具有陽光控制性能的飛機透明體的製作方法

2023-07-20 23:41:31

相關申請的交叉引用

本申請要求2009年6月12日提交的美國申請61/186,465和2009年8月19日提交的美國申請61/235,130的優先權，這兩篇申請以其全部內容通過引用併入本文。

技術領域

本發明一般地涉及交通工具透明體，在一種具體實施方案中，涉及具有陽光控制性能(solar control properties)的飛機透明體。

背景技術：

飛機透明體、例如飛機駕駛員座艙或機艙窗戶典型地由安裝在框架中的一種或多種聚合物基材製成。聚合物基材比玻璃基材的重量更輕，這減少了飛機的總重量，從而又節省了燃料。另外，這些聚合物基材具有比玻璃基材更高的斷裂韌性，從而提供改進的安全性。這些常規機艙窗戶允許乘客看見飛機外面並允許陽光進入機艙。然而，太陽能傳輸通過機艙窗戶會升高機艙內的溫度，這會增加飛機的空調系統的負荷。

在減少傳輸通過常規機艙窗戶的熱負荷的努力中，已經開發出多種遮蔽裝置。這些可以涉及從簡單裝置如能夠升降的不透明遮陽板到複雜裝置如施加電勢時變暗的電致變色裝置。然而，這些遮蔽裝置也有一些缺點。如果乘客使用遮陽板或者使電致變色裝置變暗以減少輸入機艙的熱量，乘客不再能欣賞窗外的景致。另外，穿過機艙窗戶的太陽能會加熱或損壞電致變色裝置的元件。

因此，將有利的是提供與先前的飛機透明體相比具有改進的陽光控制性能但是不會顯著不利地影響乘客向飛機透明體外觀看的飛機透明體、例如飛機機艙窗戶。

技術實現要素：

一種飛機透明體包含具有第一主表面和第二主表面的第一聚合物片層(ply)，具有第三主表面和第四主表面的第二聚合物片層，以及施塗於一個或多個所述主表面的至少一部分之上的塗層疊層。所述片層可以間隔分開以及可以例如是拉伸丙烯酸系樹脂(stretched acrylic)。所述塗層疊層可以包含具有一種或多種功能的功能塗層或部分，所述功能例如但不限於陽光控制、電磁屏蔽、抗靜電、加熱、除冰、抗反射、防閃光(anti-glint)、或防眩光(anti-glare)，僅以這些為例。例如，所述功能塗層可以是具有三個或更多金屬層的陽光控制塗層。

另一種飛機透明體包含具有第一主表面和第二主表面的第一拉伸丙烯酸系樹脂片層以及具有第三主表面和第四主表面的第二拉伸丙烯酸系樹脂片層。所述片層可以間隔分開。在一個或多個所述主表面的至少一部分之上施塗具有陽光控制性能的塗層疊層。所述塗層疊層包含在所述主表面之一的至少一部分之上形成的第一打底層。所述第一打底層可以包含含環氧氨基矽氧烷的材料或具有介於基材和上層(一個或多個)之間的中間機械性能的任何附著促進劑。實例還包括聚矽氧烷材料或UV固化的丙烯酸系材料。在所述第一打底層的至少一部分之上形成陽光控制塗層，所述陽光控制塗層包含至少三個金屬銀層。在所述陽光控制塗層的至少一部分之上形成保護塗層(例如附著促進塗層)，所述保護塗層包含二氧化矽和氧化鋁。可以在所述保護塗層的至少一部分之上形成面塗層(topcoat)，其包含聚矽氧烷材料。或者，可以不存在面塗層。在所述面塗層的至少一部分之上形成罩面層(overcoat)，其包含類金剛石碳型塗層，例如碳氧化矽(silicon oxycarbide)塗層。

製造飛機透明體的方法包括如下步驟：提供具有第一主表面和第二主表面的第一拉伸丙烯酸系樹脂片層；提供具有第三主表面和第四主表面的第二拉伸丙烯酸系樹脂片層；和在一個或多個所述主表面的至少一部分之上提供具有陽光控制性能的塗層疊層。所述塗層疊層包含：在所述主表面之一的至少一部分之上形成的第一打底層，所述第一打底層包含含環氧氨基矽氧烷的材料；在所述第一打底層的至少一部分之上形成的陽光控制塗層，所述陽光控制塗層包含至少三個金屬銀層；在所述陽光控制塗層的至少一部分之上形成的保護塗層，所述保護塗層包含二氧化矽和氧化鋁；在所述保護塗層的至少一部分之上形成的任選的面塗層，所述面塗層包含聚矽氧烷材料；和在所述面塗層的至少一部分之上形成的罩面層，所述罩面層包含類金剛石碳型塗層。

另一種飛機透明體包含具有第一主表面和第二主表面的拉伸丙烯酸系樹脂片層。在所述片層的至少一個主表面例如外表面的至少一部分之上形成面塗層，其包含聚矽氧烷材料、例如具有雜化共聚物的聚矽氧烷材料。在所述面塗層的至少一部分之上形成罩面層，其包含碳氧化矽塗層。例如，所述面塗層可以包含聚矽氧烷聚合物，其包含如下組分的反應產物：(a)包含如下單體的雜化共聚物：(i)包括羥基官能的有機丙烯酸酯的第一單體和(ii)包括有機烷氧基矽烷的第二單體，和(b)包含有機烷氧基矽烷的第二物質。

