой, причем первый грунтовочный слой является первой поверхностью верхнего слоя, и первый грунтовочный слой имеет противоположную вторую поверхность, второй грунтовочный слой является противоположной второй поверхностью верхнего слоя и противоположной первой поверхностью, причем первая поверхность второго грунтовочного слоя обращена к второй поверхности первого грунтовочного слоя. Коэффициент пропускания видимого света первой поверхности слоя превышает 0%, а коэффициент пропускания видимого света второго грунтовочного слоя составляет 0%, и коэффициент отражения видимого света первой поверхности слоя больше, чем коэффициент отражения видимого света подложки, так что заданная текстурированная структура видна невооруженным глазом через первую поверхность, а не через вторую поверхность подложки.
В другом неограничительном варианте осуществления изобретения подложка содержит первый слой и второй слой, причем первый слой имеет первую основную поверхность подложки и противоположную вторую поверхность, а второй слой имеет вторую поверхность подложки и противоположную первую поверхность, при этом первая поверхность второго слоя обращена к второй поверхности первого слоя, причем коэффициент пропускания видимого света второго слоя подложки составляет 0%, а коэффициент пропускания видимого света верхнего слоя превышает 0%, так что заданная текстурированная структура видна невооруженным глазом через вторую основную поверхность верхнего слоя.
Согласно другим вариантам осуществления изобретения изделие включает подложку и верхний слой, каждый из которых имеет коэффициент пропускания видимого света, превышающий 0%, и дополнительно содержит прозрачный лист и разделительный краевой узел для поддержания прозрачного листа и второй поверхности верхнего слоя, обращенных друг к другу на расстоянии; подложка и верхний слой имеют коэффициент пропускания видимого света, превышающий 0%, и изделие также содержит прозрачный лист и промежуточный лист для прикрепления прозрачного листа ко второй поверхности верхнего слоя; а текстурированная поверхность выбрана из следующей группы:
множества волнистых линий, расположенных на расстоянии друг от друга, множества расположенных на расстоянии заштрихованных областей, ряда разорванных дуг, закрученных по спирали к центральной области, одной сплошной изогнутой линии, которая закручена по спирали к центральной области, вогнутой поверхности, множества расположенных с интервалами круглых углублений, множества выступающих поверхностей, множества расположенных с интервалами выпуклых участков, одного выпуклого участка, а также их комбинации.
Неограничительные варианты изделий согласно изобретению включают изделия промышленного производства, выбранные из следующей группы: мебели, устройств бытовой техники, окон коммерческих и жилых зданий, и деталей транспортных средств; окон для коммерческих и жилых зданий, содержащих верхний слой, который расположен на расстоянии от защитного листа и обращен к нему, и камеру между верхним слоем и защитным листом; и остекления для транспортных средств, содержащего прозрачный защитный лист, которым ламинируют верхний слой.
Изобретение также относится к способу изготовления изделия, имеющего металлический внешний вид, посредством обработки поверхности неметаллической подложки для создания заданной структуры на текстурированной поверхности подложки и нанесения верхнего слоя на текстурированную поверхность подложки, причем коэффициент пропускания видимого света подложки, имеющей верхний слой, и коэффициент отражения видимого света подложки, имеющей верхний слой, выбирают таким образом, чтобы заданная структура была видимой, когда изделие рассматривают через одну из внешних поверхностей изделия.
Изобретение, кроме того, относится к покрытию, которое имеет эстетичный отражающий слой из одного или более металлов, металлических сплавов и их смесей, грунтовочный слой поверх эстетичного отражающего слоя, диэлектрический слой поверх грунтовочного слоя, и, необязательно, защитное покрытие поверх диэлектрического слоя. Хотя это может не потребоваться, покрытие может быть покрытием, способным выдерживать нагрев.
В одном неограничительном варианте покрытия согласно изобретению оптически отражающая пленка имеет толщину в диапазоне от 1 до 20 нанометров («нм»); грунтовочный слой располагается на эстетичном отражающем слое и имеет толщину от 1 до 10 нанометров («нм»); диэлектрическая пленка располагается на грунтовочном слое и имеет толщину в диапазоне от 1 до 10 нм и защитное покрытие располагается на диэлектрическом слое и имеет толщину в диапазоне от 10 до 500 нм.
Другие неограничительные варианты покрытия согласно изобретению включают эстетичный отражающий слой, выбранный из группы, содержащей: сталь, медь, латунь, ниобий, алюминий, нихром, олово, никель и хром, благородные металлы и их смеси, и пленку, выбранную из группы, которая содержит: материал, имеющий в своем составе титан; материал, имеющий в своем составе цирконий; материал, имеющий в своем составе алюминий; материал, имеющий в своем составе никель; материал, имеющий в своем составе хром; материал, имеющий в своем составе гафний; материал, имеющий в своем составе медь; материал, имеющий в своем составе ниобий; материал, имеющий в своем составе тантал; материал, имеющий в своем составе ванадий; материал, имеющий в своем составе индий; материал, имеющий в своем составе цинк; и их смеси; диэлектрический слой выбран из группы, содержащей: оксиды титана, гафния, циркония, ниобия, цинка, висмута, свинца, индия, олова, цинка и олова; оксиды сплавов индий-олово; нитриды кремния, нитриды кремний-алюминий, оксинитриды и нитриды алюминия; а защитный слой представляет собой оксид смеси оксида кремния и оксида алюминия.
Изобретение дополнительно относится к термостойкому покрытию с низкой излучательной способностью, покрытие включает: слой материала, поглощающего видимый свет; первый диэлектрический слой поверх слоя материала, поглощающего видимый свет; первый серебряный слой поверх первого диэлектрического слоя; первый грунтовочный слой поверх первого серебряного слоя; второй диэлектрический слой поверх первого грунтовочного слоя; второй серебряный слой поверх второго диэлектрического слоя; второй грунтовочный слой поверх второй серебряной пленки; третий диэлектрический слой поверх второго грунтовочного слоя; и, необязательно, защитное покрытие поверх диэлектрического слоя. Покрытие имеет следующие координаты цветности по стандарту CIE 1976 с источником света D65, угол наблюдения 10°: а*=0,3; b*=4,5; и L*=78, причем указанные координаты цветности могут изменяться на ±10%.
В других неограничительных вариантах покрытия согласно изобретению слой материала, поглощающего видимый свет, имеет толщину в диапазоне от 2 до 10 нанометров («нм»); первый диэлектрический слой располагается на слое материала, поглощающего видимый свет, и имеет толщину в диапазоне от 30 до 50 нм; первый серебряный слой располагается на первом диэлектрическом слое и имеет толщину в диапазоне от 10 до 100 нм; первый грунтовочный слой располагается на первом серебряном слое и имеет толщину в диапазоне от 1 до 6 нм; второй диэлектрический слой располагается на первом грунтовочном слое и имеет толщину в диапазоне от 30 до 50 нм; второй серебряный слой располагается на втором диэлектрическом слое и имеет толщину в диапазоне от 10 до 100 нм; второй покрывной грунтовочный слой располагается на втором серебряном слое и имеет толщину в диапазоне от 1 до 6 нм; третий диэлектрический слой располагается на втором грунтовочном слое и имеет толщину в диапазоне от 30 до 50 нм; и защитное покрытие располагается на третьем диэлектрическом слое и имеет толщину в диапазоне от 10 до 500 нм; причем, материал, поглощающий видимый свет, выбран из группы, содержащей: нитрид титана, никель, хром и их смеси.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид спереди шероховатого металлического листа в соответствии с известным уровнем техники.
Фиг.2 - изометрическое изображение изделия с покрытием, имеющего вид шероховатого металла, в соответствии с неограничительным вариантом осуществления изобретения, для наглядности некоторые участки удалены.
Фиг.3 состоит из фиг.3A-3D, 3F и 3Н, представляющих собой виды спереди текстурированных поверхностей согласно неограничительным вариантам осуществления изобретения, которые могут использоваться при практическом осуществлении изобретения; на фиг.3Е и 3G представлены виды в сечении по линии 3Е фиг.3D и по линии 3G фиг.3F, соответственно.
Фиг.4 - изображение изделия с покрытием (аналогичного изделию, представленному на фиг.2), которое имеет внешний вид шероховатого металла, согласно другому неограничительному варианту осуществления изобретения.
Фиг.5 - изображение изделия с покрытием (аналогичного изделию, представленному на фиг.2), которое имеет внешний вид шероховатого металла, согласно еще одному неограничительному варианту осуществления изобретения.
