CN101595072B - 低维护涂布技术 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带有低维护涂层的基底。在一些实施方案中，该涂层包括含有一定厚度的含二氧化钛的膜的低维护膜，其中仅有一部分的厚度包含钨。该厚度包含内部和外部，该外部是含有钨的部分。本发明还提供沉积这种涂层的方法和设备。

Description

低维护涂布技术

技术领域

本发明提供基底的薄膜涂层。更具体而言，本发明提供玻璃和其他基底的低维护涂层。本发明还提供制备低维护产品的方法。此外，本发明提供溅射靶和涂布机。

背景技术

低维护涂层，例如光催化涂层，在本领域中是众所周知的。大量的研究已经在试图发展显示出良好性能的低维护涂层，如自清洁性能和亲水性。

最传统的低维护涂层包括二氧化钛(即，TiO₂)层。尽管许多这些涂层是有利的，但是有改进余地。例如，希望提供具有低的可见反射和良好的色彩中性，但仍可以取得显著的光活性水平、亲水性和/或活化能力的薄的低维护涂层。特别希望提供实现这些性能，同时形成持久、稳定、耐混浊(例如，在回火或其他热处理过程中)的涂层。

发明内容

根据某些实施方案提供一种具有其上有低维护涂层的主表面的基底。所述低维护涂层提供光催化和/或亲水性能，并优选具有易于活化的性能。所述低维护涂层可以包括一定厚度的含二氧化钛的膜，所述厚度小于

其中仅有一部分的厚度含有氧化钨，所述厚度包含内部和外部，所述内部比所述外部更接近所述基底，所述外部是含有氧化钨的部分。所述低维护涂层可具有小于

的厚度。所述含二氧化钛的膜的厚度可以大于约

同样，所述外部的厚度可以不超过约

所述外部还可以限定所述低维护涂层的露出的最外面，所述外部是含有二氧化钛和氧化钨的基本上均匀的薄膜。所述外部还可以含有氮。所述内部可以是基本上由二氧化钛构成的基本上均匀的薄膜。在某些情况下，所述外部的钨负载的特征在于，仅金属的原子比为约0.01～约0.34，所述比值是所述外部中钨原子的数量除以所述外部中钛原子的数量。

在一些实施方案中，所述低维护涂层还可以包括基膜，其可以含有二氧化硅或氧化铝。所述基膜可以具有小于约

的厚度。在一些实施方案中，所述低维护涂层可以包括设置在所述基膜上的中间膜，其可以具有小于

的厚度。在某些情况下，所述基膜含有氧化铝，所述中间膜含有二氧化硅，所述氧化铝基膜和所述二氧化硅中间膜的各自厚度均小于约

在一个实施方案中，所述氧化铝基膜的厚度为约所述二氧化硅中间膜的厚度为约

所述低维护涂层可以任选在透明导电氧化物膜上方，其可以具有小于约

的厚度。所述基底例如可以是作为具有窗格间空间的多窗格中空玻璃单元(insulating glazing unit)的一部分的透明窗格，其中带有所述低维护涂层的主表面不面对所述单元的窗格间空间。

根据某些实施方案，提供一种制备低维护产品的方法。所述方法可以包括在基底的主表面上沉积低维护涂层，所述低维护涂层包含一定厚度的含二氧化钛的膜，其中仅有一部分的厚度含有氧化钨，其中所述一定厚度的含钛氧化物膜包含内部和外部，所述外部是含有氧化钨的部分，在沉积所述外部之前沉积所述内部，以及其中在所述内部已经被沉积之后但在沉积所述外部之前对所述基底进行加热。也可以在沉积所述内部之前或甚至在沉积所述内部和外部之一的期间对所述基底进行加热。此外，可以在溅射涂布机中沉积所述低维护涂层，其中在所述涂布机内部进行加热，其中加热使所述基底为大于140°F但小于350°F的最高温度。在某些情况下，在适用于沉积所述内部的沉积室内部进行加热，在沉积所述内部之后进行加热。在其他情况下，在适用于沉积所述外部的沉积室内部进行加热，在沉积所述外部之前进行加热。在其他情况下，在适用于沉积所述内部的加热室和适用于沉积所述外部的第二沉积室内部进行加热。所述方法还可以包括将所述基底输送通过作为所述涂布机一部分的一个或多个级间部分(inter-stage section)，所述级间部分适用于将所述基底保持在至少约160°F的温度。在某些情况下，至少一个级间部分位于适用于沉积所述内部的第一沉积室和适用于沉积所述外部的第二沉积室之间。

根据其他实施方案，提供另一种制备低维护产品的方法。所述方法可以包括提供具有其上有低维护涂层的主表面的基底，所述低维护涂层包含一定厚度的含二氧化钛的膜，所述厚度大于约

但于小于其中仅有一部分的厚度含有氧化钨，所述厚度包含内部和外部，所述内部比所述外部更接近所述基底，所述外部是含有氧化钨的部分，所述方法还包括热处理所述涂布的基底以使所述涂布的基底为至少约160°F的温度。在某些情况下，通过将所述涂布的基底在加热室中放置至少60秒实现热处理，在此期间所述加热室保持在至少650℃的温度。在其他情况下，通过在适用于沉积所述内部或所述外部的沉积室内部热处理所述涂布的基底来实现热处理。热处理包括在沉积期间和/或沉积之前和/或沉积之后加热。所述方法还可以包括将所述涂布的基底冷却到室温，此时所述涂布的基底其混浊度小于约0.4。可以在其中所述外部的厚度不超过约

的基底上进行冷却。

根据某些实施方案还提供一种在基底的主表面上沉积低维护涂层的溅射技术。所述溅射技术可以包括沉积一定厚度的含二氧化钛的膜，其中至少一部分的厚度含有氧化钨，并通过溅射一个或多个靶沉积，所述靶具有含有二氧化钛和氧化钨的可溅射材料，其中所述可溅射材料含有：i)氧化物形式的钨，ii)TiO，和iii)TiO₂。在某些情况下，基本上所述可溅射材料中的所有钨均是氧化物形式。

所述沉积也可以通过在含有氩气和氧气的气氛中溅射所述靶来实现。所述沉积也可以通过在含有氩气、氧气和氮气的气氛中溅射所述靶来实现。在某些情况下，所述可溅射材料的特征在于，仅金属的原子比为约0.01～约0.34，所述比值是所述可溅射材料中钨原子的数量除以所述可溅射材料中钛原子的数量。所述被沉积的一定厚度的含二氧化钛的膜包含内部和外部，所述内部比所述外部更接近所述基底，其中仅所述外部含有氧化钨，所述外部被沉积成含钛氧化物和氧化钨的基本上均匀的膜。所述内部也可以被沉积成基本上由二氧化钛构成的薄膜。含二氧化钛的膜的厚度优选也可以小于

根据某些实施方案还提供溅射靶。所述靶可以具有含有二氧化钛和氧化钨的可溅射材料，其中所述可溅射材料含有：i)氧化物形式的钨，ii)TiO，和iii)TiO₂。在某些情况下，基本上所述可溅射材料中的所有钨均是氧化物形式。在某些情况下，所述可溅射材料基本上由i)氧化物形式的钨，ii)TiO，和iii)TiO₂构成。所述可溅射材料也可以仅金属的原子比为约0.01～约0.34，所述比值是所述可溅射材料中钨原子的数量除以所述可溅射材料中钛原子的数量。所述靶可以是圆柱形旋转靶，所述可溅射材料承载在伸长的支持管的外壁上，所述伸长的支持管的长度为至少24英寸，所述靶也适于绕与所述支持管的外壁基本上平行的中心轴旋转。