附圖說明

將參照下列附圖描述本發明，其中同樣的標記數字始終標識同樣的部件。

圖1是引入本發明特徵的機艙窗戶組件形式的飛機透明體的側面剖視圖(不按比例)；

圖2是圖1的塗布機艙窗戶片層的橫截面圖(不按比例)；

圖3是可用於本發明的陽光控制塗層的橫截面圖(不按比例)；

圖4是引入本發明特徵的塗層疊層的一部分的橫截面圖(不按比例)；

圖5是引入本發明特徵的塗層疊層的一部分的橫截面圖(不按比例)；

圖6是機艙窗戶組件形式的本發明另一非限制性飛機透明體的側面剖視圖(不按比例)；

圖7是圖6的塗布機艙窗戶片層的橫截面圖(不按比例)；和

圖8是機艙窗戶組件形式的本發明另一非限制性飛機透明體的側面剖視圖(不按比例)。

具體實施方式

本文使用的空間或方向術語例如「左」、「右」、「內」、「外」、「上方(above)」、「下方(below)」等如同在附圖中所示那樣與本發明相關。然而，應當理解本發明可以採取各種備選取向，因此這些術語不應認為是限制性的。另外，本文使用的用於說明書和權利要求書中表示尺寸、物理特性、工藝參數、成分的量、反應條件等的所有數值應當理解為在所有情形下由詞語「約」修飾。因此，除非有相反指示，否則在下面的說明書和權利要求書中給出的數值可以根據試圖通過本發明獲得的所希望的性能而變化。最起碼，以及並非作為限制等同原則應用於權利要求書的範圍的企圖，各數值應當至少按照所報導的有效數字的數目並採用一般捨入技術來解釋。此外，本文公開的所有範圍應當理解為包括範圍的起始值和結束值以及其中所包含的任何和所有子範圍。例如，所述的「1-10」的範圍應當認為包括在最小值1與最大值10之間(並且包含端值)的任何和所有子範圍；即，以1或更大的最小值開始並且以10或更小的最大值結束的所有子範圍，例如1-3.3、4.7-7.5、5.5-10等。此外，本文使用的術語「在…之上形成」、「在…之上沉積」或「在…之上提供」是指在位於下方的表面上形成、沉積或提供但是不一定與該表面直接接觸。例如，「在」基材「之上形成」的塗層不排除位於該形成的塗層與基材之間的一個或多個具有相同或不同組成的其它塗層或膜的存在。本文使用的術語「膜」是指具有所希望或選擇的塗料組成的塗層區域。「層(layer)」可以包含一個或多個「膜」。「塗層(coating)」或「塗層疊層」可以包含一個或多個「層」。本文使用的術語「聚合物」或「聚合型」包括低聚物、均聚物、共聚物和三元共聚物，例如由兩類或更多類單體或聚合物形成的聚合物。術語「可見區域」或「可見光」是指具有380nm-780nm範圍內的波長的電磁輻射。術語「紅外區域」或「紅外輻射」是指具有大於780nm至100,000nm範圍內的波長的電磁輻射。術語「紫外區域」或「紫外輻射」是指具有100nm至小於380nm範圍內的波長的電磁能。另外，本文提及的所有文獻，例如但不限於授權專利和專利申請，應當認為以其全部內容「通過引用併入」。

為了下面的論述，將參照在交通工具透明體、特別是以飛機機艙窗戶形式的飛機透明體的情況下的應用論述本發明。然而，應當理解本發明不限於飛機機艙窗戶情況下的應用，而是可以在任何期望領域中的透明體的情況下實施，例如但不限於層疊或非層疊的住宅和/或商用窗戶、絕緣玻璃單元(insulating glass unit)，和/或用於陸地、天空、太空、水上和水下交通工具的透明體。因此，應當理解僅僅為了說明本發明的一般概念而給出具體公開的示例性實施方案，本發明不限於這些具體的示例性實施方案。

一種引入本發明特徵的非限制性飛機透明體10(例如機艙窗戶組件或駕駛座艙窗戶組件)描述於圖1中。該透明體10可以具有任何所希望的可見光、紅外輻射或紫外輻射透光度(transmission)和反射度(reflection)。例如，透明體10可以具有任何所希望量的可見光透光度，例如550納米(nm)的參考波長下大於0％至100％。在一種非限制性實施方案中，在550nm參考波長下的可見光透光度可以為至少20％，例如至少30％，例如至少40％，例如至少50％，例如至少60％，例如至少70％，例如至少80％，例如至少90％。

如圖1所示，透明體10包括具有面向飛機外部的第一主表面14、即外主表面(No.1表面)和相對的第二或內主表面16(No.2表面)的第一片層12。透明體10還包括具有外(第一)主表面20(No.3表面)和內(第二)主表面22(No.4表面)的第二片層18。片層表面的這種編號與塗覆領域的常規實踐一致。第一片層12和第二片層18被固定在框架組件24中並且以其間的空氣間隙26間隔分開。任選的電致變色組件28可以被固定在框架組件24中並與第二片層18間隔。在圖1所示的非限制性實施方案中，在至少一個主表面的至少一部分之上，例如在第一片層12的No.1表面14之上，形成具有陽光控制性能、例如引入陽光控制塗層或部分的塗層疊層30。可以在第二片層18後面設置防霧板，例如用氧化銦錫塗布的窗格玻璃(glass pane)。可以在電致變色組件28內側設置防塵罩。

框架組件24在本發明中是非限制性的，可以為若干本領域已知類型中的任一種。框架組件24可以包括圍繞襯墊從而以隔開關係固定片層12和18的框架。框架可以由任何結構穩定的材料製成，例如但是不限於塑料或金屬如鋁，並用於保護襯墊材料不受損傷和向透明體10提供額外的結構穩定性。空氣間隙26尤其提供飛機機艙外大氣與機艙內氣氛之間的隔熱作用。合適框架組件24的非限制性實例在例如美國專利6,561,460和6,783,099中有述。

在本發明的廣泛實踐中，透明體10的片層12、18可以具有相同或不同的材料並且可以包括具有任何期望特徵的任何期望材料。例如，片層12、18中的一個或多個可以對可見光透明或半透明。「透明」是指具有大於0％至100％的可見光透光度。或者，片層12、18中的一個或多個可以是半透明的。「半透明」是指允許電磁能(例如可見光)通過，但是將該能量漫射以使得在與觀察者相對側的物體不能清楚地可見。適合於片層12、18的材料的實例包括但不限於塑料基材(例如丙烯酸系聚合物，例如聚丙烯酸酯；聚甲基丙烯酸烷基酯如聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丙酯等；聚氨酯；聚碳酸酯；聚對苯二甲酸烷基酯如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯等；含聚矽氧烷的聚合物；或者用於製備這些的任何單體的共聚物，或者它們的任何混合物)；陶瓷基材；玻璃基材；或者任何上述材料的組合。在一種非限制性實施方案中，片層12、18都由聚合物材料製成，例如拉伸丙烯酸系樹脂(stretched acrylic)。然而，在另外的實施方案中，片層12、18中的一個或多個可以是常規的鈉鈣矽酸鹽玻璃(soda-lime-silicate glass)、硼矽酸鹽玻璃、含鉛玻璃、低鐵玻璃、摻鋰玻璃或鋰鋁矽酸鹽玻璃(lithium alumina silicate glass)。玻璃片層中的一個或多個可以是透明玻璃，即非有色或非著色玻璃，或者可以是有色或著色玻璃。玻璃可以是經過退火、經過熱處理或經過化學回火(chemically tempered)的玻璃。本文使用的術語「經過熱處理」是指經過回火(tempered)或至少部分回火的。玻璃可以是任何類型，例如常規的浮法玻璃，並且可以為具有任何光學性能例如任何的可見光透光度值、紫外光透光度值、紅外光透光度值和/或總太陽能透光度值的任何組成。在圖1所示的非限制性實施方案中，第一和第二片層12、18都是丙烯酸系樹脂基材，例如拉伸丙烯酸系樹脂基材。

第一和第二片層12、18可以具有任何期望尺寸，例如長度、寬度、形狀或厚度。雖然透明體10的尺寸不限於本發明，但是在一種非限制性實施方案中，對於具有約20英寸(51cm)寬、25英寸(64cm)高的總尺寸和1.5-2.5英寸(3.8-6.4cm)的總厚度的飛機窗戶組件，1.0英寸(2.54cm)-2.0英寸(5.08cm)厚的空氣間隙26是可接受的。