Фиг.6 - изображение изделия с покрытием (аналогичного изделию, представленному на фиг.2), которое имеет внешний вид шероховатого металла, согласно другому неограничительному варианту осуществления изобретения.
Фиг.7 - изображение изделия с покрытием (аналогичного изделию, представленному на фиг.2), которое имеет внешний вид шероховатого металла, согласно дополнительному неограничительному варианту осуществления изобретения.
Фиг.8 - вид сбоку с частичным разрезом оконного блока, содержащего изделие с покрытием согласно неограничительному варианту осуществления изобретения.
Фиг.9 - вид сбоку ламинированного оконного блока, содержащего изделие с покрытием согласно неограничительному варианту осуществления изобретения.
Подробное описание изобретения
Термины, используемые в описании, касающиеся пространства или направления, такие как «внутренний», «внешний», «левый», «правый», «верхний», «нижний», «горизонтальный», «вертикальный» и т.п., относятся к изделиям согласно изобретению, которые показаны на чертежах. Однако следует понимать, что изделия согласно изобретению могут принимать различные альтернативные ориентации и, соответственно, такие термины не должны рассматриваться как ограничительные. Кроме того, все числа, выражающие результаты измерений, физические свойства и т.д., используемые в описании и пунктах формулы изобретения, следует понимать как скорректированные во всех примерах термином «около». Соответственно, если не указано нечто обратное, численные значения, приведенные в следующем описании и в пунктах формулы изобретения, могут быть изменены в зависимости от желаемых свойств, которые стремятся получить посредством настоящего изобретения. Как минимум, не считая это попыткой ограничить применение теории эквивалентов к объему пунктов формулы изобретения, каждый числовой параметр, по меньшей мере, должен быть рассмотрен с учетом ряда представленных значащих цифр при использовании обычных методов округления. Кроме того, следует понимать, что все раскрытые здесь диапазоны охватывают как любой, так и все поддиапазоны, включенные в них. Например, установленный диапазон «от 1 до 10» следует рассматривать, как включающий любой и все поддиапазоны между (в том числе и) минимальным значением 1 и максимальным значением 10; т.е. все поддиапазоны, начинающиеся с минимального значения 1 или более и заканчивающиеся максимальным значением 10 или менее, например от 1 до 6,7; или от 3,2 до 8,1; или от 5,5 до 10. Кроме того, используемые в описании термины «осажденный поверх», «нанесенный поверх», или «созданный поверх» означают осажденный, нанесенный, или созданный на, но не обязательно, находящийся в поверхностном контакте. Например, выражение: материал, «осажденный поверх» подложки, не исключает присутствие одного или более других материалов того же самого или различного состава, расположенных между осажденным материалом и листом или подложкой.
До обсуждения неограничительных вариантов осуществления изобретения следует иметь в виду, что изобретение не ограничивается в своем применении элементами отдельных неограничительных вариантов осуществления изобретения, представленных и раскрытых в описании, поскольку изобретение может осуществляться посредством других вариантов. Далее, терминология используется здесь для раскрытия изобретения с целью его описания, а не ограничения. К тому же, если не указано нечто обратное, в нижеследующем описании изобретения аналогичными ссылочными номерами обозначены аналогичные элементы.
Неметаллический лист с покрытием, имеющий внешний вид текстурированного металла, не ограничивая этим изобретение, может использоваться для изготовления любых изделий промышленного производства, включая, но не ограничиваясь этим, мебель, например, но не ограничиваясь этим, верхнюю рабочую поверхность стола, столешницы, окна для кабинетов и дверей; устройства бытовой техники, например, но не ограничиваясь этим, двери духовки, двери холодильника, циферблаты часов; окна для коммерческих и жилых зданий, также включая использование в транспортных средствах, например, но не ограничиваясь этим, для остекления жилых фургонов и автомобильных крыш, для боковых, передних и задних окон.
На фиг.1 представлен текстурированный металлический лист или текстурированное металлическое изделие 20, изготовленное в соответствии с известным уровнем техники. На текстурированном металлическом изделии 20 имеются царапины или углубления 22 различной глубины, ширины и длины, которые нанесены на главную поверхность 24 металлического листа 26 для придания изделию 20 внешнего вида текстурированного металла в соответствии с известным уровнем техники. Металлический лист 26 может быть из любого металла, например нержавеющей стали, меди или алюминия, и, в частности, согласно одному варианту, известному в данной области техники, металлом является нержавеющая сталь, и текстурированная металлическая поверхность 24 может быть полированной поверхностью или неполированной.
На фиг.2 представлено текстурированное неметаллическое изделие с покрытием согласно одному неограничительному варианту осуществления изобретения, обозначенное позицией 30; изделие 30 имеет внешний вид текстурированного металла в соответствии с идеей изобретения. Конкретнее, текстурированное неметаллическое изделие 30 с покрытием включает неметаллический лист или подложку 32, имеющую первую главную поверхность 34 и противоположную вторую главную поверхность 35. На второй главной поверхности 35 изделия имеется множество выступающих участков и/или царапин или углублений 37 различной глубины, ширины, длины, высоты и/или формы, которые образованы в и/или на второй главной поверхности 35 листа 32, чтобы придать главной поверхности 35 текстурированный внешний вид. Чтобы облегчить рассмотрение изобретения, вторая главная поверхность 35, имеющая выступающие участки и/или углубления 37, также называется «текстурированной поверхностью 38». Верхний слой или покрытие 40, согласно неограничительному варианту осуществления изобретения, нанесено поверх текстурированной поверхности 38. Рассматриваемое изделие 30 имеет коэффициент пропускания видимого света, превышающий 0%. Используемый в описании термин «видимый свет» означает длину волны электромагнитного спектра в диапазоне от 380 до 780 нм. Однако следует понимать, что другие неограничительные варианты осуществления изобретения включают покрытие 40, коэффициент пропускания видимого света которого составляет 0%, т.е. покрытие, которое является непрозрачным.
Для изготовления листа или подложки 32 изделия 30 может использоваться любой материал, коэффициент пропускания видимого света которого превышает 0%. Материалы, которые могут быть использованы при практическом осуществлении изобретения для изготовления листа 32, включают, но не ограничиваясь этим, любой тип пластика, который прозрачен для видимого света, например, и не ограничиваясь этим, полимерные материалы, поликарбонат, акрил и полиэтилентерефталат, и любые типы стекла, которые прозрачны для видимого света, например, но не ограничиваясь этим, керамические материалы, стеклокерамические материалы, стеклянные материалы, например, но не ограничивая этим изобретение, натрий-кальций-силикатное стекло, боросиликатное стекло или любой тип тугоплавкого стекла и их комбинации. Стекло и пластик могут быть прозрачными или затемненными и могут быть изготовлены любым способом.
В предпочтительном неограничительном варианте осуществления изобретения лист 32 представляет собой стеклянный лист. При практическом осуществлении изобретения могут быть использованы затемненные стеклянные листы, включая, но не ограничиваясь этим, типы листов, описанные в патентах США №5030592; №5240886; №5593929 и №579259, описание этих патентов включено путем ссылки. Стеклянный лист может представлять собой отожженное стекло, закаленное стекло или термоупрочненное стекло. Согласно другому неограничительному варианту осуществления изобретения для изготовления стекла применяют флоат-методы, например, но не ограничиваясь этим, флоат-методы, описанные в патентах США №3083551; №3220816 и №3843346, описание которых включено путем ссылки. В другом неограничительном варианте осуществлении изобретения лист 32 изготовлен из натрий-кальций-силикатного стекла такого типа, которое продается компанией PPG Industries, Inc. под зарегистрированным торговым знаком Starphire®.
К тому же, лист 32 может быть монолитным листом или ламинатом, например, состоящим из двух листов одного и того же или различных материалов, к примеру, но не ограничивая изобретение, стекла и пластика, соединенных между собой слоем промежуточного материала. Кроме того, одна из главных поверхностей 34 и 35 листа 32 или обе основные поверхности 34 и 35 могут быть плоскими или изогнутыми, или одна главная поверхность может быть плоскими, а другая главная поверхность может быть изогнутой, и/или, располагаясь на расстоянии друг от друга, главные поверхности 34 и 35 могут быть параллельными, или, по меньшей мере, один участок одной главной поверхности может иметь угловое смещение относительно другой главной поверхности.