根据某些实施方案，还提供一种溅射涂布机。所述溅射涂布机可以包括两个以上的室，包括溅射室和/或加热室。所述涂布机还可以包括连接所述两个以上的室的至少一个级间部分。例如，所述级间部分可以连接两个溅射室或连接加热室和溅射室。所述级间部分还可以具有被导电金属和陶瓷材料的交替层包围的内部空间。还可以设置至少一个加热源，用于将热量施加到所述级间部分，使得所述内部空间保持在至少160°F的温度。在某些情况下，所述涂布机适用于沉积一定厚度的含二氧化钛的膜，其中仅有一部分的厚度含有氧化钨，所述厚度包含内部和外部，所述内部比所述外部更接近所述基底，所述外部是含有氧化钨的部分。在这些情况下，所述级间部分可以连接适用于沉积所述内部的第一溅射室和适用于沉积所述外部的第二溅射室。所述级间部分也可以连接适用于沉积所述外部的加热室和溅射室。

在某些实施方案中，本发明提供一种具有主表面的基底，在所述主表面上从主表面向外依序涂布有以下薄膜：(1)含有选自氧化铟锡和含氟的氧化锡的材料的功能膜；和ii)一定厚度的含二氧化钛的膜。仅有一部分的厚度含有氧化钨。所述一定厚度的含二氧化钛的膜包含内部和外部。所述内部比所述外部更接近所述基底。所述外部是含有氧化钨的部分。在本实施方案中，所述一定厚度的含二氧化钛的膜除以所述功能膜的厚度所定义的厚度比为0.004～约0.08。

一些实施方案提供一种具有其上存在透明导电氧化物膜和低维护涂层的主表面的基底。所述透明导电氧化物膜比所述低维护涂层更接近所述基底。所述低维护涂层包含一定厚度的含二氧化钛的膜，仅有一部分的厚度含有氧化钨。所述一定厚度的含二氧化钛的膜包含内部和外部。所述内部比所述外部更接近所述基底。所述外部是含有氧化钨的部分。在所述透明导电氧化物膜和所述一定厚度的含二氧化钛的膜之间可以任选存在含有二氧化硅的一层和含有氧化铝一层的两层。

附图说明

图1是根据某些实施方案具有带有低维护涂层的主表面的基底的示意剖视图；

图2是根据某些实施方案具有带有低维护涂层的主表面的基底的示意剖视图；

图3是根据某些实施方案具有带有低维护涂层的主表面的基底的示意剖视图；

图4是根据某些实施方案具有带有低维护涂层的主表面的基底的示意剖视图；

图5是根据某些实施方案具有带有低维护涂层的主表面的基底的示意剖视图；

图6是根据另一个实施方案具有带有低维护涂层的一个表面和带有额外功能涂层的另一个表面的基底的示意剖视图；

图7是根据某些实施方案包含具有带有低维护涂层的第一表面和带有额外功能涂层的第二表面的外部窗格的多窗格中空玻璃单元的部分断开的示意侧剖视图；

图8是根据某些实施方案包含具有带有功能涂层的第二表面的外部窗格和具有带有低维护涂层的第四表面的内部窗格的多窗格中空玻璃单元的部分断开的示意侧剖视图；

图9是根据某些实施方案具有带有低维护涂层的主表面的窗玻璃的部分断开的立体图，其中玻璃安装在建筑物的外墙中；

图10是适用于某些方法的向下溅射室的示意侧视图；

图11是适用于某些方法的向上溅射室的示意侧视图；

图12是适用于某些方法的双向溅射室的示意侧视图；

图13是适用于某些方法的向下加热室的示意侧视图；

图14是适用于某些方法的向上加热室的示意侧视图；

图15是适用于某些方法的级间部分的示意侧视图；

图16是适用于某些方法的级间部分的正视剖面图；

图17是适用于某些方法的涂装线的示意侧视图，所述涂装线包括向下溅射室和向下加热室；

图18是适用于某些方法涂装线的示意侧视图，所述涂装线包括向上溅射室和向上加热室；

图19是适用于某些方法的涂装线的示意侧视图，所述涂装线包括向上溅射室和向上加热室；

图20是适用于某些方法的涂装线的示意侧视图，所述涂装线包括向上溅射室和向上加热室；以及

图21是显示两个涂层的丙酮光解速率的图。

具体实施方式

参照附图理解以下的详细说明，其中在不同附图中的相同元件具有相同的附图标记。附图不必须是按比例绘制的，并且描绘了所选实施方案，而不意图限制本发明的范围。本领域技术人员将认识到，给出的实施例在本发明的范围内有很多替代方式。

本发明的许多实施方案涉及涂布的基底。各种基底类型均适用于本发明。在一些实施方案中，基底10是片状样基底，具有一般相对的第一12和第二14主表面。例如，基底可以是一片透明材料(即，透明薄片)。然而，基底并不要求是薄片，也不要求是透明的。

基底可以任选是各种建筑材料的任何组成部分。预期应用的例子包括以下实施方案：其中基底是框架(例如，窗框或门框)、墙板(例如，铝墙板)、帐板、油布(例如，氟碳聚合物油布)、塑料薄膜(如氟碳塑料薄膜)、屋顶板、百叶窗(如金属、塑料或纸百叶窗)、纸屏风(例如，日式拉门)、栏杆、栏杆柱或铭牌。在一个实施方案中，基底是瓷砖，如墙壁、天花板或铺地砖。在另一个实施方案中，基底是玻璃砖。各种合适的玻璃砖可从Saint-Gobain Oberland(Koblenz，Germany)购得。在其他实施方案中，基材是聚酯薄膜、聚乙烯薄膜、对苯二酸酯薄膜等。这类适合薄膜可从Nippon Soda Co.，Ltd.(Tokyo，Japan)购得。在进一步实施方案中，基底是围墙或墙壁，如降噪围墙或墙壁。可选择地基底可以是光电设备的一部分(例如，它可以是光电设备的盖子)。

对于许多应用而言，基底包括透明(或至少半透明)的材料，如玻璃或透明塑料。例如，在某些实施方案中基底是玻璃片(例如，窗玻璃)。可以使用各种已知玻璃类型，钠钙玻璃通常是优选的。在某些优选的实施方案中，基底是窗户、天窗、门、淋浴门或其他玻璃窗的一部分。在某些情况下，基底是汽车挡风玻璃、汽车侧窗、外部或内部后视镜、保险杠、轮毂罩、风档刮水器、汽车发动机罩板、侧板、箱板或顶板的一部分。在其他实施方案中，基底是一块水族馆玻璃、塑料水族馆窗户或一块温室玻璃。在进一步实施方案中，基底是冰箱面板，如冰箱门或窗的一部分。在另一个实施方案中，基底是电致变色器件的一部分。

各种大小的基底可用于本发明。常见的是，使用大面积的基底。某些实施方案涉及具有主尺寸(例如，长度或宽度)至少约5米、优选至少约1米、甚至更优选至少约1.5米(例如，约2米和约4米之间)的基底10，并在一些情况下至少约3米。在一些实施方案中，基底是长度和/或宽度大约是3米～约10米的大规格玻璃板，例如，宽度约3.5米和长度约6.5米的玻璃板。也预期到长度和/或宽度大于约10米的基底。

在一些实施方案中，基底10是一般正方形或长方形的玻璃板。这些实施方案中的基底可以具有上面段落和/或下面段落中记载的任何尺寸。在一个特别的实施方案中，基底是具有宽度为约3米～约5米(如约3.5米)和长度为约6米～约10米(如约6.5米)的一般长方形玻璃板。

各种厚度的基底可用于本发明。在一些实施方案中，基底10(其可以任选是玻璃片)的厚度为约1-5mm。某些实施方案涉及厚度为约2.3mm～约4.8mm、甚至更优选约2.5mm～约4.8mm的基底10。在一个特别的实施方案中，使用厚度约3mm的一片玻璃(如钠钙玻璃)。在一组实施方案中，基底的厚度为约4mm～约20mm。在此范围内的厚度例如可以用于水族馆储槽(在这种情况下，基底可以任选是玻璃或丙烯酸酯)。当基底是浮法玻璃时，其通常具有约4mm～约19mm的厚度。在另一组实施方案中，基底是厚度为约0.35mm～约1.9mm的薄板。这种实施方案可以任选涉及作为一片显示器玻璃等的基底10。