片層12、18可以具有任何厚度。然而，如同本領域技術人員能夠意識到的那樣，增加片層12、18的厚度超出經受飛行苛刻條件所需要的厚度會不合需要地增加透明體10的重量。例如以及在不限制本發明的情況下，對於許多應用，0.20-0.40英寸(0.51-1.02cm)的片層厚度是經受飛行苛刻條件可接受的。在一種具體的非限制性實施方案中，片層12、18為拉伸丙烯酸系樹脂並且具有0.31-0.40英寸(0.79-1.02cm)的厚度。

在片層12、18之一的主表面的至少一部分之上沉積具有陽光控制性能的塗層疊層30。在圖1所示的非限制性實施方案中，在第一(外側)片層12的外主表面14的至少一部分之上形成塗層疊層30。可用於本發明的一種示例性塗層疊層30示於圖2。在該非限制性實施方案中，塗層疊層30包括第一打底層32，任選的第一(內)保護塗層34(例如，提供阻隔或附著促進性能)，陽光控制塗層36，第二(外)保護塗層38(例如，提供附著促進性能)，任選的第二(外)打底層40，面塗層42，和罩面層44。

打底層32幫助將陽光控制塗層36附著於基材(片層)12上並且還提供介於基材如拉伸丙烯酸系樹脂片層12與後續施塗的塗層之間的中間剛度。合適的打底材料包括但不限於基於矽氧烷的打底材料、有機矽烷打底材料、環氧氨基矽氧烷打底材料、聚矽氧烷打底材料、和丙烯酸系打底材料。合適的打底材料的實例在美國專利No.5,939,188、4,670,350、4,816,288、4,725,501、5,994,452、6,110,327和5,776,548中有述。可以用任何常規方法、例如通過流塗施塗打底層32。在一種具體的非限制性實施方案中，打底層32包含聚矽氧烷或者環氧氨基矽氧烷材料並具有0.1-10微米，例如0.5-8微米，例如1-5微米，例如1-3微米，例如1-2微米的厚度。或者，對於一些基材如聚氨酯，可以省去打底層32。

可以在打底層32上施塗任選的第一保護塗層34。保護塗層34可以幫助保護陽光控制塗層36免受從打底層32浸出的任何材料或者任何後續加工步驟所引起的機械和/或化學侵襲的影響。保護塗層34可以具有任何期望的材料或者材料混合物，例如但不限於一種或多種無機材料。合適材料的實例包括但不限於金屬氧化物、矽氧化物、鋁氧化物、鋁矽酸鹽、矽氮化物、矽碳化物、和矽碳氧化物，僅以這些為例。在一種示例性實施方案中，保護塗層34可以包含一種或多種金屬氧化物材料，例如但不限於鋯、鋁、矽的氧化物，或者它們的混合物。例如，保護塗層34可以是包含0wt％-100wt％的氧化鋁和/或0wt％-100wt％的二氧化矽和/或0wt％-100wt％氧化鋯的單一塗層。例如，保護塗層可以包含二氧化矽和氧化鋁，其例如具有1wt％-99wt％的二氧化矽和99wt％-1wt％的氧化鋁，例如至少70wt％的二氧化矽和30wt％或更少的氧化鋁，例如至少75wt％的二氧化矽，例如至少80wt％的二氧化矽，例如至少85wt％的二氧化矽。在一種具體的非限制性實施方案中，保護塗層34包含85wt％的二氧化矽和15wt％的氧化鋁。其它材料，例如鋁、鉻、鉿、釔、鎳、硼、磷、鈦、鋯、和/或它們的氧化物也可以存在，從而例如調節保護塗層34的折射率。在一種非限制性實施方案中，保護塗層34的折射率可以是1-3，例如1-2，例如1.4-2，例如1.4-1.8。

在一種非限制性實施方案中，保護塗層34包含二氧化矽和氧化鋁的組合，其具有5nm-5,000nm，例如5nm-3,000nm，例如5nm-2,000nm，例如5nm-1,000nm，例如10nm-500nm，例如20nm-300nm，例如50nm-300nm，例如50nm-200nm，例如50nm-150nm，例如50nm-120nm，例如60nm-120nm，例如70nm-120nm，例如70nm-100nm，例如70nm-80nm的厚度。在一種具體的非限制性實施方案中，保護塗層可以具有至少50nm，例如至少60nm，例如至少70nm，例如至少75nm，例如至少100nm，例如至少110nm，例如至少120nm，例如至少150nm，例如至少200nm的厚度。

在另一非限制性實施方案中，保護塗層34包含多層結構，例如，第一層與在第一層之上形成的至少一個第二層。在一種特定的非限制性實施方案中，第一層包含氧化鋁或者含有氧化鋁和二氧化矽的混合物或合金。例如，第一層可以具有大於5wt％的氧化鋁，例如大於10wt％的氧化鋁，例如大於15wt％的氧化鋁，例如大於30wt％的氧化鋁，例如大於40wt％的氧化鋁，例如50wt％-70wt％的氧化鋁，例如70wt％-100wt％的氧化鋁和30wt％-0wt％的二氧化矽，例如大於90wt％的氧化鋁，例如大於95wt％的氧化鋁。在一種非限制性實施方案中，第一層全部或基本上全部包含氧化鋁。在一種非限制性實施方案中，第一層可以具有大於0nm直至1微米，例如5nm-10nm，例如10nm-25nm，例如10nm-15nm的厚度。

第二層可以包含二氧化矽或者含有二氧化矽和氧化鋁的混合物或合金。例如，第二層可以包含具有大於40wt％的二氧化矽的二氧化矽/氧化鋁混合物，例如大於50wt％的二氧化矽，例如大於60wt％的二氧化矽，例如大於70wt％的二氧化矽，例如大於80wt％的二氧化矽，例如80wt％-90wt％的二氧化矽和10wt％-20wt％的氧化鋁，例如85wt％的二氧化矽和15wt％的氧化鋁。在一種非限制性實施方案中，第二層可以具有大於0nm直至2微米，例如5nm-500nm，例如5nm-200nm，例如10nm-100nm，例如30nm-50nm，例如35nm-40nm的厚度。在另一非限制性實施方案中，第二層可以具有大於0nm直至1微米，例如5nm-10nm，例如10nm-25nm，例如10nm-15nm的厚度。在另一非限制性實施方案中，保護塗層34可以是雙層，其由在另一含金屬氧化物的層(例如含二氧化矽和/或氧化鋁的第二層)上形成的一個含金屬氧化物的層(例如含二氧化矽和/或氧化鋁的第一層)形成。多層保護塗層的單個層可以具有任何期望的厚度。合適的保護塗層的非限制性實例在例如美國專利申請No.10/007,382、10/133,805、10/397,001、10/422,094、10/422,095和10/422,096中有述。