В описании изобретения рассматривается текстурированная поверхность 38 листа 32. Использованный в описании термин «текстурированная поверхность» означает, что угол падения параллельного пучка света, падающего на участок текстурированной поверхности и перемещающегося по нему, отличается от угла отражения. Изобретение не ограничивается каким-либо специфическим дизайном или заданной структурой на текстурированной поверхности. Использование здесь термина «заданная структура» не означает ограничение каким-либо специфическим дизайном, и структура может включать как упорядоченные, так и случайные структуры. Кроме того, следует учитывать, что заданная структура может включать линейные и/или нелинейные штрихи и/или линейные сегменты. Например, и не ограничивая этим изобретение, углубления 37 могут быть аналогичными по форме и дизайну углублениям 22 текстурированного металлического листа 20, представленного на фиг.1. Например, не ограничивая этим изобретение, углубления 37, показанные на фиг.2, могут иметь длину до 5 см, например до 1 см, ширину в пределах от 1 до 100 мкм, например от 10 до 20 мкм, причем ширина углублений изменяется от одного конца углублений до другого, и глубину в пределах от 0,05 до 1 мкм, например от 0,1 до 0,2 мкм, причем глубина изменяется от одного конца углублений до другого. На фиг.3 представлены другие текстурированные поверхности согласно неограничительным вариантам осуществления изобретения, которые могут быть использованы при практическом осуществлении изобретения.
На фиг.3 текстурированная поверхность 42 листа 44, представленная на фиг.3А, включает множество нелинейных углублений 46, расположенных на расстоянии друг от друга. На текстурированной поверхности, согласно отдельному неограничительныму варианту осуществления изобретения, представленной на фиг.3А, углубления 46, в основном, имеют синусоидальную форму. Текстурированная поверхность 50 листа 52, представленная на фиг.3В, имеет множество углублений, расположенных на расстоянии друг от друга и пересекающихся между собой, придающих поверхности вид 54 сетки. Понятно, что углубления могут продолжаться до противоположных краев листа 52, чтобы вся площадь поверхности листа была покрыта одной «заштрихованной» структурой, как показано на фиг.3 В, или площадь поверхности листа может быть покрыта множеством расположенных на расстоянии друг от друга заштрихованных областей (не показано). Текстурированная поверхность 60 листа 62, представленная на фиг.3С, имеет ряд углублений в виде разорванных дуг 64, закручивающихся по спирали к центру 68. Понятно, что спираль, закручивающаяся к центру 68, может представлять собой одно сплошное углубление. Текстурированная поверхность 70 листа 72, представленная на фиг.3D и 3Е, имеет один или множество участков 74 поверхности, вдавленных, или вогнутых, и расположенных на расстоянии друг от друга. Впадины могут иметь любую форму, например, но, не ограничивая этим изобретение, круглую, треугольную, квадратную, прямоугольную или многогранную и их комбинации. Текстурированная поверхность 80 листа 82, представленная на фиг.3F и 3G имеет один или множество участков 84 поверхности, выступающих, или выпуклых, и расположенных на расстоянии друг от друга. Выпуклые участки 84 могут иметь любую форму, например, но, не ограничивая этим изобретение, круглую, треугольную, квадратную, прямоугольную или многогранную и их комбинации. Текстурированная поверхность 90 листа 92, представленная на фиг.3Н, представляет собой изображение 94 объекта. Изобретение не ограничивается этим изображением, и изображение 94 на текстурированной поверхности 90 может быть изображением человека и/или объекта, например, топографии земли, неба и/или планет. Текстурированные поверхности согласно изобретению не ограничиваются неограничительными вариантами, представленными на фиг.2 и 3, и текстурированная поверхность может представлять собой комбинацию текстурированных поверхностей, представленных на фиг.2 и 3, и может иметь любую другую конфигурацию.
В другом неограничительном варианте осуществления изобретения текстурированная поверхность согласно изобретению является прозрачной поверхностью, например, и не ограничивая этим изобретение, главная поверхность 35 листа 32 может быть травленой или механически обработанной для получения прозрачной поверхности. В другом неограничительном варианте осуществления изобретения, по меньшей мере, 20% например, по меньшей мере, 50%, или, по меньшей мере, 80%, или, по меньшей мере, 90% общей площади основной поверхности листа, в частности, и, не ограничивая этим изобретение, общей площади главной поверхности 35 листа 32 текстурировано.
В еще одном неограничительном варианте осуществления изобретения в результате текстурирования поверхности 32 непокрытого листа или подложки 32 изменение степени матовости (в %) составляет более 0%. Степень матовости (в %) листа определяется степенью пропускания света (в %). Измерение степени матовости листа выполнялось с использованием спектрофотометра TCS, поставляемого фирмой BYK-Gardner, и продаваемого под торговой маркой HAZE-GARD. При измерении степени матовости источник света находился на стороне листа, противоположной той, которая должна быть текстурирована, т.е. источник света находился со стороны 34 листа 32, представленного на фиг.2. Для специалистов в данной области техники является очевидным, что перед проведением измерений лист должен быть очищен и высушен. Изменение степени матовости (в %) листа представляет собой разность между степенью матовости (в %) листа после текстурирования его поверхности, и степенью матовости (в %) до текстурирования поверхности листа.
Выступающие области и/или углубления 37 могут быть образованы на или в поверхности листа, например поверхности 35 листа 32, любым удобным способом, чтобы создать текстурированную поверхность 38. В одном неограничительном варианте осуществления изобретения царапины образуют с использованием известного в данной области техники способа нанесения царапин 24 на поверхность 22 металлического листа 20. Конкретнее, и не ограничивая этим изобретение, лист 32 перемещают по вращающемуся цилиндру, имеющему абразивный материал на определенном участке внешней поверхности цилиндра (далее этот процесс называется «этапом поверхностной обработки»). В другом неограничительном варианте осуществления изобретения царапины 37 могут быть образованы на поверхности 35 листа при обработке подложки 32 абразивным жидким раствором (т.е. абразивом в жидком носителе) или песком для абразивной обработки (т.е. абразивом в виде порошка). Подходящий абразивный песок включает твердые материалы, такие как карбид кремния, оксид церия, оксид алюминия, карбид бора и алмаз. Может быть использован любой удобный способ обработки. В неограничительном варианте осуществления настоящего изобретения этап обработки включает абразивную обработку листа или подложки 32, например, абразивная обработка может быть проведена с использованием одной или более губок Scotch-Brite®, подушек, наполненных карбидом кремния, нейлоновыми щетками, имеющими щетину с нанесенным на нее абразивным песком. При практическом осуществлении изобретения, чтобы создать текстурированную поверхность 38, может быть использован любой известный способ обработки. В еще одном неограничительном варианте осуществления изобретения поверхность текстурируют с использованием лазера или абразивной струи. Для квалифицированных специалистов в данной области техники является очевидным, что после этапа обработки и перед изготовлением изделия с покрытием лист, подвергнутый абразивной обработке, очищают и высушивают любым удобным способом.
В другом неограничительном варианте осуществления изобретения поверхность 35 листа 32 может быть текстурирована в процессе изготовления листа, например, и не ограничивая этим изобретение, стекло может быть текстурировано или непосредственно в флоат-ванне для стекла, или непосредственно после флоат-ванны для стекла. Например, но не ограничивая этим изобретение, стекло может быть текстурировано при проведении процесса, описанного в патенте США №4746347, который включает прохождение стеклянной ленты, поддерживаемой на расплавленном металле в флоат-ванне, через формирующую камеру под металлическим барабаном, имеющим поверхность с узором, также стекло может быть текстурировано при проведении процесса в соответствии с публикацией американской заявки №2003/0037569 с использованием падающих стеклянных частиц на поверхность стеклянной ленты, когда лента находится в формирующей камере флоат-ванны. Патент США №4746347 и публикация американской заявки №2003/0037569 включены путем ссылки.
Изобретение не ограничивается материалом покрытия 40 поверхности 35. В одном неограничительном варианте осуществления изобретения выбрано покрытие 40 такое, благодаря которому изделие 30 с покрытием при наблюдении через поверхность 34 (поверхность напротив текстурированной поверхности 38) имеет коэффициент отражения видимого света больший, чем коэффициент отражения видимого света листа 32, когда лист 32 рассматривают через главную поверхность 34. Разность коэффициентов отражения видимого света изделия 30 с покрытием и листа 32 не ограничивает изобретение, и в одном неограничительном варианте осуществления изобретения эта разность составляет по меньшей мере 10%, например, по меньшей мере, 20%, или по меньшей мере 30%, или по меньшей мере 40%. Коэффициент отражения видимого света покрытого изделия при рассмотрении через поверхность 90 покрытия 40 покрытого изделия 30, не ограничивая этим изобретение, может быть равным, большим или меньшим, чем коэффициент отражения видимого света изделия 30 с покрытием, когда изделие с покрытием рассматривают через непокрытую поверхность 34.