参照图1，其显示主表面12带有低维护涂层80的基底10。低维护涂层80优选具有光催化性能、亲水性能或两者兼而有之。低维护涂层80包括一定厚度的含二氧化钛的膜50。薄膜50包含内部50a和外部50b。内部50a比外部50b更接近基底。在某些情况下，含二氧化钛的膜的内部50a和外部50b之间可以具有离散界面，如图3所示。例如，内部50a和外部50b可以是具有相对精确限定的界面的单独层。例如，当最初通过溅射沉积这两层时，可能是这种情况。可选择地，这两个部分50a，50b可以渐变到彼此中，或者其界面可以其他方式模糊不清。

在一些实施方案中，外部50b限定低维护涂层露出的最外面。外部50b含有钛(例如，二氧化钛)和钨(例如，氧化钨)。在某些情况下，外部含有二氧化钛和氧化钨。在某些情况下，外部50b中的基本上所有(或所有)的钨均是氧化物形式。优选地，外部50b含有的二氧化钛比氧化钨多。在一些实施方案中，外部50b具有约1-6原子％的钨，如约2.0-2.5原子％(按仅有金属计)。外部50b可以任选是含有二氧化钛(例如，TiO₂)和氧化钨的基本上均匀的薄膜。如果需要，外部50b可以基本上由二氧化钛和氧化钨构成。然而没有严格限制这一点。

本发明人发现，将氧化钨加到含二氧化钛的膜中可以增加光活性和亲水性。然而，二氧化钛和氧化钨的厚膜可能受到耐混浊性、耐久性和/或稳定性方面的限制。令人惊讶的是，本发明人发现，将氧化钨加到二氧化钛膜的有限的外部中可以提供良好的光活性和亲水性，同时实现良好的耐混浊性、耐久性和稳定性。

含二氧化钛的膜50可以含有TiO₂、TiO或两者兼而有之。其他形式的钛氧化物如TiO_x也可以存在。在某些实施方案中，薄膜50含有二氧化钛和额外材料，如选自氮、钽、铜、二氧化硅、钯、锡、铌和钼的材料。还可以使用其他″额外材料″。额外材料可以是掺杂剂，其存在量可以不高于5原子％，例如，约2原子％以下。在其他情况下较大的浓度可能是优选的。当提供时，额外材料可以在内部50a、外部50b或二者中存在。但是，优选的是外部50b基本上由二氧化钛和氧化钨构成。还优选的是内部50a基本上由二氧化钛构成。

在某些情况下，薄膜50含有氮。当提供时，氮优选存在量不高于10％，更优选5％以下。当提供时，氮可以仅存在于内部50a中、仅存在于外部50b中或同时存在于内部50a和外部50b中。

内部50a可以是基本上均匀的薄膜、渐变薄膜或一些其他类型的非均匀薄膜。在某些实施方案中，内部50a是含有(任选基本上由其构成)二氧化钛的基本上均匀的薄膜。在其他实施方案中，内部50a是含有(任选基本上由其构成)二氧化钛和额外材料(如上述额外材料之一)的基本上均匀的薄膜。

外部50b也可以是基本上均匀的薄膜、渐变薄膜或一些其他类型的非均匀薄膜。在某些实施方案中，外部50b是含有(任选基本上由其构成)二氧化钛和氧化钨的基本上均匀的薄膜。在其他实施方案中，外部50b是含有(任选基本上由其构成)二氧化钛、氧化钨和额外材料(如上述那些之一)的基本上均匀的薄膜。

在一组实施方案中，内部50a和外部50b都是基本上均匀的薄膜。例如，内部50a可以是基本上由二氧化钛构成的基本上均匀的薄膜，外部50b可以是由二氧化钛和氧化钨构成的基本上均匀的薄膜。然后，不必须这样。

在某些实施方案中，内部50a的厚度为约

～约

如约～约

在某些情况下，内部50a的厚度为约

但是，在其他实施方案中，内部50a的厚度可以在这些范围之外有很大变化，以适应不同应用的需求。

对于外部50b，本发明人发现，当该部分的厚度小于约

优选小于约

也许最佳小于约

(或甚至小于约

)时，涂层80可以实现异常程度的耐混浊性。例如，带有这种低维护涂层80的玻璃窗格的混浊度在回火后可以小于0.40，或甚至小于0.30，如约0.2～约0.27。在优选的实施方案中，外部50b的厚度为约

～约

如约

～约

例如，约

～约

在某些实施方案中，外部50b的厚度为约

这里，也可以在这些范围之外选择厚度，以适应不同应用的需求。

含二氧化钛的膜50(包含内部50a和外部50b)的总厚度优选小于

更优选小于

也许小于或甚至小于本发明人发现，这些厚度范围对于最小化或甚至消除这种特定性质的较厚薄膜会出现的颜色特别有利。但是，在其他实施方案中，较厚薄膜可用于需要或至少可接受的更多颜色的应用，或可用于另一个涂层或窗格充分中和颜色的应用。

本发明人还发现，如果含二氧化钛的膜50的厚度大于约那么在涂布的基底回火或以其他方式适宜热处理时光活性、亲水性或两者有令人惊讶的提升。然而，该厚度小于约

时，回火似乎并没有提供这种提升。因此在这方面厚度约

以上是优选的。这种令人吃惊的性能提升的机理还没有明确解释。但是，据推测，当热处理涂布的基底时，这将导致薄膜的缺陷状态密度下降，从而使二氧化钛导带中的光激励的电子具有较长的寿命，这样造成量子效率增加。改进的量子效率导致更多的电子-空穴对，产生羟基自由基(OH·)和超氧离子(O₂ ^-)，以通过参加一系列的氧化反应而分解和矿化有机化合物。这就造成了光活性、亲水性或两者兼而有之的有利变化。但是本发明人不希望被这种解释约束。

在一组实施方案中，低维护涂层80具有0.2～7的″区域比″。术语″区域比″被定义为外部50b的厚度除以内部50a的厚度。在某些情况下，外部50b比内部50a薄。当耐混浊性是主要关心的问题时，这样会是优选的。但是，在其他情况下，外部50b比内部50a厚。对于使光活性和亲水性最大化，这样会是优选的。下表1示出了一个这样的示例性实施方案。

在某些实施方案中，外部50b的钨负载的特征在于，仅金属的原子比为约0.001～0.4，如约0.01～约0.34。这个比值是外部50b中的钨原子数量除以外部中的钛原子数量。在一个例子中，通过反应性溅射一个或多个陶瓷靶沉积外部50b，每个靶具有约91原子％的钛和约9原子％的钨(按仅金属计)。在产生的氧化物膜中，钨的相对量可能略高于靶。例如，氧化物膜可以具有约89原子％的钛和约11原子％的钨(按仅金属计)，在这种情况下，指定的仅金属的原子比为约0.12。在另一个例子中，产生的外部50b是具有97.5原子％的钛和约2.5原子％的钨的氧化物膜，在这种情况下，指定的仅金属的原子比为约0.26％。可以理解，外部50b可以是氧化物膜、氧氮化物膜等。

参照图2，在一些实施方案中，低维护涂层80在含二氧化钛的膜50和基底10之间包含基膜15。基膜15可以是与基底良好地粘合和/或保护薄膜50免受钠离子扩散的任何合适的材料。在省略基膜15的情况下，基底10本身可以任选地被处理，以减少或可能消耗钠离子的基底表面积。在一些实施方案中基膜15可以包括介电膜。在某些实施方案中，基膜含有二氧化硅、氧化铝或两者兼而有之。因此，基膜15可以任选地是含有两种以上材料的混合膜。在某些情况下，它是含有二氧化硅和氧化铝，或二氧化硅和二氧化钛，或二氧化硅、氧化铝和二氧化钛的混合膜。也可以使用其他材料。在某些实施方案中，基膜基本上由二氧化硅构成或基本上由氧化铝构成。基膜15也可以是基本上均匀的薄膜或渐变薄膜。当提供时，基膜15可以直接沉积在基底上，含二氧化钛的膜50的膜被直接沉积在基膜15上。然而，这绝不是必要的。当提供时，基膜15可以任选地具有小于约