可以通過任何常規方法沉積保護塗層34，例如但不限於常規的化學氣相沉積(CVD)和/或物理氣相沉積(PVD)方法。CVD工藝的實例包括噴射熱分解法。PVD工藝的實例包括電子束蒸發和真空濺射(例如磁控濺射真空沉積(MSVD))。也可以使用其它塗布方法，例如但不限於溶膠-凝膠沉積。在一種非限制性實施方案中，可以通過MSVD沉積保護塗層。

在打底層32之上(或者在如果存在的保護塗層34之上)沉積陽光控制塗層36。本文使用的術語「陽光控制塗層」是指由一個或多個影響塗布製品的陽光性能(solar properties)的層或膜組成的塗層，所述陽光性能例如但不限於自塗布製品反射、由塗布製品吸收或者通過塗布製品的太陽輻射(如可見光、紅外或紫外輻射)的量；遮蔽係數；發射率等。陽光控制塗層36能夠阻擋、吸收或過濾太陽光譜的選定部分，例如但不限於IR、UV和/或可見光譜。可以用於本發明實踐的陽光控制塗層的實例參見例如但不限於美國專利No.4,898,789、5,821,001、4,716,086、4,610,771、4,902,580、4,716,086、4,806,220、4,898,790、4,834,857、4,948,677、5,059,295和5,028,759以及還有美國專利申請No.09/058,440。

在一種非限制性實施方案中，陽光控制塗層36包含一個或多個設置在成對介電層之間的金屬膜。陽光控制塗層36可以是熱和/或輻射反射塗層，並可以具有一個或多個相同或不同組成和/或功能的層或膜。例如，陽光控制塗層36可以是單層塗層或多層塗層，以及可以包括一種或多種金屬、非金屬、半金屬、半導體和/或它們的合金、化合物、組合物、組合或共混物。例如，陽光控制塗層36可以是單層金屬氧化物塗層、多層金屬氧化物塗層、非金屬氧化物塗層、金屬氮化物或氧氮化物塗層、非金屬氮化物或氧氮化物塗層，或者包含任何上述材料中的一種或多種的多層塗層。在一種非限制性實施方案中，陽光控制塗層36可以是摻雜金屬氧化物塗層。

適合用於本發明的陽光控制塗層的非限制性實例可以以和系列塗層從Pittsburgh,Pennsylvania的PPG Industries,Inc.購得。所述塗層典型地包含一個或多個對可見光透明的包含介電或抗反射材料(例如金屬氧化物或金屬合金的氧化物)的抗反射塗膜。這些塗層還包含一個或多個含有反射金屬例如貴金屬如金、銅或銀、或者它們的組合或合金的紅外反射膜，以及可以進一步包含位於金屬反射層之上和/或之下的如本領域已知的犧牲打底膜或阻隔膜，例如鈦。陽光控制塗層36可以具有任何期望數目的紅外反射膜，例如但不限於1-8個紅外反射膜。在一種非限制性實施方案中，陽光控制塗層36可以具有1個或多個金屬銀層，例如2個或更多個銀層，例如3個或更多個銀層，例如4個或更多個銀層，例如5個或更多個銀層，例如6個或更多個銀層。具有三個銀層的合適的陽光控制塗層的非限制性實例在美國專利申請No.10/364,089(公開號No.2003/0180547A1)中得到公開。

可以通過任何常規方法沉積陽光控制塗層36，例如但不限於常規的化學氣相沉積(CVD)和/或物理氣相沉積(PVD)方法。CVD工藝的實例包括噴射熱分解法。PVD工藝的實例包括電子束蒸發、RF等離子體沉積和真空濺射(例如磁控濺射氣相沉積(MSVD))。也可以使用其它塗布方法，例如但不限於溶膠-凝膠沉積。在一種非限制性實施方案中，可以通過MSVD沉積該塗層。

適合本發明的一種非限制性陽光控制塗層36示於圖3。該示例性陽光控制塗層36包含在打底層32(或者如果存在的話，保護塗層34)的至少一部分之上沉積的底層(base layer)或第一介電層50。第一介電層50可以包含一個或多個抗反射材料和/或介電材料膜，例如但不限於金屬氧化物、金屬合金的氧化物、氮化物、氧氮化物或它們的混合物。第一介電層50可以是對可見光透明的。適合第一介電層50的金屬氧化物的實例包括鈦、鉿、鋯、鈮、鋅、鉍、鉛、銦、錫的氧化物，以及它們的混合物。這些金屬氧化物可以具有少量其它材料，例如氧化鉍中的錳、氧化銦中的錫等。另外，可以使用金屬合金或金屬混合物的氧化物，例如含有鋅和錫的氧化物(例如錫酸鋅)、銦-錫合金的氧化物、矽氮化物、矽鋁氮化物或鋁氮化物。此外，可以使用摻雜金屬氧化物，例如銻或銦摻雜的錫氧化物或者鎳或硼摻雜的矽氧化物。第一介電層50可以是基本上單相膜，例如金屬合金氧化物膜，例如錫酸鋅，或者可以是由鋅和錫氧化物組成的相的混合物，或者可以由多個金屬氧化物膜組成，例如氧化銦錫，或者在美國專利No.5,821,001、4,898,789和4,898,790中公開的那些。

在圖3所示的舉例說明的示例性實施方案中，第一介電層50包含多膜結構，其具有第一膜52、例如金屬合金氧化物膜，和在所述第一金屬合金氧化物膜之上沉積的第二膜54、例如金屬氧化物或氧化物混合物膜。在一種非限制性實施方案中，第一膜52可以是鋅/錫氧化物混合物或鋅/錫合金氧化物。可以從鋅和錫的陰極由磁控濺射真空沉積得到鋅/錫合金氧化物，該陰極可以包含比例為10wt％-90wt％鋅和90wt％-10wt％錫的鋅和錫。可以存在於第一膜中的一種合適的金屬合金氧化物是錫酸鋅。「錫酸鋅」是指具有ZnXSn1-XO2-X(式1)的成分，其中「x」在大於0至小於1的範圍內變化。例如，「x」可以大於0並且可以是大於0至小於1之間的任何分數或小數。例如在x＝2/3的情況下，式1是Zn2/3Sn1/3O4/3，其被更普遍地描述為「Zn2SnO4」。含錫酸鋅的膜在所述膜中以主要量具有一種或多種式1的形式。在一種非限制性實施方案中，第一膜52包含錫酸鋅並具有例如例如例如例如例如例如例如的厚度。

第二膜54可以是含鋅的膜，例如氧化鋅。氧化鋅膜可由鋅陰極沉積，該鋅陰極包含一種或多種其它材料以改進陰極的濺射特性。例如，鋅陰極可以包含少量(例如至多10wt％)的錫以改進濺射。在該情況下，所得的氧化鋅膜將包含小百分比的氧化錫，例如至多10wt％氧化錫。由具有至多10wt％的錫的鋅陰極濺射的氧化物塗層在本文中被稱為「氧化鋅」膜，儘管可能存在一些氧化錫。第二膜54可以具有例如例如例如例如例如例如例如的厚度。