В одном неограничительном варианте осуществления изобретения, по меньшей мере, на одну часть поверхности выступающих участков и/или углублений было нанесено покрытие 40 так, чтобы поверхность покрытия 40, контактирующая с текстурированной поверхностью 38, была неровной, т.е. покрытие на границе раздела покрытие 40 / поверхность 38 повторяло контуры текстурированной поверхности 38. Таким образом, покрытие отображает структуру текстурированной поверхности 38, и структуру текстурированной поверхности 38 можно видеть при рассмотрении поверхности покрытого изделия. В следующем неограничительном варианте осуществления изобретения поверхность покрытия 40, противоположная поверхности 38, обычно имеет тот же самый текстурированный профиль поверхности, что и текстурированная поверхность 38 листа 32.
В другом неограничительном варианте осуществления изобретения, по меньшей мере, на одну часть поверхности выступающих участков и/или углублений было нанесено покрытие 40 так, чтобы покрытие 40 заполняло текстурированную поверхность 38, и поверхность покрытия 40, противоположная текстурированной поверхности 38, представляла собой гладкую поверхность. В структуре этого типа, если покрытие 40 является прозрачным, изделие 30, по-прежнему, будет иметь вид текстурированного покрытия при рассмотрении с любой стороны изделия. В структуре этого типа, если покрытие 40 непрозрачно, например покрытие 40 является толстым металлическим покрытием, изделие 30 будет казаться непрозрачным при рассмотрении со стороны покрытия и текстурированным при рассмотрении через лист 32.
Покрытие 40 одно или в комбинации с листом 32, т.е. изделие 30 с покрытием, может иметь любой цвет при отражении или может имитировать цвет любого металла, например, но не ограничивая этим изобретение, золота, серебра, алюминия, нержавеющей стали, меди, латуни, ниобия, алюминия, нихрома, олова, никеля и хрома. Эстетические свойства покрытого изделия 30 согласно настоящему изобретению будут изменяться в зависимости от желаемого металлического внешнего вида изделия. Например, если желательно, чтобы изделие своим металлическим внешним видом было похоже на сталь, то эстетические свойства покрытого изделия 30 будут отличаться от эстетических свойств изделия, которое своим металлическим внешним видом должно быть похоже на латунь.
Диапазоны эстетических свойств покрытого изделия согласно настоящему изобретению представлены ниже для различного металлического внешнего вида. Эстетические свойства покрытой подложки представлены координатами цветности (стандарт 1976 CIE, источник света D65, угол наблюдения 10°). Представленные в таблице координаты цветности могут изменяться в диапазоне ±10% и не ограничивают этим изобретение.
| Таблица 1. | |||
| Эстетические свойства, которыми обладают подложки с покрытием согласно настоящему изобретению | |||
| Желательный металлический внешний вид | а* | b* | L* |
| Полированная медь | 13,3 | 14,9 | 85,6 |
| Матовая медь | 22,3 | 29,7 | 71,3 |
| Латунь | 3,0 | 27,6 | 69,6 |
| Оксидированная латунь | 7,5 | 46,0 | 55,9 |
| Полированная латунь | 0,4 | 23,3 | 84,2 |
| Шероховатая нержавеющая сталь | 0,3 | 4,5 | 78,0 |
| Полированный ниобий | 0,6 | 2,7 | 70,1 |
| Алюминий | 0,3 | 3,4 | 83,6 |
| Матовый алюминий | 0,8 | 6,3 | 79,2 |
| Нихром | 0,5 | 5,4 | 77,1 |
| Золото | 10,8 | 35,8 | 76,2 |
Покрытие 40 (см. фиг.2) может быть нанесено с применением обычных технологий осаждения, таких как химическое осаждение из паровой фазы («CVD»), струйный пиролиз, плазменное осаждение при атмосферном давлении и магнетронное распыление в вакууме («MSVD»), известных в данной области техники. Соответствующие способы осаждения струйным пиролизом описаны в следующих ссылочных материалах: патенты США №4719126; №4719127; №4111150; и №3660061. Соответствующие способы напыления по технологии MSVD описаны в следующих ссылочных материалах: патенты США №4379040; №4861669; и №4900633. Не ограничивая этим изобретение, если не указано обратное, в следующих неограничительных вариантах осуществления изобретения покрытие наносилось с применением любой технологии вакуумного напыления, например MSVD.
В первом неограничительном варианте покрытия согласно изобретению покрытие 40 является прозрачным для видимого света термостойким и имеет отражающий слой или пленку, которая пропускает и отражает видимый свет (в дальнейшем также называемый «эстетичным отражающим слоем»). Термин «прозрачный для видимого света» означает, что коэффициент пропускания видимого света для покрытия превышает 0%. Термин «термостойкий» означает, что покрытие может быть нагрето до температуры выше комнатной температуры без повреждения слоев, например металлических слоев покрытия. Термин «отражает видимый свет» означает, что покрытие отражает, по меньшей мере, некоторую часть видимого света. Обычно в процессе обработки стекла покрытие должно выдерживать температуру, равную или выше 1000°F (538°C), например, и не ограничивая этим изобретение, при операциях изгиба стекла эта температура может быть равна или выше 1100°F (593°C), а при операциях закалки стекла эта температура может быть равна или выше 1200°F (649°С).
Покрытие, согласно неограничительному варианту осуществления изобретения, включает эстетичный отражающий слой из одного или более металлов, металлических сплавов и их смесей, имеющий толщину в диапазоне от 1 до 20 нм, например в диапазоне от 5 до 15 нм, нанесенный поверх и, например, находящийся в поверхностном контакте с текстурированной поверхностью 38; грунтовочный слой или пленку, имеющую толщину в диапазоне от 1 до 10 нм, например в диапазоне от 2 до 8 нм, выполненную поверх и, например, находящуюся в поверхностном контакте с эстетичным отражающим слоем; диэлектрический слой, имеющий толщину в диапазоне от 1 до 10 нм, например, в диапазоне от 2 до 8 нм, выполненный поверх и, например, находящийся в поверхностном контакте с грунтовочном слоем; и защитное покрытие, имеющее толщину в диапазоне от 10 до 500 нм, например, в диапазоне от 50 до 300 нм, выполненное поверх и, например, находящееся в поверхностном контакте с диэлектрическим слоем.
Эстетичный отражающий слой металла, металлического сплава и их смесей создают на поверхности для отражения видимого света таким образом, чтобы покрытое изделие имело коэффициент отражения видимого света больший, чем коэффициент отражения видимого света листа 32, как обсуждалось выше. Пригодные металлы для эстетичного отражающего слоя включают, но не ограничиваясь этим, сталь (например, сталь марки 316), медь, латунь, ниобий, алюминий, нихром, олово, никель, хром и благородные металлы, такие как серебро, золото, медь, платина, иридий, осмий и их сплавы, и их смеси. Для специалистов в данной области техники является очевидным, что металл, металлический сплав и их смеси, которые могут использоваться для эстетичного отражающего слоя, также обладают свойствами отражения инфракрасного излучения, придавая вышеупомянутому покрытию согласно изобретению способность отражать и излучать инфракрасное излучение. Инфракрасное излучение определяется как излучение с длиной волны электромагнитного спектра, составляющей более 780 нм. Термин «высокая излучательная способность» определяется как излучательная способность, которая равна или выше 0,3; если излучательная способность ниже 0,3, то она считается «низкой излучательной способностью». Излучательная способность покрытия зависит от выбранного металла, например, серебряная пленка имеет низкую излучательную способность, а стальная пленка имеет высокую излучательную способность.
Как известно в данной области техники, грунтовочный слой обеспечивает защиту эстетичного отражающего слоя во время нагрева покрытия и во время осаждения диэлектрического слоя при применении технологии напыления MSVD. Пригодные грунтовочные слои включают материалы, связывающие кислород, или материалы, активные по отношению к кислороду, такие как, но не ограничиваясь этим, материал, содержащий титан, материал, содержащий цирконий, материал, содержащий алюминий, материал, содержащий никель, материал, содержащий хром, материал, содержащий гафний, материал, содержащий медь, материал, содержащий ниобий, материал, содержащий тантал, материал, содержащий ванадий, материал, содержащий индий, и материал, содержащий цинк.