的厚度。在某些实施方案中，基膜15的厚度小于

或甚至小于

在一些实施方案中，基膜15的厚度小于

如约

在某些实施方案中，基膜15含有二氧化硅和氧化铝。例如，薄膜可以具有一定厚度(例如，约

)，其中整个厚度包括含有二氧化硅和氧化铝的混合膜(或渐变薄膜)。这种混合膜可以通过溅射含有硅和铝的合金靶形成，例如约50％的硅和约50％的铝，或约25％的硅和约75％的铝，约75％的硅和约25％的铝，或约85％的硅和约15％的铝。这种合金靶可以在氧化性气氛中溅射。这类混合膜也可以通过共溅射两个靶形成，其中一个靶是硅靶，另一个靶是铝靶。这种共溅射可在氧化性气氛中进行。在其他实施方案中，基膜15包含内层和外层，其中内层含有二氧化硅或氧化铝之一，外层含有二氧化硅或氧化铝中的另一种。在某些情况下，内层的厚度为约

外层的厚度为约

在其他情况下，内层的厚度为约

外层的厚度为约

在进一步实施方案，内层和外层的厚度均为约

在其他实施方案中，基膜15含有氧化铝或基本上由氧化铝构成，并且厚度小于约

也许小于约

如约

例如，可以通过在氧化性气氛中溅射一个或多个铝靶来沉积这种基膜。氧化铝被认为是钠离子扩散的很好阻挡。在某些测试中(例如，100％相对湿度的测试)它可能有助于提高涂布的基底的性能。

参照图4和图5，低维护涂层80可以在基膜15和含二氧化钛的膜50之间任选地包含一个或多个额外薄膜20。尽管图4和图5显示了一个中间膜20，但是如果有这样的需要，可以提供多个中间膜。当提供时，薄膜20可以含有任何适合的材料。参照图5，低维护涂层80可以在基底10和基膜15之间任选包括含薄膜13。在某些情况下，薄膜13可以直接接触基底10和基膜15。然而，这并不是必需的。当提供时，薄膜13任选是半导体薄膜。在某些实施方案中，薄膜13包括例如透明导电氧化物(TCO)薄膜。合适的TCO薄膜包括氟掺杂的氧化锡和氧化铟锡。在一些实施方案中，薄膜13的厚度为

以下，如约通过在低维护涂层80下提供透明导电膜13，可以降低带有涂布的基底的玻璃窗的整体U值。

下表1例如示出低维护涂层80的厚度为约

的实施方案。然而，可以理解，涂层80可以根据预期应用的要求具有更大厚度。也预期到较小的厚度。

以下是本发明的几个示例性涂层实施方案。

表1(涂层#1)

表2(涂层#2)

表3(涂层#3)

表4(涂层#4)

表5(涂层#5)

表5A(涂层#5A)

表5B(涂层#5B)

在上表示出的每个示例性涂层中，任何二氧化硅薄膜均可以任选掺杂有氧化铝。

因此，某些实施方案提供具有主表面的基底，在所述主表面上从主表面向外依序涂布有以下薄膜：(1)含有选自氧化铟锡、含氟的氧化锡和氧化铝锌的材料功能膜和(2)一定厚度的含二氧化钛的膜，其中仅有一部分的厚度含有氧化钨。一定厚度的含二氧化钛的膜包含内部和外部，内部比外部更接近基底。外部是含有氧化钨的部分。在其中的一些实施方案中，含二氧化钛的膜的厚度除以功能膜的厚度所定义的厚度比为约0.004～约0.08，甚至更优选约0.004～约0.025。在一个例子中，薄膜50的厚度为约

功能膜(例如，其透明导电氧化物层)的厚度为约使得所述厚度比为约0.023。在另一个例子中，薄膜50的厚度为约功能膜(例如，其透明导电氧化物层)的厚度为约

使得所述厚度比为约0.035。在另一个例子中，薄膜50的厚度为约

功能膜功能膜(例如，其透明导电氧化物层)的厚度为约

使得所述厚度比为约0.014。

在某些情况下，低维护涂层80设置在基底的主表面上，另一个功能涂层70设置在同一基底的相对主表面上。图6显示了一个这样的实施方案。这里，基底10具有带有低维护涂层80的第一表面12和带有另一个功能涂层70的第二表面14。功能涂层70可以是单层或叠层。可以使用各种功能涂层。在某些情况下，功能涂层70是低辐射涂层。在一些实施方案中，涂层70包括三个以上的红外线反射层(例如，含银层)。具有三个以上的红外线反射层的低辐射涂层记载在美国专利申请No.11/546,152、11/545,323、11/545,231、11/545,212、11/545,211、11/398,345和11/360,266中，每个申请的突出教导并入本文作为参考。在其他情况下，功能涂层可以是“单银”或“双银”低辐射涂层，这对于本领域技术人员是众所周知的。当提供时，功能涂层70可以可选择地包括透明导电氧化物(或TCO)层。有用的例子包括氟掺杂的氧化锡、氧化铟锡和氧化铝锌，仅举几个例子。

参照图7和图8，基底10可以任选是作为中空玻璃单元110的一部分的透明窗格。通常，中空玻璃单元110具有通过窗格间空间800隔开的外部窗格10和内部窗格10′。间隔件900(其可以任选是框架的一部分)通常被提供以分隔窗格10和10′。可以使用粘合剂或密封条700将间隔件900固定到每个窗格的内表面。在某些情况下，还设有端部密封剂600。在图示实施方案中，外部窗格10具有外表面12(也称作#1表面)和内表面14(也称作#2面)。内部窗格10′具有内表面16(也称作#3表面)和外表面18(也称作#4表面)。该单元可以任选安装在框架(例如，窗框)中，使得外部窗格10的外表面12暴露在户外环境77中，而内部窗格10′的外表面18暴露在房间侧的内部环境中。内表面14和16都暴露在中空玻璃单元的窗格间空间800的气氛中。

在图7的实施方案中，窗格10的外表面12具有低维护涂层80。在图8的实施方案中，窗格10′的外表面18具有低维护涂层80。在其他实施方案中，IG单元的两个外部主表面均可以具有低维护涂层。涂层80可以是根据本文公开的任何实施方案的涂层。在某些情况下，涂层80可以是表1-5B中所描述的任何涂层。换言之，表1-5B中的涂层#1-5B可设置在外表面12、外表面18或两者上。窗格10的内表面14可以任选具有功能涂层70，如低辐射涂层、透明导电氧化物涂层等。IG单元可以具有两个、三个或更多个窗格。

图9例示了其中在基底10是安装在窗框95(例如，在建筑物99的外墙98中)上的窗玻璃的实施方案。在某些应用中，窗户的第一表面带有低维护涂层80。在这类的一些实施方案中，涂布的表面12暴露在室外环境77中(例如，以便定期与雨接触)。

本发明还提供了几种制备低维护产品的方法。这些方法的一些包括沉积低维护涂层80。在这些方法中，涂层80的每个薄膜可以通过各种众所周知的涂布技术沉积。合适的涂布技术包括但不限于化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积、热解沉积、溶胶凝胶沉积和溅射。在优选的实施方案中，通过溅射沉积薄膜。溅射是本领域中众所周知的。

图10-12每个示意性描绘可用于沉积低维护涂层80的一个或多个薄膜的涂布区200。图10-12描绘在每个涂布区中基底运行路径之上和/或之下的6个靶。但是，如果有这样的需要，一个或多个相邻的靶对可以用单一靶替换。在实践中，每一相邻的靶对可以在自己的室(或“舱”)中，各室可分组为单独的涂布区。由于可以使用许多不同类型的涂布机，因而这些细节绝不被限制。