可以在第一介電層50之上沉積第一熱和/或輻射反射膜或層56。第一反射層56包含反射金屬，例如但不限於金屬金、銅、銀，或它們的混合物或合金。在一種實施方案中，第一反射層56包含厚度為例如例如例如例如例如例如例如的金屬銀層。

可以在第一反射層之上沉積第一犧牲打底膜58。第一犧牲打底膜58可以是氧捕獲材料例如鈦，其可以在沉積過程中犧牲以防止第一反射層56在濺射過程或隨後的加熱過程中降解或氧化。可以選擇氧捕獲材料以在第一反射層56的材料之前氧化。如果將鈦用作第一打底膜58，則鈦將優先在下方的銀層氧化之前氧化成二氧化鈦。在一種實施方案中，第一打底膜58是厚度為例如例如例如例如的鈦。

在第一反射層56之上(例如在第一犧牲打底膜58之上)沉積第二介電層60。第二介電層60包含一個或多個含金屬氧化物或金屬合金氧化物的膜，例如上文關於第一介電層描述的那些。在舉例說明的非限制性實施方案中，第二介電層60包含沉積在第一犧牲打底膜58之上的第一膜62，例如金屬氧化物膜，例如氧化鋅膜。在第一氧化鋅膜62之上沉積第二膜64，例如金屬合金氧化物膜，例如錫酸鋅膜。在錫酸鋅層之上沉積第三膜66，例如金屬氧化物膜，例如另一鋅/錫氧化物層，從而形成多膜第二介電層60。在一種非限制性實施方案中，第二介電層的鋅氧化物膜可以各自具有約例如例如例如例如例如例如例如的厚度。金屬合金氧化物層(錫酸鋅)可以具有例如例如例如例如例如例如的厚度。

在第二介電層60之上沉積第二熱和/或輻射反射層68。第二反射層68可以包含上文關於第一反射層56描述的任何一種或多種反射材料。在一種非限制性實施方案中，第二反射層68包含厚度為例如例如例如例如例如的銀。

在第二反射層68之上可以沉積第二犧牲打底膜70。第二犧牲打底膜70可以為上文關於第一打底膜32描述的任何材料。在一種非限制性實施方案中，第二打底膜70包含厚度為約例如例如例如例如的鈦。

在第二反射層68之上(例如在第二犧牲打底膜70之上)沉積第三介電層72。第三介電層72也可以包含一個或多個含金屬氧化物或金屬合金氧化物的層，例如上文關於第一和第二介電層論述的。在一種非限制性實施方案中，第三介電層72是與第二介電層60類似的多膜層。例如，第三介電層72可以包含第一層74、例如金屬氧化物層、例如氧化鋅層，第二層76、例如含金屬合金氧化物的層、例如錫酸鋅層，和第三層78、例如金屬氧化物層、例如另一氧化鋅層。在一種非限制性實施方案中，第三介電層72的鋅氧化物膜可以各自具有約例如例如例如例如例如例如例如的厚度。金屬合金氧化物層(錫酸鋅)可以具有例如例如例如例如例如例如的厚度。

在第三介電層72之上沉積第三熱和/或輻射反射層80。第三反射層80可以為上文關於第一和第二反射層描述的任何材料。在一種非限制性實施方案中，第三反射層80包含厚度為例如例如例如例如例如的銀。

在第三反射層80之上沉積第三犧牲打底膜82。第三打底膜82可以為上文關於第一或第二打底膜描述的任何打底材料。在一種非限制性實施方案中，第三犧牲打底膜82為鈦且具有例如例如例如的厚度。

在第三反射層80之上(例如在第三犧牲打底膜82之上)沉積第四介電層84。第四介電層84包含一個或多個含金屬氧化物或金屬合金氧化物的層，例如上文關於第一、第二或第三介電層論述的那些。在一種非限制性實施方案中，第四介電層84是多膜層，其具有沉積在第三打底膜82之上的第一層86、例如金屬氧化物層、例如氧化鋅層，沉積在氧化鋅層之上的第二層88、例如金屬合金氧化物層、例如錫酸鋅層。氧化鋅層86可以具有例如例如例如例如例如例如例如的厚度。錫酸鋅層88可以具有例如例如例如例如例如的厚度。

如圖2和3所示，在陽光控制塗層36之上，例如在第四介電層84之上，施塗保護塗層38，從而參與保護下方的層如抗反射層在加工期間免受機械和化學侵襲和/或從而促進附著作用。保護塗層38可以是氧阻隔塗層以防止或減少環境氧進入該塗層下方的層，例如在加熱或彎曲過程中。保護塗層38可以與下文對於任選的保護塗層34描述的一樣。在一種非限制性實施方案中，保護塗層38包含二氧化矽和氧化鋁的組合，例如80wt％-90wt％二氧化矽和10wt％-20wt％氧化鋁，例如85wt％二氧化矽和15wt％氧化鋁，其厚度為5nm-5,000nm，例如5nm-3,000nm，例如5nm-2,000nm，例如5nm-1,000nm，例如10nm-500nm，例如20nm-300nm，例如50nm-300nm，例如50nm-200nm，例如50nm-150nm，例如50nm-120nm，例如60nm-120nm，例如70nm-120nm，例如70nm-100nm，例如70nm-80nm，例如78nm。在一種特定的非限制性實施方案中，保護塗層的厚度可以是至少50nm，例如至少60nm，例如至少70nm，例如至少75nm，例如至少100nm，例如至少110nm，例如至少120nm，例如至少150nm，例如至少200nm。

可以在保護塗層38之上施塗任選的第二打底層40。任選的第二打底層40可以與下文對於第一打底層32描述的一樣。在一種具體的非限制性實施方案中，第二打底層40包含環氧氨基矽氧烷(epoxy amino siloxane)材料並具有0.1-10微米，例如0.5-8微米，例如1-7微米，例如1-5微米，例如1-3微米的厚度。

在保護塗層38之上(或者在如果存在的任選的第二打底層40之上)施塗面塗層42。面塗層42為基材12提供耐磨損性和/或抗銀紋性。在一種非限制性實施方案中，面塗層42為聚矽氧烷材料。合適的面塗層材料在WO 2007/064792 A2以及美國專利No.5,693,422、6,106,605、6,180,248、5,401,579和6,469,119中得到公開。其它合適的面塗層材料可以以商品名LensShield 500、501、503、510和514購自Advanced Materials and Coating Specialties。面塗層42的厚度可以是1-10微米，例如2-8微米，例如3-7微米，例如4-6微米，例如4-5微米。可以通過任何常規方法、例如通過流塗施塗面塗層。