Далее рассматривается диэлектрический слой и защитный слой покрытия. Если поверхность 90 покрытия 40 изделия 30 с покрытием (см. фиг.2) подвергается внешнему воздействию, поверхность 90 должна быть защищена для предотвращения или уменьшения повреждения покрытия, вызванного моющими растворами, прикосновениями и воздействием атмосферы. Понятно, что подвергающиеся внешнему воздействию покрытые поверхности, в частности, которые покрыты грунтовочного слоями и пленками с применением технологии напыления MSVD, обычно, не долговечны и должны быть защищены твердым защитным покрытием для предотвращения или уменьшения повреждений. В одном неограничительном варианте осуществления изобретения применяется защитное покрытие такого типа, которое описано в патентах США №6869644 В2; №6916542 В2 и №6962759 В2. В другом неограничительном варианте осуществления изобретения защитное покрытие представляет собой смесь оксида кремния и оксида алюминия, например Si0,85Al0,15Ox. Другие неограничительные технологии защиты покрытия 40 от повреждений обсуждаются ниже.
При практическом осуществлении изобретения защитное покрытие из оксида кремния и оксида алюминия может быть нанесено с применением технологии напыления MSVD. Одним из недостатков защитного покрытия является то, что при его нанесении с применением технологии напыления MSVD оно химически взаимодействует с металлами, поэтому эстетичный отражающий слой и грунтовочный слой, если они присутствуют, должны быть защищены во время осаждения защитного покрытия. В одном неограничительном варианте осуществления изобретения эстетичный отражающий слой защищен грунтовочном слоем и грунтовочный слой защищен диэлектрической пленкой. Понятно, что если защитное покрытие из оксида кремния и оксида алюминия не используется при практическом осуществлении изобретения и изделие 30 не подвергается нагреву, то изделие 30 с покрытием должно иметь только эстетичный отражающий слой, но если защитное покрытие из оксида кремния и оксида алюминия не используется при практическом осуществлении изобретения, а изделие подвергается нагреву, то изделие 30 с покрытием должно иметь эстетичный отражающий слой и грунтовочный слой. Кроме того, следует понимать, что грунтовочный слой должен быть нанесен поверх серебряного слоя способом, при котором не оказывается существенное влияние на свойства серебра. Например, и не ограничивая этим настоящее изобретение, грунтовочный слой представляет собой титан, он может быть нанесен напылением поверх серебра в нереактивной атмосфере и впоследствии превращен в TiО2 при нагреве покрытия, или при напылении поверх титана другого слоя с использованием реактивной атмосферы.
Пригодные материалы, которые могут использоваться для диэлектрического слоя, включают, но не ограничиваясь этим, оксиды металлов, оксиды металлических сплавов, нитриды, оксинитриды или их смеси. Примеры подходящих оксидов металлов включают, но не ограничиваясь этим, оксиды титана, гафния, циркония, ниобия, цинка, висмута, свинца, индия, олова и их смеси. Дополнительно диэлектрический слой может включать оксиды металлических сплавов или металлических смесей, такие как, но не ограничиваясь этим, оксиды, содержащие цинк и олово, оксиды сплавов индий-олово, нитриды кремния, нитриды кремний-алюминий, оксинитриды или нитриды алюминия. Например, диэлектрический слой может включать оксид сплава цинк-олово, такой как «станнат цинка», который выражается формулой ZnxSn1-xO2-x (формула 1), где х больше 0, но меньше 1. Если х=2/3 то, например, станнат цинка будет выражаться формулой Zn2/3Sn1/3O4/3, которую обычно принято писать как «Zn2SnO4».
Во втором неограничительном варианте покрытия согласно изобретению, покрытие является прозрачным, с низкой излучательной способностью, т.е. термостойким покрытием, и имеет серебряные пленки, которые придают изделию внешний вид шероховатой нержавеющей стали (см. таблицу 1 выше). Конкретнее, изделие 30 с покрытием имеет внешний вид шероховатой нержавеющей стали и обладает свойством отражения инфракрасного излучения, присущим серебряному покрытию. Покрытие согласно изобретению включает слой материала, который поглощает видимый свет, и имеет толщину в диапазоне от 2 до 10 нм, например в диапазоне от 4 до 8 нм, выполненный поверх текстурированной поверхности 38 и, например, находящийся в поверхностном контакте с текстурированной поверхностью; первый диэлектрический слой, имеющий толщину в диапазоне от 30 до 50 нм, например в диапазоне от 37 до 44 нм, выполненный поверх и, например, находящийся в поверхностном контакте со слоем материала, который поглощает видимый свет; первый серебряный слой, имеющий толщину в диапазоне от 10 до 100 нм, например в диапазоне от 30 до 100 нм, выполненный поверх и, например, находящийся в поверхностном контакте с первым диэлектрическим слоем; первый грунтовочный слой, имеющий толщину в диапазоне от 1 до 6 нм, например в диапазоне от 2 до 4 нм, выполненный поверх и, например, находящийся в поверхностном контакте с первым серебряным слоем; второй диэлектрический слой, имеющий толщину в диапазоне от 30 до 50 нм, например в диапазоне от 37 до 44 нм, выполненный поверх и, например, находящийся в поверхностном контакте с первым грунтовочном слоем; второй серебряный слой, имеющий толщину в диапазоне от 10 до 100 нм, например в диапазоне от 30 до 100 нм, выполненный поверх и, например, находящийся в поверхностном контакте со вторым диэлектрическим слоем; второй грунтовочный слой, имеющий толщину в диапазоне от 1 до 6 нм, например в диапазоне от 2 до 4 нм, выполненный поверх и, например, находящийся в поверхностном контакте со вторым серебряным слоем; третий диэлектрический слой, имеющий толщину в диапазоне от 30 до 50 нм, например в диапазоне от 37 до 44 нм, выполненный поверх и, например, находящийся в поверхностном контакте со вторым грунтовочном слоем; и защитное покрытие, имеющее толщину в диапазоне от 10 до 500 нм, например в диапазоне от 50 до 300 нм, выполненное поверх и, например, находящееся в поверхностном контакте с диэлектрическим слоем.
В другом неограничительном варианте второго покрытия согласно изобретению первый серебряный слой имеет толщину в диапазоне от 5 до 20 нм, например от 10 до 15 нм; второй серебряный слой имеет толщину в диапазоне от 5 до 15 нм, например от 10 до 12 нм; первый и второй грунтовочный слой, каждый из которых имеет толщину в диапазоне от 1 до 6 нм, например в диапазоне от 2 до 4 нм; первый и второй диэлектрический слой, каждый из которых имеет толщину в диапазоне от 20 до 40 нм, например в диапазоне от 25 до 35 нм, и защитный слой имеет толщину в диапазоне от 10 до 500 нм, например в диапазоне от 50 до 300 нм.
Во втором неограничительном варианте покрытия материалы грунтовочного слоя, диэлектрических слоев и защитного покрытия могут быть теми же самыми, что и материалы грунтовочного слоя, диэлектрического слоя и защитного покрытия, которые используются в первом неограничительном варианте покрытия.
Слой материала, который поглощает видимый свет, находящийся между серебряным слоем и подложкой, уменьшает коэффициент отражения видимого света от серебряных слоев, если изделие с покрытием рассматривают через непокрытую поверхность 34 (см. фиг.2). Таким образом, если рассматривать изделие 30 с покрытием через поверхность 90 изделия с покрытием, коэффициент отражения видимого света серебряного слоя будет большим, чем коэффициент отражения видимого света при рассматривании изделия с покрытием через поверхность 34 изделия с покрытием, при этом изделие 30 с покрытием имеет координаты цветности шероховатой нержавеющей стали (см. таблицу 1). Становится понятным, что создание серебряных слоев между подложкой и слоем материала, поглощающего видимый свет, будет приводить к противоположному эффекту, например, коэффициент отражения видимого света от серебряных слоев больше, когда изделие с покрытием рассматривают через поверхность 34, чем когда изделие с покрытием рассматривают через поверхность 90 покрытого изделия.
Материалы, которые могут использоваться в качестве материалов, поглощающих видимый свет, содержат, но не ограничиваясь этим, нитрид титана, никель и хром, включая сплавы, такие как нихром, которые продаются под товарным знаком Inconel® и серийно выпускаются компанией The Special Metals Corporation (шт.Нью-Йорк), и их смеси.