磁控溅射室及相关设备可以从各种来源(例如Applied Materials)购得。有用的磁控溅射技术和设备记载在授予Chapin的美国专利4,166,018中，其突出教导并入本文作为参考。在图10-12中，每个涂布区200作为单一室显示，其包括基部(或“底部”)220、多个侧壁222和顶部(或“顶盖”或“盖子”)230，一起限定溅射腔202。但是，如上所述，涂布区实际上可以包括一系列的室。各室也可以通过一系列通道或级间部分连接。在薄膜沉积过程中基底10沿着基底运行的路线45输送，任选在多个隔开的输送辊210之上。

在图10中，上靶270a-270f安装在基底运行的路线45上方。因此，图10的涂布区作为向下溅射室操作。在图11中，下靶280a-280f安装在基底运行的路线45的下方。因此，图11的涂布区作为向上溅射室操作。在图12中，同时提供上靶270a-270f和下靶280a-280f。因此，低维护涂层80的一个或多个薄膜可以溅射沉积在基底的一侧上，而另一个功能涂层70的一个或多个薄膜同时溅射在基底的另一侧上。因此，图12的涂布区可作为双向溅射室操作。双向溅射室记载在美国专利No.6,964,731中，其中关于双向溅射室的教导并入本文作为参考。图10和图11均示出了总共6个靶，图12示出了总共12个靶，但这绝不是必要的。相反，可以提供任何合适数量的靶，例如2个靶或4个靶。此外，图10-12显示了圆柱形靶，但也可以使用平面靶(与圆柱形靶结合，或代替圆柱形靶)。

在某些实施方案中，基底10可以进行一种或多种热处理。基底例如可以任选在低维护涂层已沉积之前和/或之后被热处理。基底也可以在低维护涂层的沉积过程中被热处理。例如，基底可以任选在其中沉积含二氧化钛的膜的至少一部分的一个或多个室中被加热。在某些实施方案中，在沉积内部50a之后但沉积外部50b之前对基底热处理。在其他实施方案中，在沉积内部50a之前和沉积外部50b之前对基底热处理。在其他实施方案中，在沉积内部50a和外部50b之后对基底热处理。在其他实施方案中，在沉积内部50a和/或外部50b期间对基底热处理。在一些实施方案中，低维护涂层80可以包括基膜15，并且基底在基膜15的沉积之前、之后或期间被热处理。但是，可以理解，低维护涂层不需要在沉积之前、期间或之后进行任何加热。

在一些实施方案中，在作为涂布机一部分的加热室进行热处理。参照图13和图14，示出了两个示例性加热室300。这里，加热室300包括基部(或“底部”)320、多个侧壁322和顶部(或“顶盖”或“盖子”)330，一起限定加热腔202。当提供时，加热装置370、380邻近基底运行的路线。在图13中，加热装置370安装在基底运行的路线上方。图13的加热室可以特别适用于加热其上通过向下溅射沉积低维护涂层的基底，如在向下溅射室(如图10所示)或双向溅射室(如图12所示)中。在图14中，加热装置380安装在基底运行的路线下方。图14的加热室可以特别适用于加热其上通过向上溅射沉积低维护涂层的基底，如在向上溅射室(如图11所示)或双向溅射室(如图12所示)中。加热装置370、380还可以与溅射以外的沉积方法一起使用。

加热装置370、380可以包括本领域中已知用于加热玻璃基底等的任何设备。装置370、380例如可以是电阻加热器。在某些实施方案中，加热装置包括陶瓷加热器，如辐射石英加热器。一种合适的加热器是由总部设在Pittsburgh，Pennsylvania，USA的Chromalox，Inc.销售的高强度石英面辐射加热器。在其他实施方案中，闪光灯用于加热。陶瓷红外加热器可从各种商业供应商得到，如National Plastic Heater Sensor&Control Inc.(Scarborough，Ontario，Canada)。

虽然图13和图14说明了进行热处理的加热室，但是作为代替(或此外)可以在涂布机内的其他位置进行热处理。例如，可以在沉积室内部进行热处理，如在溅射室内部。在某些情况下，加热装置设置在沉积室内部，以实现热处理。例如，加热装置可以安装在向下沉积室(如向下溅射室)的基底运行的路线45下方。作为另一种选择，加热装置可以安装在向上沉积室(如向上溅射室)的路径45上方。加热装置可以安装在发生沉积位置上游、发生沉积位置下游或发生沉积的位置的沉积室内部。

在其他情况下，通过调整沉积参数以提高基底的温度而在沉积室内部发生加热。调整沉积参数的方法是本领域技术人员众所周知的，不必详细讨论。在某些情况下，沉积室是溅射室，氦气或氢气可以加到溅射气氛中。在其他情况下，可以使用交流溅射，而不是直流溅射，以便提高基底的温度。因此，可以任选地在沉积含二氧化钛的膜50的沉积室中加热基底，并且由溅射过程本身可以至少部分地导致加热。

在其他实施方案中，可以在涂布机的级间部分400处(即，在相邻沉积室之间的非沉积部分中)进行热处理。在某些情况下，级间部分400包括通道。图15示出连接加热室300和溅射室200的级间部分400。本领域技术人员可以理解，级间部分400也可以连接两个溅射室或涂布机的其他部分。优选地，输送辊从一个室通过级间部分400延伸进入下一个室。基底因此从一个室通过部分400进入下一个室。通常，随着基底从一个室进入下一个室，热量从基底损失。因此，在某些实施方案中，级间部分400适用于使基底保持热量，使得当基底通过它输送时，热损失减少到最低限度。在某些情况下，在级间部分400中设有加热装置。在其他情况下，由外部热源加热级间部分400，例如辐射加热器。

在某些实施方案中，提供一种制备方法，其中低辐射涂层被溅射沉积在基底的一个主表面上，此后至少一部分的低维护涂层沉积在基底的另一主表面上。在这类的一些实施方案中，低辐射涂层的溅射沉积可以加热基底，并且可以启动低维护涂层的沉积，同时因低辐射涂层的溅射基底仍是热的(即，在其冷却到室温之前)。这可以提高低维护涂层的光活性、亲水性、形态或其他特点。

在一些实施方案中，级间部分400由保持热量的材料制备。图15示出了级间部分400的一个实施方案，其被构造成保持热量。参照图16，部分400可以任选地具有基部(或“底部”)420、侧壁422和顶部430，一起限定收容输送基底10的输送辊210的内部空间402。基部420、侧壁422和顶部430形成矩形通道，但其他形状，如正方形和圆形通道，也在本发明的范围内。优选地，基部420、侧壁422和顶部430形成一体，例如象火柴盒滑片。在图16中，部分400具有分层结构，包括被陶瓷材料层470包围的导电材料层450这两层。在图示实施方案中，示出了三层导电材料450和三层陶瓷材料470，但是可以提供任何合适数量的层。导电材料层450可以包括任何导电的金属，如铝或铜。陶瓷材料层470可以含有防止热量向外逸出的任何绝缘体。这种陶瓷可以包括氮化硅、氧化镁、氧化钙、氧化锆、氧化铝、铬铁、碳化硅、碳和莫来石。热源500可以是例如辐射加热器，适用于向一个或多个导电层450施加热量。这种分层结构可以有助于保持外部402内的热量。在一些实施方案中，内部空间保持在至少160°F的温度。

在某些情况下，加热可以在基底运行的路线的″中间位置″发生。这种所谓的中间位置在路线45的上游位置(在那里沉积内部50a)和路线45的下游位置(在那里沉积外部50b)之间。中间位置可以在适用于沉积至少一部分内部50a的溅射室内部，该装置位于溅射沉积已经发生之后的位置。中间位置也可以在适用于沉积至少一部分外部50b的溅射室内部，该装置位于溅射沉积发生之前的位置。中间位置可选择地可以在位于分别沉积内部50a和外部50b的两个溅射室之间的加热室内部。中间位置可以在连接分别沉积内部50a和外部50b的溅射室的级间部分的内部。例如，可以通过在所需的中间位置设置加热装置来实现加热。