面塗層42的材料可以引入同時具有聚矽氧烷基硬質塗層功能以及更柔軟的有機聚合物官能團、例如但不限於丙烯酸系或環氧官能團的聚合物。示例性的面塗層材料可以按照如下和下文實施例中所述的那樣製備。

製備具有至少兩種不同單體單元的雜化共聚物。在一種具體的非限制性實施方案中，雜化共聚物為由如下組分的反應產物製備的共聚物：(i)包括羥基官能的有機丙烯酸酯的第一單體和(ii)包括有機官能的烷氧基矽烷的第二單體、例如具有可聚合基團的矽烷氧基化合物(silicon alkoxide)。

在一種非限制性實施方案中，第一單體包括羥基丙烯酸酯和/或丙烯酸羥基烷基酯。丙烯酸羥基烷基酯的烷基部分可以一般由式CnH2n+1表示，其中n為1-20，例如1-10，例如1-5。第一單體的具體實例包括但不限於丙烯酸羥基甲基酯、丙烯酸羥基乙基酯和丙烯酸羥基丙基酯。

第二單體為烷氧基化合物(alkoxide)，例如有機官能的烷氧基矽烷，例如有機官能的三烷氧基矽烷。該烷氧基化合物可以含有烷基或芳基。可以使用通式RxSi(OR')4-x的矽烷，其中R為有機基團，R』為低分子量烷基，以及x為1-4。R的有機基團可以是乙烯基、甲氧基乙基、3-縮水甘油氧基丙基或3-甲基丙烯醯氧基丙基，僅以這些為例。在一種非限制性實施方案中，第二單體為通式RSi(OR')3的三烷氧基矽烷，其中R為能夠進行聚合的短至中等鏈長有機基團如乙烯基、3-縮水甘油氧基丙基或3-甲基丙烯醯氧基丙基。在一種具體的實施方案中，第二單體選自甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷或乙烯基三甲氧基矽烷。

將第一和第二單體與合適催化劑如偶氮二異丁腈(AIBN)組合以形成雜化共聚物。在本發明的廣泛實踐中，第一和第二單體可以以任何比率組合，例如基於組合單體的總重量1wt％-99wt％的第一單體與99wt％-1wt％的第二單體，例如40wt％-90wt％的第一單體，例如50wt％-80wt％的第一單體，例如60wt％-80wt％的第一單體，例如70wt％-80wt％的第一單體，例如75wt％的第一單體。雜化共聚物可以通過自由基聚合進行聚合。

使第二物質在所述雜化共聚物的存在下反應，例如通過縮聚反應，從而形成聚矽氧烷聚合物。這允許第二物質與雜化共聚物反應以及與其自身聚合，例如通過縮聚，在兩種聚合型組分之間提供直接化學鍵合的機制。第二物質可以包含烷氧基化合物(alkoxide)，例如有機烷氧基矽烷。該有機烷氧基矽烷可以是烷基烷氧基矽烷或有機官能的烷氧基矽烷、例如有機官能的三烷氧基矽烷，或者它們的混合物。在一種非限制性實施方案中，第二物質為通式RSi(OR')3的三烷氧基矽烷，其中R為短至中等鏈長有機基團如烷基、乙烯基、苯基、3-縮水甘油氧基丙基或3-甲基丙烯醯氧基丙基。在一種特定的實施方案中，第二物質為甲基三甲氧基矽烷。

可以通過任何已知技術，例如常規縮合反應，使雜化共聚物和第二物質反應。常規技術的實例在美國專利No.5,693,422、5,401,579、6,106,605、6,180,248和6,469,119中得到描述。可以將雜化共聚物和第二物質以任何期望的比率組合，例如基於雜化共聚物和第二物質的總重量1wt％-99wt％的雜化共聚物與99wt％-1wt％的第二物質，例如5wt％-50wt％的雜化共聚物，例如10wt％-40wt％的雜化共聚物，例如10wt％-30wt％的雜化共聚物，例如15wt％-20wt％的雜化共聚物，例如17wt％的雜化共聚物。

可以將所得的雜化共聚物(即，由第一雜化共聚物和第二物質的反應形成的聚合物)引入塗料組合物，該塗料組合物提供改進的耐劃傷性、耐磨損性和耐化學品性，然而足以在沒有破裂或剝離的情況下經受住下方塑料基材的變形或伸長。丙烯酸系官能團提供與先前的保護硬質塗層相比增強的耐候性和改進的對丙烯酸系和聚碳酸酯基材的附著力。在本發明的實踐中，通過使羥基官能的丙烯酸系單體與三烷氧基矽烷共聚形成雜化共聚物提供如下的共聚物：其能夠進行烷氧基的進一步水解，從而導致與塗料溶液的聚矽氧烷基質的縮合反應。

所述雜化共聚物不需要限於具有兩種單體的共聚物，而是可以包括三種或更多的單體。例如，所得的雜化共聚物可以是包含羥基官能的有機丙烯酸酯、矽烷氧基化合物(silicon alkoxide)、以及非羥基官能的單體例如但不限於甲基丙烯酸甲酯或N-乙烯基吡咯烷酮或者進行自由基聚合的任何這類單體的三元共聚物。此外，所述雜化共聚物不限於丙烯酸烷基酯，而是可以包含其它丙烯酸系官能的物質，例如但不限於芳族丙烯酸酯或滷代丙烯酸酯如氟代丙烯酸酯。另外，除了通過使(羥基官能的)有機丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體與丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯官能的矽烷氧基化合物(silicon alkoxide)共聚而形成有機/無機雜化共聚物以外，可以通過將能夠經歷同類聚合反應的任何有機單體與任何含有可聚合基團的矽烷氧基化合物組合而形成這類有機-無機雜化共聚物。1,3-雙(3-甲基丙烯醯氧基丙基)四(三甲基甲矽烷氧基)二矽氧烷是類似的甲基丙烯醯氧基丙基-三甲基甲矽烷氧基化合物。例如，可以使乙烯基、鏈烯基和苯乙烯基官能的有機矽烷如乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、對-(叔丁基二甲基甲矽烷氧基)苯乙烯和乙烯基封端的聚二甲基矽氧烷預聚物與有機單體通過熱或UV引發的自由基聚合共聚，如同丙烯酸系和甲基丙烯酸系官能的有機矽烷可以進行的那樣。另外，可以使環氧和縮水甘油氧基官能的矽烷氧基化合物、雙[甲基二甲氧基甲矽烷基]丙基]聚環氧丙烷和環氧封端的聚二甲基矽氧烷預聚物與有機環氧化物通過陽離子UV聚合或胺加聚進行共聚。此外，可以將能夠進行縮聚的單體用於與合適的胺官能的矽化合物如1,3-雙(氨基丙基)四甲基二矽氧烷形成雜化聚醯亞胺、聚醯胺和氨基甲酸酯共聚物。可以將能夠進行取代聚合(subsitution polymerization)的單體與矽化合物例如雙(三甲基甲矽烷基)雙酚A組合以通過取代聚合形成雜化共聚物。如同本領域技術人員認識的那樣，可以將各種純化雜化共聚物的技術、例如通過沉澱或分餾純化的技術用於獲得具有較窄性能分布並且由此影響塗料組合物的性能的雜化共聚物材料。