В неограничительном варианте осуществления изобретения лист или подложка 32 могут подвергаться термической обработке, при изгибе, закалке, и т.д. Лист 32 может подвергаться термической обработке после нанесения покрытия 40 поверх текстурированной поверхности 38, или лист 32 может подвергаться термической обработке до нанесения покрытия 40 поверх текстурированной поверхности 38.
Понятно, что изобретение не ограничивается покрытием 40 и могут применяться другие покрытия, например, покрытия, описанные в патентах США №4806220; №4853256 и №4898789.
Изделие с покрытием согласно другому неограничительному варианту осуществления изобретения представлено на фиг.4 и обозначено позицией 142. Изделие 142 с покрытием включает лист или подложку 32 с текстурированной поверхностью 38 и непрозрачный слой 144, имеющий коэффициент пропускания видимого света 0%, и имеет отражающую поверхность 145. Отражающая поверхность 145 располагается над текстурированной поверхностью 38 и участки отражающей поверхности крепятся в углублениях текстурированной поверхности. Коэффициент отражения видимого света от поверхности 145 слоя 144 больше, чем коэффициент отражения видимого света от листа 32, что позволяет рассмотреть текстурированную поверхность 38 через поверхность 34.
Изобретение не ограничивается материалами непрозрачного слоя 144, однако отражающая поверхность 145 непрозрачного слоя, предпочтительно, согласуется с текстурированной поверхностью 38, как обсуждалось выше, благодаря чему текстурированная поверхность явно различима через непокрытую поверхность 34 изделия 142 с покрытием. При практическом осуществлении изобретения для непрозрачного слоя 144 могут быть использованы материалы, которые включают, но не ограничиваясь этим, нанесенные с применением технологии напыления MSVD толстые металлические покрытия, оксиды металлов и их смеси, например, но не ограничиваясь этим, сталь (например, сталь марки 316), медь, латунь, ниобий, алюминий, нихром, олово, никель и хром, а также включают: материал, содержащий титан, материал, содержащий цирконий, материал, содержащий алюминий, материал, содержащий никель, материал, содержащий хром, материал, содержащий гафний, материал, содержащий медь, материал, содержащий ниобий, материал, содержащий тантал, материал, содержащий ванадий, материал, содержащий индий. Толщина слоя 144 покрытия не ограничивает изобретение, однако минимальная толщина слоя 144 покрытия должна быть такой, чтобы коэффициент пропускания видимого света составлял 0%.
В случае, когда непрозрачный слой 144 наносится как покрытие в жидком виде, его можно наносить любым обычным способом, например, напылением, окунанием или кистью. В случае, когда непрозрачный слой 144 наносится путем осаждения из паровой фазы или вакуумным напылением, может использоваться любая из рассмотренных выше технологий нанесения покрытия, которые применяются при нанесении покрытия 40 на изделие 30 с покрытием, представленное на фиг.2. В другом неограничительном варианте осуществления изобретения, когда непрозрачный слой 144 наносится как покрытие в твердом виде, например, слой 144, являющийся металлической фольгой, металлическая фольга наносится на текстурированную поверхность, например, при перемещении ролика с гибким корпусом по слою фольги, который раскатывает слой фольги, вдавливая в текстурированную поверхность, или при использовании повышенного или пониженного давления текучей среды, например давления воздуха, чтобы вдавить металлический слой фольги в текстурированную поверхность. Не ограничивая этим изобретение, слой 144 металлической фольги может быть закреплен на текстурированной поверхности 38 с использованием тонкого слоя адгезива, прозрачного для видимого света.
Согласно неограничительному варианту осуществления изобретения непрозрачный слой 144 представляет собой непрозрачное покрытие, отражающее видимый свет и содержащее следующее: слой из одного или более металлов, металлических сплавов и их смесей, например, и не ограничивая этим изобретение, имеющий толщину в диапазоне от 10 до 100 нм, например в диапазоне от 30 до 100 нм, созданный поверх текстурированной поверхности 38 и, например, располагающийся в поверхностном контакте с ней;
грунтовочный слой, имеющий толщину в диапазоне от 1 до 6 нм, например в диапазоне от 2 до 4 нм, созданный поверх слоя из одного или более металлов, металлических сплавов и их смесей и, например, располагающийся в поверхностном контакте с ним;
диэлектрический слой, имеющий толщину в диапазоне от 1 до 10 им, например в диапазоне от 2 до 8 нм, созданный поверх грунтовочного слоя и, например, располагающийся в поверхностном контакте с ним; и защитное покрытие, имеющее толщину в диапазоне от 10 до 500 нм, например в диапазоне от 20 до 300 нм, созданное поверх диэлектрического слоя и, например, располагающееся в поверхностном контакте с ним.
Для нанесения слоя из одного или более металлов, металлических сплавов и их смесей, грунтовочного слоя, диэлектрического слоя и защитного покрытия для непрозрачного покрытия, согласно неограничительному варианту осуществления изобретения, может быть использован любой из материалов: слоя из одного или более металлов, металлических сплавов и их смесей; грунтовочного слоя, диэлектрического слоя и защитного покрытия, применяемых для слоев покрытия в соответствии с неограничительным вариантом осуществления изобретения, который обсуждался выше.
На фиг.5 представлено изделие с покрытием согласно другому неограничительному варианту осуществления изобретения, обозначенное позицией 148. В общем, изделие 148 с покрытием включает изделие 30 с покрытием (см. фиг.2), на которое нанесен непрозрачный слой 146, созданный поверх внешней главной поверхности 90 изделия 30 с покрытием и, например, прикрепленный к этой поверхности. Понятно, что изделие 148 с покрытием включает изделие 30 с покрытием в соответствии с неограничительным вариантом осуществления изобретения (также см. фиг.2), имеющее непрозрачный слой 146, выполненный поверх поверхности 90 покрытия 40 изделия 30 с покрытием и, например, прикрепленный к этой поверхности. Изобретение не ограничивается материалом непрозрачного покрытия 146, например, непрозрачный слой 146 может представлять собой непрозрачное покрытие 144 изделия 42 с покрытием согласно неограничительному варианту осуществления изобретения, представленного на фиг.3, и может быть деревянным листом, металлическим листом, непрозрачным пластиковым листом или непрозрачным стеклянным листом, прикрепленным к поверхности 90 изделия 30 с покрытием, например, с использованием адгезива или ламинированием, или может быть листом, прозрачным для видимого света, имеющим непрозрачное покрытие на поверхности. Понятно, что изделие 148 рассматривают через главную поверхность 34 листа 32 изделия 148.
На фиг.6 представлено изделие с покрытием, согласно другому неограничительному варианту осуществления изобретения, обозначенное позицией 154. В общем, изделие 154 с покрытием включает лист или подложку 156, которая имеет внешнюю главную поверхность 158 и противоположную внутреннюю главную поверхность 159. Выступающие участки и/или углубления 37 образованы во или на внутренней главной поверхности 159 листа 156 или на ней, для того чтобы создать текстурированную поверхность 162. Покрытие 40 выполнено поверх текстурированной поверхности 162 листа 156, и, в соответствии с частным вариантом осуществления изобретения, прикреплено к этой текстурированной поверхности и согласуется с ней. Лист 156 имеет коэффициент пропускания видимого света 0%, т.е. лист 156 непрозрачен для видимого света. Лист 156 может быть изготовлен из любого непрозрачного материала, например, из металла, дерева, любого типа пластика, который непрозрачен для видимого света, также, например, из полимерных материалов, поликарбоната, акрила и полиэтилентерефталата, и из стекла любого типа, которое непрозрачно для видимого света, или из листа стекла или пластика, прозрачного для видимого света и имеющего покрытие, благодаря которому лист становится непрозрачным для видимого света, например, из керамических материалов, стеклокерамических материалов, стеклянных материалов.
Выступающие участки и/или углубления 37 текстурированной поверхности 159 листа 156 создают рассмотренным выше способом на поверхности 159, и затем на текстурированную поверхность 162 листа 156 наносят покрытие 40.
На фиг.7 представлено изделие с покрытием согласно другому неограничительному варианту осуществления изобретения, обозначенное позицией 166. В общем изделие 166 с покрытием включает лист или подложку 167 с непрозрачным слоем 168, выполненным поверх главной поверхности 169 листа 167, и, в соответствии с частным вариантом осуществления изобретения, прикрепленным к этой поверхности. Поверхность 170 непрозрачного слоя 168 сформирована с царапинами или углублениями и/или выступающими участками 37, или они образованы при последующей обработке для того, чтобы непрозрачный слой 168 имел текстурированную поверхность 172. Покрытие 40 выполнено поверх обработанной поверхности 172 непрозрачного слоя 168 и, например, прикреплено к обработанной поверхности и согласуется с ней.