图17和图18示意性示出可用于制备根据某些实施方案的低维护涂层的两个示例性涂层机。图17示出具有向下涂布室200a、200b、200c和200d(此处显示带有上溅射靶270a-270x)和向下加热室300(带有向上加热装置370)的涂布机。图18示出具有向上涂布室200a、200b、200c和200d(此处显示带有下溅射靶280a-280x)和向上加热室(具有下加热装置380)的涂布机。基底按以下顺序沿着基底运行的路线45通过涂布机输送：涂布室200a、级间部分400a、涂布室200b、级间部分400b、涂布室200c、级间部分400c、加热室300、级间部分400d和涂布室200d。在某些实施方案中，涂布室200a和200b用于沉积基膜15和/或任何中间膜20，涂布室200c和200d用于沉积含二氧化钛的膜50(室200c用于沉积内部50a，室200d用于沉积外部50b)。这里，加热室300用于在已经沉积内部50a之后但沉积外部50b之前加热基底。然而，加热室300可选择地(或此外)可以设置在涂布机中的其他位置，例如在室200a之前、室200b之前(和室200a之后)、室200c之前(和室200b之后)、和/或室200d之后。如果需要，在提供额外薄膜的实施方案中可以提供额外涂布室。

在某些实施方案中，基膜15沉积在涂布室200a和200b中。在这些实施方案中，涂布室200a和200b可以任选地设置带有相同可溅射材料的靶(270a-270l，280a-280l)。在其他实施方案中，基膜15沉积在涂布室200a中，中间膜20沉积在涂布室200b中。在这些实施方案中，涂布室200a具有相同的可溅射材料(270a-270f，280a-280f)，用于沉积基膜15，涂布室200b具有另一种可溅射材料(270g-270l，280g-280l)，用于沉积中间膜20。

可溅射材料可以是金属、半金属、不同金属的复合物、至少一种金属和至少一种半金属的复合物等。在这种情况下，氧化性气氛(任选含有一些氩气和/或氮气)可用于溅射。这些靶可选择地可以是陶瓷(例如，金属氧化物)，以及可以使用惰性(或稍微氧化性和/或稍微氮化性)的气氛。在基膜15含有二氧化硅的实施方案中，可以使用含有硅的靶。含有硅的靶例如可以是硅-铝靶。同样，在基膜15含有氧化铝的实施方案中，可以使用含有铝的靶。在提供基膜15的情况下，它可以可选择地含有氧化锡、氧化锆、另一种电介质或半导体。

在基膜15是混合氧化物膜的实施方案中，可以任选地使用共溅射方法。例如，在特定室中的一些靶可以任选地含有一种可溅射材料，而同一室中的另一些靶含有另一种可溅射材料。例如，如果涂布室200a用于沉积基膜15，那么靶270a、270c和270e(或靶280a、280c、280e)含有材料A，靶270b、270d和270f(或靶280b、280d和280f)含有材料B。同样，如果两个涂布室200a和200b用于沉积基膜15，那么靶270a、270c、270e、270g、270i和270k(或靶280a、280c、280e、280g、280i和280k)含有材料A、靶270b、270d、270f、270h、270j和270l(或靶280b、280d、280f、280h、280j和280l)含有材料B。

靶例如可以是金属靶，可以使用氧化性气氛(任选包含氩气和/或氮气)。这些靶可选择地可以是陶瓷，可以使用惰性(或稍微氧化性和/或稍微氮化性)气氛。例如，在基膜15是含有二氧化硅和二氧化钛的混合氧化物膜的实施方案中，材料A可以含有硅，材料B可以含有钛。可以与混合氧化物基膜相同的方式沉积具有混合氧化物膜的任何中间膜20。

继续参照图17和图18，一旦沉积了基膜15和/或任何中间膜20，那么基底穿过室200c，在室200c那里沉积含二氧化钛的膜50的内部50a。在内部50a是基本上均匀膜的实施方案中，靶270m-270r、280m-280r都可以带有相同的可溅射材料。这些靶例如可以是金属，可以使用氧化性气氛。这些靶可以可选择地是陶瓷，可以使用惰性(或稍微氧化性)气氛。在内部50a基本上由二氧化钛构成的实施方案中，可以使用含有钛的靶。含有钛的靶可以是钛金属并且可以使用氧化性气氛，或可以使用钛氧化物靶与惰性(或稍微氧化性)气氛。当使用钛氧化物靶时，其可以任选是亚化学计量钛氧化物靶，由Bekaert NV(Deinze，Belgium)出售。

在图17和图18的示例性实施方案中，一旦在室200c中沉积了内部50a，那么基底10通过加热室300，在加热室300那里加热器370、380将热量供应到基底。同样，可以理解，如果有这样的需要，可以省略加热器。然后基底穿过涂布机200d，在那里沉积薄膜50的外部50b。

如果基底是退火玻璃，那么可以优选的是不将玻璃加热到将对退火状态的玻璃产生不利影响的温度。例如，最高玻璃温度低于350°F是优选的，低于250°F的温度是更优选的。在一些实施方案中，基底被加热到最高温度为140°F～350°F，如约170°F～约210°F。可以理解，基底无须在沉积之前或期间被加热。相反，涂布的基底可在沉积后被热处理。或者，涂布的基底可以被制备而未经热处理。

外部50b含有二氧化钛和氧化钨的实施方案中，靶(270r-270w、280r-280w)都可以承载含有钛和钨的可溅射材料。在一组实施方案中，可溅射材料含有钛和钨，其中钛是金属钛、一氧化钛、二氧化钛和/或三氧化钛形式的钛，而钨是金属钨、氧化钨、二氧化钨和/或三氧化钨的形式。在某些情况下，可溅射材料同时包括各种上述形式的钛和钨。

在某些实施方案中，可溅射材料基本上由钛金属和钨金属构成。可以使用含有钛和钨的合金靶。或者，可以使用带有金属钨条(或类似)的金属钛靶。另一种可能是带有钨金属条的金属合金靶。当溅射金属靶时，可以使用氧化性气氛(任选含有稍微量的氮气)。在其他情况下，可溅射材料含有钛氧化物和氧化钨。在这些情况下，可以使用惰性气氛或稍微氧化性气氛(任选含有少量氮气)。在某些实施方案中，可溅射材料含有一氧化钛、二氧化钛和氧化钨。在这些情况下，可以使用稍微氧化性气氛(任选含有微量氮气)。或者，可以在惰性气氛中溅射这些靶，例如，如果产生的薄膜并不需要被完全氧化。在某些情况下，可溅射材料的特点在于，仅金属的原子比为约0.01～0.34，所述比值是可溅射材料中的钨原子数量除以可溅射材料中的钛原子数量。

可以使用多种不同的方法制备具有同时含有钛和钨的可溅射材料的靶。在一些实施方案中，通过在缺氧并且不含有含氧化合物的气氛中将钛氧化物和钨金属进行等离子体喷射在靶基材上来制备靶。在等离子体喷射过程中，等离子体对钛氧化物的作用造成钛氧化物从其晶格中失去一些氧原子。这些氧原子被认为与金属钨组合，形成钨氧化物，因为钨具有高的电化学电势。因此，在支持管上喷射的钛氧化物可能包括一氧化钛、二氧化钛和氧化钨。仅作为一个例子，可溅射的靶可以是圆柱形旋转靶，其具有的支持管的长度为至少24英寸。在这种情况下，可溅射材料承载在支持管的外壁上。这种圆柱形靶也适于绕与支持管的外壁基本上平行的中心轴旋转。可选择地，热等静压可用于形成靶。还可以使用其他靶形成方法。