下列實施例舉例說明面塗層材料的多種非限制性實施方案。然而，應當理解本發明不限於具體實施例。

雜化共聚物的形成

實施例1

在玻璃瓶中合併下列成分：70克(g)Dowanol PM二醇醚、22.5g丙烯酸2-羥基丙基酯、7.5gγ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷和0.06g偶氮二異丁腈(AIBN)。溶液在真空下脫氣5分鐘，經由鼓泡器用氮氣吹掃5分鐘，放在充滿氮氣的烘箱中於180°F過夜。第一個小時內振搖混合物數次。

實施例2

將45g丙烯酸2-羥基丙基酯、15gγ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷和0.12g偶氮二異丁腈(AIBN)加入到含有磁力攪拌子的玻璃瓶內的140g Dowanol PM二醇醚中。該瓶放在超聲浴中5分鐘以幫助AIBN溶解，在真空乾燥器中脫氣15分鐘，轉移到氮氣吹掃過的由配備回流冷凝器、加熱罩和氮氣鼓泡器的250毫升(mL)三頸圓底燒瓶組成的反應裝置，並且加熱以在氮氣中保持大約80℃過夜。使反應混合物冷卻至室溫。

實施例3

將45g丙烯酸羥基丙基酯(異構體混合物)、15gγ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷和0.12g偶氮二異丁腈(AIBN)加入到含有磁力攪拌子的玻璃瓶內的140g Dowanol PM二醇醚中。攪拌溶液2-3分鐘以溶解大部分的AIBN，放在超聲浴中5分鐘，在真空乾燥器中脫氣30分鐘，轉移到氮氣吹掃過的由配備回流冷凝器、加熱罩和氮氣鼓泡器的250mL三頸圓底燒瓶組成的反應裝置。在10分鐘氮氣劇烈吹掃通過溶液之後，在攪拌下開始加熱。加熱45分鐘之後，將氮氣吹掃減緩到最小並且溫度達到50℃。熱量增加以使得反應溫度在又一10分鐘內達到62℃，在20分鐘內達到78℃，此時放熱反應在進行中。15分鐘以後溫度達到約107-108℃的最大值，此後放熱減退，反應混合物冷卻到70℃。8小時之後，熱量再次增加以使得反應混合物在1小時內達到110℃，此時除去加熱並且在用於製備塗料溶液之前使反應混合物稍微冷卻。

實施例4

偶氮二異丁腈(AIBN)在使用之前一周已經從甲醇中重結晶3次。以類似於上述實施例3的方式，將三種成分直接合併入配備回流冷凝器、加熱罩和氮氣鼓泡器的500mL三頸燒瓶中。將γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷加入到所述丙烯酸羥基丙基酯中，其接著在3分鐘內加入到圓底燒瓶內的Dowanol PM二醇醚中。在室溫攪拌5分鐘之後，開始加熱。20分鐘後溶液溫度達到50℃，經由注射器通過橡膠隔片加入溶解在10-15mL Dowanol PM中的0.10g AIBN。40分鐘後反應混合物的溫度達到最大值119℃(反應開始後60分鐘)，此後溫度降至83℃，保持該溫度直至總反應時間達到16小時。冷卻至室溫後，將共聚物產物用於製備聚矽氧烷塗料溶液。將不立即使用的材料轉移到棕色玻璃瓶中並且儲存在冷藏室中。冷藏儲存7周之後，產物溶液的室溫粘度為61.1釐泊(cps)。

實施例5

將重結晶的偶氮二異丁腈(AIBN)在使用之前又從甲醇中重結晶1次。以類似於上述實施例3的方式，將三種成分直接合併入250mL三頸燒瓶中。首先將γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷加入到所述丙烯酸羥基丙基酯中，然後將兩種單體的混合物在攪拌下加入到已經在三頸燒瓶中用氮氣吹掃2小時的130g Dowanol PM二醇醚溶劑(130g)中。立即開始加熱，反應溶液在24分鐘後達到56℃，此時加入0.10g AIBN。反應開始後45分鐘反應溶液達到117℃。大約1.25小時反應時間時，溫度降至109°F，此時減少熱量以保持86℃的溫度過夜。自反應開始起16.5小時的總時間之後，除去加熱以使產物在大約1小時內冷卻至室溫。將產物接著用於製備聚矽氧烷塗料溶液或者轉移到棕色玻璃瓶以便冷藏儲存。冷藏儲存大約1周之後，室溫下產物的粘度為130.6cps。

實施例6

將22.5g丙烯酸2-羥基丙基酯、7.5gγ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷和0.06g二甲氧基2-苯基苯乙酮(DMPA)加入到玻璃瓶內的70.0g Dowanol PM二醇醚溶劑中並且放在超聲浴中直至DMPA溶解。然後在真空中將溶液脫氣10分鐘，接著在ELC 4001UV固化單元中在氮氣氛圍下室溫固化1小時。使共聚物產物的中等粘稠溶液在用於製備塗料溶液之前冷卻至室溫。

塗料溶液的製備

方法I：在一種非限制性方法中，如下將實施例1-6所生產的類型的共聚物產物引入持久的耐磨損塗料配製物中。在典型的製備中，將15g共聚物產物溶液加入到72g甲基三甲氧基矽烷中。在單獨的容器中，將15g甲醇與44.1g Snowtex O水性膠體矽溶膠(可購自Nissan Chemical)和3.6g冰醋酸以及1滴濃硝酸合併。在攪拌下將所述矽烷和共聚物混合物緩慢加入到二氧化矽水溶液中。繼續攪拌過夜。然後用125g 1-丙醇、0.3g BYK-306(可購自BYK Chemie)和0.75g的25％四甲基氫氧化銨的甲醇溶液(可購自Fisher Scientific)稀釋該溶液。

方法II：在可供選擇的非限制性方法中，將15g實施例1-6的共聚物產物與72g甲基三甲氧基矽烷和45g在二醇醚PM中的NPC-ST膠體矽溶膠(可購自Nissan Chemical)合併。在單獨的容器中，將30g去離子水與3.6g冰醋酸和1滴濃硝酸合併。在攪拌下將水-酸混合物緩慢加入到矽烷/共聚物/二氧化矽混合物中，繼續攪拌過夜。然後用100g 1-丙醇、0.3g BYK-306(可購自BYK Chemie)和0.75g的25％四甲基氫氧化銨的甲醇溶液(可購自Fisher Scientific)稀釋該溶液。