Лист 167 аналогичен листу 32 (см. фиг.2), за исключением того, что поверхности, например поверхность 169 листа 167, не имеют текстурированной поверхности 38, которую имеет поверхность 35 листа 32. Непрозрачный слой 168, не ограничивая этим изобретение, может быть любым непрозрачным слоем, обладающим достаточной жесткостью для того, чтобы образовать углубления 37 и выступающие участки на поверхности 170 для создания текстурированной поверхности 172. В одном неограничительном варианте осуществления изобретения лист 167 представляет собой стеклянный или пластиковый лист и слой 168 является пластиковым листом, приклеенным к поверхности 169 листа 167, а в другом неограничительном варианте осуществления изобретения лист 167 представляет собой стеклянный лист, имеющий непрозрачный стеклоприпой, наплавленный на поверхность 169. Способы соединения стекла с пластиком, пластика с пластиком и стеклоприпоя со стеклом хорошо известны в данной области техники, и не нуждаются в дальнейшем обсуждении.
Углубления и/или выступающие участки 37 создают на поверхности 170 непрозрачного слоя 168 таким же способом, что и углубления и/или выступающие участки 37, образованные на поверхности 35 листа 32. Затем поверхность 170 непрозрачного слоя 68 текстурируют и очищают, и на текстурированную поверхность 172 непрозрачного слоя 168 наносят покрытие 40.
Изделие 166 с покрытием, согласно неограничительному варианту осуществления изобретения, представленное на фиг.7, подобно изделию 154 с покрытием, согласно неограничительному варианту осуществления изобретения, представленному на фиг.6. Текстурированную поверхность 172 изделия 166, представленного на фиг.7, рассматривают через покрытие 40. Следует понимать, что изделие 172 с покрытием рассматривают через покрытие 40, поэтому внешняя поверхность 180 изделий 154 и 166 с покрытием должна быть защищена от окружающей среды, моющего раствора и от физического контакта. Методы защиты поверхности изделий с покрытием подробно рассматриваются ниже.
Примеры
Неограничительные варианты осуществления настоящего изобретения проиллюстрированы следующими примерами. Из толстого стекла марки Starphire® были вырезаны два фрагмента размером 4 дюйма × 4 дюйма × 0,079 дюйма для изготовления двух образцов. Измерения степени матовости были проведены на каждом необработанном (непоцарапанном) образце с использованием спектрофотометра TCS, выпускаемого фирмой BYK Gardner.
Оба образца обрабатывали для получения шероховатой поверхности с использованием барабанного шлифовального станка ShopPro 25, выпускаемого фирмой Performax Products, Inc. (шт.Миннесота). Цилиндрический барабан шлифовального станка был обернут абразивными подушками на нейлоновой сетке с вкраплением карбида кремния, выпускаемыми фирмой McMaster-Carr Supply (шт.Джорджия).
Каждый из образцов пропускали через описанный барабанный шлифовальный станок при смещении оси барабана шлифовального станка под углом приблизительно 81° относительно направления движения транспортера. Ось барабана шлифовального станка была смещена для того, чтобы на поверхности образцов не образовывались царапины, непрерывные от переднего края до заднего края образцов. Абразивные подушки устанавливали визуально, чтобы их положение обеспечивало равномерный контакт абразивных подушек с поверхностью образцов, которые после прохождения через барабанный шлифовальный станок должны стать шероховатыми.
Скорость вращения барабанного шлифовального станка составляла 1125 футов/мин и скорость транспортера составляла 5,3 футов/мин. Каждый образец двадцать раз пропускали в одном и том же положении через барабанный шлифовальный станок. Затем образцы промывали и высушивали и проводили замеры на текстурированной или шероховатой поверхности каждого образца для определения степени матовости, как описано выше. Полученные данные измерений степени матовости показаны в таблице 2, представленной ниже.
| Таблица 2. Результаты измерения степени матовости образцов подложек |
||
| Степень матовости (в %) | Изменение степени матовости (в %) | |
| Эксперимент 1 | 12,32 | |
| Непоцарапан- ный |
0,08 | |
| Поцарапанный | 12,40 | |
| Эксперимент 2 | 11,74 | |
| Непоцарапан- ный |
0,06 | |
| Поцарапанный | 11,80 |
Из таблицы понятно, что в одном неограничительном варианте осуществления изобретения изменение степени матовости (в %) прозрачных листов или подложек с текстурированной поверхностью согласно настоящему изобретению составляет по меньшей мере 10%. В изобретении предлагается текстурирование поверхности листа для создания на листе текстурированной поверхности с изменением степени матовости (в %) более 0%, например, по меньшей мере 15%, или по меньшей мере 25%, или в диапазоне от 5 до 50%, или в диапазоне от 5 до 25%, или в диапазоне от 8 до 25%, в зависимости от желаемого текстурированного внешнего вида покрытого изделия согласно изобретению.
Изобретение не ограничивается оптическими свойствами изделий с покрытием или компонентов изделий с покрытием согласно изобретению, например, коэффициентом пропускания видимого света и коэффициентом отражения листа, к примеру листа 32, и коэффициентом пропускания видимого света и коэффициентом отражения покрытия, например покрытия 40, и не ограничивается цветом покрытого изделия, например, изделия 30 с покрытием. В зависимости от желаемого использования изделия с покрытием подбирают покрытия на основе оптических свойств. В качестве иллюстрации, и не ограничивая этим изобретение, когда изделие с покрытием применяется для остекления, коэффициент пропускания видимого света изделия с покрытием, составляет по меньшей мере 5%, например по меньшей мере 10%. Если желательно использовать изделие 30 с покрытием как двустороннее зеркало, то одна поверхность, например поверхность 35, будет иметь более высокий коэффициент отражения видимого света, чем противоположная поверхность, например поверхность 34.
В неограничительных вариантах осуществления изобретения, рассмотренных выше, защитное покрытие используется для того, чтобы обеспечить защиту слоя покрытия, например покрытия 40, показанного на фиг.2, от повреждения. Далее рассматриваются другие неограничительные варианты осуществления изобретения, обеспечивающие защиту покрытия. На фиг.8 представлен другой неограничительный вариант осуществления изобретения, обеспечивающий защиту покрытия 40. Конкретнее, представлен оконный блок 200, включающий изделие с покрытием согласно одному из неограничительных вариантов осуществления изобретения, например, изделие 30 с покрытием, отделенное от стеклянного листа 202 дистанционной рамкой 204, чтобы сформировать стеклопакет, вид которого хорошо известен в данной области техники. Лист 202 и изделие 30 с покрытием крепятся к дистанционной рамке 204 любым удобным способом, например, но не ограничивая этим изобретение, адгезивом 205 и/или металлической лентой 206. Оконный блок 200 может использоваться для остекления коммерческих и/или жилых зданий, перегородок, разделяющих большие комнаты или офисы, и для окон или дверей в устройствах бытовой техники.
В другом неограничительном варианте осуществления изобретения оконный блок 200 представляет собой окно в устройстве бытовой техники (устройство бытовой техники не показано), например, окно духовки или дверь микроволновой печи. Поверхность 90 покрытия 40, обращенная наружу устройства бытовой техники, имеет более высокий коэффициент отражения видимого света, чем покрытая поверхность 90, обращенная во внутреннее пространство устройства бытовой техники. Покрытие 40 является, предпочтительно, прозрачным покрытием с низкой излучательной способностью. При такой конструкции, когда дверь устройства закрыта и выключено внутреннее освещение 210 устройства бытовой техники, наблюдается текстурированная поверхность. Внутреннее пространство устройства бытовой техники можно видеть при закрытой двери и включенном внутреннем освещении 210, и тепло внутреннего пространства устройства бытовой техники отражается покрытием назад во внутреннее пространство устройства бытовой техники благодаря тому, что покрытие 40 является покрытием 40 с низкой излучательной способностью.
На фиг.9 представлен другой неограничительный вариант осуществления изобретения, обеспечивающий защиту покрытия, например покрытия 40. Ламинированный блок 220, представленный на фиг.9, включает стеклянный или пластиковый лист 222, который соединяется с внешней поверхностью 90 изделия 30 с покрытием посредством пластикового промежуточного листа 224. Ламинированный блок 220, представленный на фиг.9, может быть окном транспортного средства, например ветровым стеклом автомобиля, задним окном, боковым окном или люком крыши.