当通过溅射一个或多个含有亚化学计量TiOx的靶沉积外部50b时，优选使用氩气、氩气和氧气的混合物、氮气和氩气的混合物、氮气和氧气的混合物或氧气、氮气和氩气的混合物进行溅射。如果等离子体气体不含有氧气，例如，如果使用纯氩气，那么在沉积时涂层不会完全被氧化。相比而言，如果等离子体气体含有氧气，那么在溅射过程中还原形式的钛氧化物可以转化为透明形式，这是化学计量或基本上化学计量。按此方式可以制备含有二氧化钛和氧化钨的薄膜。薄膜的透明度取决于等离子体气体中的氧气含量。形成透明薄膜的示例性气体混合物是70-90体积％的氩气和30-10体积％的氧气。在某些情况下，气体混合物可以含有1-3体积％的氧气，其余为氩气。

在外部50b是含有二氧化钛和氧化钨的薄膜50的实施方案中，可以任选地使用共溅射方法。例如，一个靶可以含有钛金属，而相邻的靶含有钨金属。例如，靶270s、270u和270w(或靶280s、280u和280w)每一个可以含有材料A，而靶270t、270v和270x(或靶280t、280v和280x)每一个含有材料B，并且材料A或B之一可以含有钛，材料A和B的另一种含有钨。作为另一种选择，用于沉积外部50b的靶可以承载作为含有钛金属和钨金属的复合物(例如，合金)可溅射金属材料。

在用低维护涂层80涂布基底后，涂布的基底可以任选地进行沉积后热处理。在某些实施方案中，涂布的基底被放在加热炉中至少60秒，在此期间加热室保持在至少650℃的温度。优选地，热处理使涂布的基底在至少约640℃的温度。热处理后，基底冷却到室温，此时涂布的基底优选在热处理后其混浊度小于0.4(更优选小于0.2，或甚至小于0.15)。

下面说明根据某些实施方案的一些示例性膜堆和沉积方法。

实施例#1

根据以下方法沉积表1所示的涂层(“涂层#1)。将钠钙玻璃基底输送通过图19所示的涂装线。室200a和200b各有6个下硅靶(每个靶含有少量的铝)。在每个室中提供氧化性气氛，硅靶向上溅射以在基底的表面12上沉积含有二氧化硅的基膜。基膜厚度约

接下来，基底输送通过另一个室200c，其具有6个下钛金属靶。提供氧化性气氛，向上溅射钛靶以在基膜上沉积含二氧化钛的膜的内部50a。内部基本上由钛氧化物构成，厚度约

接下来，将基底输送通过具有用于加热基底的下加热器380的加热室300。加热器380是从Chromalox，Inc.得到的高强度石英面辐射加热器(但是，当使用加热器时，可能需要使用辐射加热之外操作的加热器。)在这个例子中，室300实际上是位于涂布区200c和200d之间的级间室。接下来，将基底输送通过具有6个下靶的室200d，每个靶带有同时含有二氧化钛和氧化钨的可溅射材料。提供氩气和氧气的气氛，靶向上溅射以在内部50a上沉积薄膜50的外部50b。外部50b基本上由二氧化钛和氧化钨构成，厚度约

以约250英寸/分钟的速度使基底通过这些室和加热室。

一旦沉积了涂层，以商业制备环境中被认为可接受的回火方式对玻璃回火。特别是，采用标准洗涤设备洗涤涂布的玻璃，并放置在保持于约680-705℃(优选控制到690-700℃)的炉中。涂布的玻璃在炉中保持100-120秒，并且不断运动，以便更好地确保温度均匀，从而将玻璃温度升到约640℃。然后从炉中取出玻璃，并在气流中放置约50秒，直到玻璃足够凉，以便于操作员处理。采用BYK Gardner以商品名出售的Haze-Gard Plus浊度计(hazometer)测量钢化玻璃的混浊度，得到0.12的读数。

实施例#2

根据以下方法沉积表3所示的涂层(“涂层#3)。将钠钙玻璃基底输送通过图20所示的涂装线。室200a具有6个下铝靶，提供氧化性气氛。铝靶向上溅射以在表面12上沉积含有氧化铝的基膜。基膜的厚度可以为约

接下来，基底可以输送通过另一个室200b，其可以包括6个下硅靶。提供氧化性气氛，向上溅射硅靶以在基膜上直接沉积含有二氧化硅的中间膜。接下来，基底可以输送通过另一个室200c，其可以包括6个下钛金属靶。提供氧化性气氛，向上溅射钛靶以在中间膜上沉积含二氧化钛的膜的内部50a。内部的厚度可以为约

接下来，将基底输送通过具有用于加热基底的下加热器380的任选加热室300。接下来，将基底输送通过具有6个下靶的室200d，每个靶带有同时含有二氧化钛和氧化钨的可溅射材料。可以提供氩气和氧气的气氛，靶可以向上溅射以沉积外部50b。外部50b的厚度可以为约

可以约250英寸/分钟的速度使基底通过这些室。一旦沉积了涂层，可以商业制备环境中被认为可接受的回火方式任选对玻璃回火。

比较例

制备具有二氧化钛的外薄膜的涂层，并示于表6(“比较涂层#6”)中。

表6(比较涂层#6)

对于涂层#1和比较涂层#6测定丙酮光解速率。结果示于图21中。使用标准傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)测定速率，其监测由于光催化活性造成的丙酮损失。如图所示，涂层#1显示出丙酮光解速率约为2，而比较涂层#6显示出速率约为1.25。

虽然已经说明了本发明的某些优选实施方案，但应该认识到，在本发明的精神和所附权利要求的范围内可以作出各种变化、调整和修改。

Claims (60)

1.一种在基底的主表面上沉积低维护涂层的溅射方法，其中所述溅射方法包括沉积一定厚度的含二氧化钛的膜，其中至少一部分的厚度含有氧化钨，并通过溅射一个或多个靶沉积，所述靶具有同时含有二氧化钛和氧化钨的可溅射材料，所述可溅射材料含有：i)氧化物形式的钨，ii)TiO，和iii)TiO₂。 

2.如权利要求1所述的溅射方法，其中所述可溅射材料中的所有钨均是氧化物形式。 

3.如权利要求1所述的溅射方法，其中所述沉积通过在含有氧气的气氛中溅射所述靶来实现。

4.如权利要求1所述的溅射方法，其中所述可溅射材料的特征在于，仅金属的原子比为0.01~0.34，这种比值是所述可溅射材料中钨原子的数量除以所述可溅射材料中钛原子的数量。 

5.如权利要求1所述的溅射方法，其中所述一定厚度的含二氧化钛的膜包含内部和外部，所述内部比所述外部更接近所述基底，其中仅所述外部含有氧化钨，所述外部被沉积成均匀的含钛氧化物和氧化钨的薄膜。 

6.如权利要求5所述的溅射方法，其中所述内部被沉积成由二氧化钛构成的薄膜。 

7.如权利要求1所述的溅射方法，其中所述含二氧化钛的膜的厚度小于 

8.一种具有同时含有二氧化钛和氧化钨的可溅射材料的溅射靶，其中所述可溅射材料含有：i)氧化物形式的钨，ii)TiO，和iii)TiO₂。 

9.如权利要求8所述的溅射靶，其中所述可溅射材料中的所有钨均是氧化物形式。 

10.如权利要求8所述的溅射靶，其中所述可溅射材料的特征在于，仅金属的原子比为0.01~0.34，这种比值是所述可溅射材料中钨原子的数量除以所述可溅射材料中钛原子的数量。 

11.如权利要求8所述的溅射靶，其中所述可溅射材料由i)氧化物形式的钨，ii)TiO，和iii)TiO₂构成。 

12.如权利要求8所述的溅射靶，其中所述靶是圆柱形旋转靶，所述可溅射材料承载在伸长的支持管的外壁上，所述伸长的支持管的长度为至少24英寸，所述靶也适于绕与所述支持管的外壁平行的中心轴旋转。 

13.一种具有主表面的基底，在所述主表面上有低维护涂层，所述低维护涂层包含一定厚度的含二氧化钛的膜，所述厚度小于其中仅有一部分的厚度含有氧化钨，所述厚度包含内部和外部，所述内部比所述外部更接近所述基底，所述外部是含有氧化钨的部分。 