可以通過流塗將塗料施塗於(塗布或未塗布的)丙烯酸系基材上，接著在環境空氣中乾燥20-30分鐘，並在80℃熱固化4小時。

在面塗層42之上施塗罩面層44(耐磨塗層)。罩面層44可以例如是矽基塗層、類金剛石碳(DLC)塗層、類金剛石碳型塗層(例如碳氧化矽塗層)、或者任何這類相似的塗層。合適的罩面層塗料的實例在WO2007/064792A2中得到描述。其它實例包括DIAMONEX塗層，例如Everscan、Scanshield、AegisPlus，和塗層，可購自Allentown,Pennsylvania的Morgan Technical Ceramics。罩面層44的厚度可以是1-10微米，例如1-8微米，例如2-6微米，例如3-6微米，例如4-5微米。可以通過任何常規方法、例如通過直接離子束沉積或RF等離子體沉積施塗罩面層44。

或者，可以省去罩面層44，在施塗於陽光控制塗層36之上的第二保護塗層38之上施塗面塗層42。面塗層的厚度可以是例如7微米-10微米。

塗層疊層30的面塗層92和罩面層44結構的替代實施方案90示於圖4(僅說明塗層疊層30的外側部分)。該實施方案90具有第一面塗層94，保護塗層96，第二面塗層98和罩面層44。第一面塗層材料可以與第二面塗層材料相同或不同。如同塗料領域技術人員將會意識到的，通過常規流塗技術形成大於數微米的塗層非常有挑戰性。因此，在圖4所示的實施方案90中，以兩個分開的步驟形成面塗層92。通過流塗施塗第一面塗層94(包含如上文對於面塗層描述的材料，例如聚矽氧烷材料或環氧氨基矽氧烷材料)至大於1微米、例如1微米-5微米的厚度。通過物理沉積例如MSVD施塗保護塗層96(包含如下文對於保護塗層描述的材料，例如85wt％二氧化矽和15wt％氧化鋁)至10nm-500nm、例如50nm-200nm、例如50nm-150nm、例如100nm的厚度。在保護塗層96之上通過流塗形成第二面塗層98(例如聚矽氧烷或環氧氨基矽氧烷材料)至大於1微米、例如1微米-5微米的厚度。這種在兩個面塗層之間插入MSVD保護塗層96的技術克服了與通過流塗形成厚度大於數微米的單一整體面塗層有關的問題。雖然只顯示一個保護塗層96，但是應當理解可以存在多重的面塗層/保護塗層/面塗層以增加塗層疊層的總厚度。另外，替代外部塗層是上述罩面層44，最外層可以是保護塗層材料。或者，最外層可以是面塗層(即，沒有上方的保護塗層或罩面層)。

塗層疊層30的面塗層和罩面層結構的另一替代實施方案100示於圖5。在該實施方案100中，在面塗層104和罩面層106之間形成保護塗層102。通過流塗施塗面塗層104(包含如上文對於面塗層42描述的材料，例如聚矽氧烷或環氧氨基矽氧烷材料)至大於1微米、例如1微米-5微米的厚度。通過物理沉積例如MSVD施塗保護塗層102(包含如下文對於保護塗層34、38描述的材料，例如85wt％二氧化矽和15wt％氧化鋁)至10nm-500nm、例如50nm-200nm、例如50nm-150nm、例如100nm的厚度。通過直接離子束沉積或RF等離子體沉積，以大於1微米、例如4微米-5微米的厚度施塗罩面層106(包含如上文對於罩面層44描述的材料，例如塗層)。在面塗層104和罩面層106之間形成保護塗層102為下方的塗層提供額外的對化學和/或機械損傷的保護。

電致變色組件28(參見圖1)可以包括響應施加或除去電勢而改變光透射係數的任何常規電致變色裝置。合適的電致變色裝置的實例在美國專利No.6,561,460和6,783,099中得到描述。

另一種窗戶組件110示於圖6。除了在不同的表面上形成塗層疊層30的部分30』和30」以外，該窗戶組件110類似於圖1所示的組件。例如，可以在No.1表面(表面14)上形成一個部分30』，可以在另一表面、例如No.2表面(表面16)或No.3表面(表面20)上形成另一部分30」。在圖7所示的實施方案中，在第一片層12的外表面14上形成如圖1的第一實施方案中所述的面塗層42和罩面層44。在內表面16上(或者，任選地，在表面20上)形成打底層32、任選的保護塗層34、陽光控制塗層36、保護塗層38和另一面塗層112(例如，如上文對於面塗層42描述的)。如同將會意識到的，也可以將圖4和/或圖5的交替面塗層/罩面層結構引入本發明的這一實施方案。或者，可以省去面塗層42和罩面層44以使得在外表面14上沒有塗層。或者，可以在No.2表面或No.3表面上形成具有陽光控制塗層的塗層疊層的部分30」，以及可以省去另一部分30』。

本發明的另一實施方案114示於圖8。在上文實施方案中，第一和第二片層12、18被空氣間隙26分開。然而，在圖8所示的實施方案114中，片層12、18被層疊。在該實施方案114中，第一片層12和第二片層18通過中間層116固定。中間層116可以具有任何期望材料以及可以包含一個或多個層或片層。中間層116可以是聚合物或塑料材料，例如聚乙烯醇縮丁醛、增塑聚氯乙烯、或者包括聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯等的多層熱塑性材料。合適的中間層材料例如但不限於在美國專利No.4,287,107和3,762,988中得到公開。中間層116將第一和第二片層固定在一起，提供能量吸收，減少噪音，提高層疊結構的強度。中間層116也可以是吸音或消聲材料，如同例如在美國專利No.5,796,055中所述的。中間層116可以具有在其上提供或併入其中的陽光控制塗層或者可以包含著色材料以減少太陽能透射率。在一種非限制性實施方案中，中間層116的厚度為0.5mm-1.5mm，例如0.75mm-0.8mm。或者，塗層30可以如上文關於圖6和圖7描述的分開。

雖然上文已經描述了本發明的多個方面，但是在本發明範圍內考慮其它變型。例如但是不認為限制地，可以省去面塗層42以及在下方的塗層上(圖2)或者在片層表面上(圖7)形成罩面層44。此外，可以在PET片材上形成陽光控制塗層，該PET片材可以通過PVB層粘結到所述片層之一上或者可以與兩個PVB層進行層疊。或者，透明體可以包含在基材(例如但不限於拉伸丙烯酸系樹脂)之上、例如直接在基材上形成的面塗層42(例如具有如上所述的雜化聚合物的面塗層)，以及在面塗層42之上、例如直接在面塗層42上形成罩面層44，例如碳氧化矽塗層，例如DIAMONDSHIELD塗層。可以在基材的另一主表面上形成陽光控制塗層(諸如上述的)。

本領域技術人員將容易理解的是，在不偏離前述說明書中公開的概念的情況下可以對本發明進行變換。因此，本文詳細描述的特定實施方案僅僅是說明性的並且不在於限制本發明的範圍，將由所附權利要求書以及其任何和全部等同方式的全部寬度給出本發明的範圍。