Понятно, что покрытие или пленка 226 может быть нанесена поверх одной или обеих внешних поверхностей ламинированного блока 220 (показано только на поверхности 34 листа 32 изделия 30 с покрытием, представленного на фиг.9), например, и не ограничивая этим изобретение, она может быть фотокаталитической пленкой или пластифицирующей пленкой, например, типа, описанных в патентах США №5873203; №6027766; №6027766.
Для специалистов в данной области техники является очевидным, что изобретение может подвергаться модификациям без отступления от идей, раскрытых в предшествующем описании. Такие модификации следует рассматривать как не выходящие за рамки объема изобретения. Соответственно, частные варианты осуществления изобретения, описанные подробно выше, являются только иллюстративными и не ограничивают объем изобретения, которое должно быть полностью защищено прилагаемыми пунктами формулы изобретения и любыми и всеми их эквивалентами.
1. Изделие, содержащее:
подложку, выбранную из стекла и пластика, имеющих коэффициент пропускания видимого света, превышающий 0%, и имеющую первую главную поверхность и противоположную вторую главную поверхность, причем вторая главная поверхность имеет текстурировавную поверхность для формирования второй поверхности подложки с заданной структурой;
верхний слой, имеющий первую поверхность и противоположную вторую поверхность, причем первая поверхность верхнего слоя находится в поверхностном контакте с текстурированной поверхностью для согласования участков первой поверхности верхнего слоя с соответствующими участками заданной структуры, при этом верхний слой нанесен магнетронным распылением в вакууме и является теплостойким покрытием, содержащим эстетичный отражающий слой из одного или более металлов, металлических сплавов и их смесей, придающий изделию металлический внешний вид, при этом покрытие дополнительно содержит грунтовочный слой на эстетичном отражающем слое, диэлектрический слой на грунтовочном слое и защитное покрытие на диэлектрическом слое, причем коэффициент пропускания видимого света и коэффициент отражения видимого света подложки, имеющей указанный верхний слой, выбраны таким образом, чтобы заданная структура была видна, когда изделие рассматривают через первую поверхность подложки, или когда изделие рассматривают через вторую поверхность верхнего слоя.
2. Изделие по п.1, в котором первая поверхность верхнего слоя имеет коэффициент отражения видимого света больший, чем коэффициент отражения видимого света подложки, так что заданная структура видна через первую главную поверхность подложки.
3. Изделие по п.1, в котором подложка и верхний слой, каждый из них, имеет коэффициент пропускания видимого света, превышающий 0%, и первая поверхность верхнего слоя имеет коэффициент отражения видимого света меньший, чем коэффициент отражения видимого света второй главной поверхности подложки, так что указанная заданная структура видна через вторую главную поверхность верхнего слоя.
4. Изделие по п.1, в котором эстетичный отражающий слой имеет толщину в диапазоне от 1 до 20 нм.
5. Изделие по п.1, в котором указанный грунтовочный слой выполнен на эстетичном отражающем слое и имеет толщину в диапазоне от 1 до 10 нм, указанная диэлектрическая пленка выполнена на грунтовочном слое и имеет толщину в диапазоне от 1 до 10 нм, и указанное защитное покрытие выполнено на указанном диэлектрическом слое и имеет толщину в диапазоне от 10 до 500 нм; и/или эстетичный отражающий слой выбран из: стали, меди, латуни, ниобия, алюминия, нихрома, олова, никеля и хрома, благородных металлов и их смесей; грунтовочная пленка выбрана из: материала, содержащего титан; материала, содержащего цирконий; материала, содержащего алюминий; материала, содержащего никель; материала, содержащего хром; материала, содержащего гафний; материала, содержащего медь; материала, содержащего ниобий; материала, содержащего тантал; материала, содержащего ванадий; материала, содержащего индий; материала, содержащего цинк, и их смесей; диэлектрический слой выбран из группы: оксидов титана, гафния, циркония, ниобия, цинка, висмута, свинца, индия, олова, цинка и олова; оксидов сплавов индий-олово, нитридов кремния, нитридов кремний-алюминий, оксинитридов и нитридов алюминия; а защитный слой является оксидом смеси оксида кремния и оксида алюминия.
6. Изделие по п.1, в котором подложка имеет коэффициент пропускания видимого света, превышающий 0%, верхний слой имеет коэффициент пропускания видимого света 0%, и первая поверхность верхнего слоя имеет коэффициент пропускания видимого света больший, чем коэффициент пропускания видимого света подложки; предпочтительно верхний слой является покрытием, содержащим базовый слой из одного или более металлов, металлических сплавов и их смесей на второй поверхности подложки, и толщина которого находится в диапазоне от 10 до 100 нм; грунтовочный слой выполнен на базовом слое и имеет толщину в диапазоне от 1 до 6 нм; диэлектрический слой выполнен на грунтовочном слое и имеет толщину в диапазоне от 1 до 10 нм; и защитное покрытие выполнено на диэлектрическом слое и имеет толщину в диапазоне от 10 до 50 нм.
7. Изделие по п.1, в котором подложка имеет коэффициент пропускания видимого света 0%, а верхний слой имеет коэффициент пропускания видимого света, превышающий 0%.
8. Изделие по п.1, в котором подложка является пластиковой или стеклянной подложкой, и подложка с верхним слоем имеет координаты цветности по стандарту CIE 1976, с источником света D65, при угле наблюдения 10°, выбранные из:
a*=3,0; b*=27,6; и L*=69,6;
а*=0,6; b*=2,7; L*=70,1;
а*=0,3; b*=3,4; L*=83,6;
а*0,5; b*=5,4; L*=77,1;
а*=10,8; b*=35,8; L*=76,2;
а*=13,3; b*=14,9; L*=85,6;
а*=22,3; b*=29,7; L*=71,3;
а*=7,5; b*=46,0; L*=55,9;
а*=0,4; b*=23,3; L**84,2; и
а*=0,8; b*=6,3; L*=79,2,
причем указанные координаты цветности могут варьироваться в диапазоне ±10%.
9. Изделие по п.1, в котором текстурированная поверхность выбрана из следующих вариантов: множество линейных и/или нелинейных линий и/или линейных сегментов; выступающих участков поверхности; вдавленных участков поверхности и углублений; и предпочтительно изделие имеет металлический внешний вид, подложка является неметаллической подложкой, и заданная структура на второй поверхности подложки содержит одно или более углублений, имеющих длину вплоть до 5 см, ширину в пределах от 1 до 100 мкм, глубину в пределах от 0,05 до 1 мкм; а слой является покрытием поверх по меньшей мере части второй поверхности подложки.
10. Изделие по п.1, в котором изменение степени матовости подложки, %, составляет более 0%, предпочтительно, по меньшей мере 15%.
11. Изделие по п.1, в котором изделие является изделием промышленного производства, выбранным из группы: мебель, устройства бытовой техники, окна коммерческих и жилых зданий и детали транспортных средств.
12. Покрытие, содержащее: эстетичный отражающий слой, выбранный из стали, меди, латуни, ниобия, алюминия, нихрома, олова, никеля, хрома, благородных металлов и их смесей; грунтовочный слой поверх эстетичного отражающего слоя, причем грунтовочный слой выбран из: материала, содержащего титан; материала, содержащего цирконий; материала, содержащего алюминий; материала, содержащего никель; материала, содержащего хром; материала, содержащего гафний; материала, содержащего медь; материала, содержащего ниобий; материала, содержащего тантал; материала, содержащего ванадий; материала, содержащего индий; материала, содержащего цинк, и их смесей; диэлектрический слой поверх грунтовочного слоя, причем диэлектрический слой выбран из оксидов титана, гафния, циркония, ниобия, цинка, висмута, свинца, индия, олова, цинка и олова, оксидов сплавов индий-олово, нитридов кремния, нитридов кремний-алюминий, оксинитридов и нитридов алюминия.
13. Покрытие по п.12, в котором эстетическая отражающая пленка имеет толщину в диапазоне от 1 до 20 нм; грунтовочный слой имеет толщину от 1 до 10 нм; диэлектрическая пленка имеет толщину в диапазоне от 1 до 10 нм.
14. Покрытие по п.13, дополнительно содержащее защитное покрытие на диэлектрическом слое, причем диэлектрический слой является оксидом смеси оксида кремния и оксида алюминия и имеет толщину в диапазоне от 10 до 500 нм.