14.如权利要求13所述的基底，其中所述外部的厚度不超过

15.如权利要求13所述的基底，其中所述含二氧化钛的膜的厚度小于 

16.如权利要求13所述的基底，其中所述外部限定所述低维护涂层的露出的最外面，所述外部是同时含有二氧化钛和氧化钨的均匀的薄膜。 

17.如权利要求16所述的基底，其中所述内部是由二氧化钛构成的均匀的薄膜。 

18.如权利要求13所述的基底，其中所述外部的钨负载的特征在于，仅金属的原子比为0.01~0.34，这种比值是所述外部中钨原子的数量除以所述外部中钛原子的数量。 

19.如权利要求13所述的基底，其中所述低维护涂层包含在所述基底的主表面和所述一定厚度的含二氧化钛的膜之间的基膜。 

20.如权利要求19所述的基底，其中所述基膜和所述一定厚度的含二氧化钛的膜的组合厚度小于

21.如权利要求19所述的基底，其中所述基膜含有二氧化硅。 

22.如权利要求19所述的基底，其中所述基膜含有氧化铝。 

23.如权利要求19所述的基底，其中所述基膜的厚度小于

24.如权利要求13所述的基底，其中基膜设置在所述一定厚度的含二氧化钛的膜和所述基底的主表面之间，中间膜设置在所述基膜和所述一定厚度的含二氧化钛的膜之间。 

25.如权利要求24所述的基底，其中所述基膜和所述中间膜各自的厚度均小于

26.如权利要求25所述的基底，其中所述基膜含有氧化铝，所述中间膜含有二氧化硅。 

27.如权利要求26所述的基底，其中所述含有氧化铝的基膜的厚度小于 

所述含有二氧化硅的中间膜的厚度小于

28.如权利要求13所述的基底，其中透明导电氧化物膜设置在所述基底的主表面和所述低维护涂层之间。 

29.如权利要求28所述的基底，其中所述基底是作为具有窗格间空间的多窗格中空玻璃单元的一部分的透明窗格，其中带有所述低维护涂层的主表面不面对所述单元的窗格间空间。 

30.如权利要求13所述的基底，其中所述基底是三窗格中空玻璃单元的一部分。 

31.如权利要求13所述的基底，其中所述基底是具有两个外部主表面的多窗格中空玻璃单元的一部分，每一个所述外部主表面带有含有二氧化钛的低维护涂层。 

32.如权利要求13所述的基底，其中所述低维护涂层的区域比为0.2-7，所述区域比为外部的厚度除以内部的厚度。 

33.如权利要求13所述的基底，其中所述涂布的基底的混浊度小于0.30。 

34.一种具有主表面的基底，在所述主表面上从主表面向外依序涂布有以下薄膜： 

i)含有选自氧化铟锡和含氟氧化锡的材料的功能膜；和 

ii)一定厚度的含二氧化钛的膜，其中仅有一部分的厚度含有氧化钨，所述厚度包含内部和外部，所述内部比所述外部更接近所述基底，所述外部是含有氧化钨的部分， 

其中由所述含二氧化钛的膜的所述厚度除以所述功能膜的厚度所定义的厚度比为0.004~0.08。 

35.如权利要求34所述的基底，其中所述厚度比为0.004~0.025。 

36.如权利要求34所述的基底，其中在所述功能膜和所述一定厚度的含二氧化钛的膜之间存在厚度小于

的层。 

37.如权利要求34所述的基底，其中在所述功能膜和所述一定厚度的含二氧化钛的膜之间存在含有二氧化硅、氧化铝或二者的层。 

38.如权利要求34所述的基底，其中在所述功能膜和所述一定厚度的含二氧化钛的膜之间存在组合厚度小于

的两层薄膜。 

39.如权利要求34所述的基底，其中所述外部限定露出的最外面。 

40.如权利要求34所述的基底，其中区域比为0.2-7，所述区域比定义为外部的厚度除以内部的厚度。 

41.一种具有其上存在透明导电氧化物膜和低维护涂层的主表面的基底，所述透明导电氧化物膜比所述低维护涂层更接近所述基底，所述低维护涂层包含一定厚度的含二氧化钛的膜，其中仅有一部分的厚度含有氧化钨，所述厚度包含内部和外部，所述内部比所述外部更接近所述基底，所述外部是含有氧化钨的部分，其中在所述透明导电氧化物膜和所述一定厚度的含二氧化钛的膜之间存在含有二氧化硅的一层和含有氧化铝的一层的两层。 

42.如权利要求41所述的基底，其中所述两层的组合厚度小于

43.如权利要求41所述的基底，其中所述含有氧化铝的层比所述含有二氧化硅的层更接近所述基底。 

44.如权利要求41所述的基底，其中所述含有氧化铝的层邻近所述含有二氧化硅的层。 

45.如权利要求41所述的基底，其中所述基底是作为具有窗格间空间的多窗格中空玻璃单元的一部分的透明窗格，其中带有所述透明导电氧化物膜和所述低维护涂层的主表面不面对所述单元的窗格间空间。 

46.如权利要求41所述的基底，其中所述外部限定所述低维护涂层的露出的最外面。 

47.如权利要求41所述的基底，其中区域比为0.2-7，所述区域比定义为外部的厚度除以内部的厚度。 

48.一种制备低维护产品的方法，所述方法包括使用涂布机在基底的主表面上沉积低维护涂层，所述低维护涂层包含一定厚度的含二氧化钛的膜，其中仅有一部分的厚度含有氧化钨，其中所述一定厚度的含二氧化钛的膜包含内部和外部，所述外部是含有氧化钨的部分，在沉积所述外部之前沉积所述内部，其中当所述基底在所述涂布机内部时进行加热。 

49.如权利要求48所述的方法，其中加热使所述基底的最高温度大于140°F但小于350°F。 

50.如权利要求48所述的方法，其中在所述内部已经被沉积之后但在沉积所述外部之前对所述基底进行所述加热。 

51.如权利要求48所述的方法，其中在适用于沉积至少一部分所述内部或至少一部分所述外部的沉积室内部进行所述加热。 

52.如权利要求48所述的方法，其中在溅射涂布机中沉积所述低维护涂层。 

53.如权利要求50所述的方法，其中在位于第一沉积室和第二沉积室之间的加热室内部进行所述加热，所述第一沉积室适用于沉积所述内部，所述第二沉积室适用于沉积所述外部。 

54.如权利要求50所述的方法，其中所述方法包括将所述基底输送通过作为所述涂布机一部分的一个或多个级间部分，所述级间部分适用于将所述基底保持在至少160°F的温度。 

55.如权利要求54所述的方法，其中至少一个所述级间部分位于第一沉积室和第二沉积室之间，所述第一沉积室适用于沉积所述内部，所述第二沉积室适用于沉积所述外部。 

56.如权利要求50所述的方法，其中在已经沉积所述内部之前也对所述基底进行加热。 

57.如权利要求50所述的方法，其中在沉积所述内部和外部中的任一个或二者期间也对所述基底进行加热。 

58.一种制备低维护产品的方法，所述方法包括提供具有其上有低维护涂层的主表面的基底，所述低维护涂层包括一定厚度的含二氧化钛的膜，所述厚度大于

但于小于

其中仅有一部分的厚度含有氧化钨，所述厚度包含内部和外部，所述内部比所述外部更接近所述基底，所述外部是含有氧化钨的部分，所述方法还包括热处理所述涂布的基底以使所述涂布的基底为至少160°F的温度。 

59.如权利要求58所述的方法，其中通过将所述涂布的基底在加热室中放置至少60秒实现热处理，在此期间所述加热室保持在至少650°C的温度。 

60.如权利要求58所述的方法，还包括将所述涂布的基底冷却到室温，此时所述涂布的基底其混浊度小于0.4。 

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