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涂布基材的方法與流程

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涂布基材的方法與流程
本發(fā)明涉及涂布基材的方法。更具體而言,本發(fā)明涉及制造具有功能性涂層(例如光學(xué)涂層)的基材的方法、經(jīng)涂布基材以及用于制造經(jīng)涂布基材的裝置。發(fā)明背景可以在需要高透光性的表面(例如,顯示器基材和光伏模塊的蓋玻璃)上提供光學(xué)涂層(例如,抗反射(ar)涂層)。ar涂層可以基于溶膠-凝膠??梢詫⑦@種涂料涂覆在蓋玻璃板上,然后制造具有連續(xù)沉積的光伏模塊、輸送并在低于經(jīng)涂布基材的熔點(diǎn)(例如600-700℃)的溫度下烘箱固化(本文也稱(chēng)為轉(zhuǎn)化),隨后組裝光伏模塊。這允許連續(xù)且負(fù)擔(dān)得起的方法??梢詰?yīng)用600-700℃的高溫以確保玻璃基材回火(若需要的話),并確保適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)性能和/或機(jī)械性能、良好的涂層耐久性和適當(dāng)去除任何有機(jī)組分(如溶劑、表面活性劑、粘度調(diào)節(jié)劑和聚合物)。然而,在組裝之前涂布使新涂層暴露于隨后的生產(chǎn)過(guò)程(其中經(jīng)涂布基材被用于例如制造光伏模塊)中的損壞,例如刮擦問(wèn)題。例如,在與運(yùn)輸設(shè)備(如輸送輥或皮帶、機(jī)器人處理器等)接觸期間,和/或在將經(jīng)涂布玻璃應(yīng)用于組裝體時(shí)或者將活性層涂覆在與涂層相對(duì)的玻璃表面上時(shí),可引起損壞。例如,us2010015433中公開(kāi)了需要這種高溫烘箱轉(zhuǎn)化處理的涂料組合物的實(shí)例??梢栽诳拷a(chǎn)線端部的光伏模塊組裝體上,即在蓋玻璃已并入組裝體中之后提供ar涂層。在這種情況下,在經(jīng)涂覆涂料組合物的烘箱固化期間可以應(yīng)用的溫度和時(shí)間受到形成組裝體的一部分的熱敏組件的限制,并且這些組件的暴露應(yīng)限制在低于約例如100-150℃和少于約例如10-30秒的時(shí)間。模塊中存在的熱敏材料的實(shí)例有聚合物包封劑和/或背板材料和任選的(邊緣)密封材料和任選的半導(dǎo)體或透明導(dǎo)電氧化物(tco)或?qū)щ妼印4嬖谄渲袘?yīng)用所謂的皮膚加熱技術(shù)來(lái)獲得250℃-300℃左右的表面溫度的實(shí)例,然而,在這種工藝條件下處理的溶膠-凝膠基涂層可能會(huì)因?yàn)橥苛辖M合物轉(zhuǎn)化不完全而顯示一些問(wèn)題,例如耐久性或光學(xué)性能降低。us8,815,340公開(kāi)了提高結(jié)晶度或微晶(作為導(dǎo)電薄膜或半導(dǎo)電薄膜的沉積的一部分)尺寸的方法。在玻璃基材表面上提供薄膜,然后通過(guò)具有多個(gè)線性火焰處理設(shè)備的熱源處理基材,每個(gè)火焰處理設(shè)備的長(zhǎng)度必須小于或等于玻璃基材寬度的三分之一。在us8,815,340中,基材的彎曲被指示主要的處理復(fù)雜性,這種復(fù)雜性?xún)H能通過(guò)使用所需設(shè)置的燃燒器來(lái)克服-或者實(shí)際上限于小于150mm的彎曲。de102009018908公開(kāi)了封閉多孔抗反射涂層的最外表面部分中的孔的方法,所述方法包括借助于紅外輻射、uv輻射、熱處理、激光燒結(jié)或微波輻射來(lái)加熱表面。發(fā)明目標(biāo)本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供改進(jìn)的涂布基材的方法。在本發(fā)明的另一方面,本發(fā)明的目標(biāo)是提供改進(jìn)的經(jīng)涂布基材。在本發(fā)明的另一方面,本發(fā)明的目標(biāo)是提供改進(jìn)的用于涂布基材的裝置。改進(jìn)可以例如是:不用將所有基材加熱至高溫,但獲得高溫轉(zhuǎn)化涂料組合物的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)點(diǎn),或本發(fā)明的另一特征。發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容在本發(fā)明的第一方面,通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所述目標(biāo)。另一方面涉及根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置。附圖簡(jiǎn)介以下將參照示例性實(shí)施方式以及附圖更充分地解釋本發(fā)明,其中圖1示出了用于涂布基材的裝置和方法的示意流程圖,且圖2示出了3.2mm浮法玻璃的光學(xué)特性,圖3示出了經(jīng)涂布模塊和未涂布模塊的瞬間高壓試驗(yàn)結(jié)果,圖4示出了表面粗糙度試驗(yàn)結(jié)果,圖5示出了各種火焰陣列,圖6示出了處理基材時(shí)傾斜火焰陣列的簡(jiǎn)圖,圖7示出了具有高度可調(diào)火焰陣列和反饋回路的火焰轉(zhuǎn)化單元的一種實(shí)施方式,圖8示出了經(jīng)涂布基材的光學(xué)特性,圖9示出了機(jī)械檢測(cè)經(jīng)涂布基材涂層后的傳輸損失,圖10示出了經(jīng)涂布的薄柔性玻璃基材的光學(xué)特性,且圖11示出了未轉(zhuǎn)化涂層和通過(guò)烘箱、火焰和激光器轉(zhuǎn)化而轉(zhuǎn)化的涂層的鈉含量曲線。所有附圖均僅示出闡明本發(fā)明所必需的步驟,其它部分被省略或僅僅一帶而過(guò)。詳細(xì)說(shuō)明“顆粒基涂料組合物”在本文中是指包含許多固體顆粒和溶劑(和任選的添加劑例如粘合劑、粘度調(diào)節(jié)劑和表面活性劑)的涂料組合物,例如在懸浮液中。顆??梢允抢绮Aьw粒、金屬氧化物或在涂料組合物轉(zhuǎn)化成涂層期間至少暫時(shí)形成顆粒的涂料前體。這種固體顆粒的實(shí)例由粒徑為1-150nm的納米顆粒組成,例如致密的(即非多孔的或中空的)納米顆粒(例如1-5nm的溶膠-凝膠玻璃顆粒),中空顆粒,例如內(nèi)部具有例如空氣或溶劑的二氧化硅-玻璃基殼以及具有含聚合物的核和二氧化硅-玻璃或二氧化硅玻璃前體殼的核-殼顆粒(例如從wo2008/028641已知的,通過(guò)引用并入本文)?!敖M裝體”在本文中是指部分或完全組裝的光伏模塊,其包含至少兩種元件,所述元件選自形成基材的第一表面的至少一部分的玻璃元件、薄膜透明導(dǎo)電層和/或半導(dǎo)體層、背板、密封劑、包封劑、導(dǎo)電膜、布線、接線盒和框架。背板可以例如包括玻璃、聚合物膜或提供特定光伏模塊設(shè)計(jì)和應(yīng)用領(lǐng)域所需的背板性質(zhì)的其它材料,其在本領(lǐng)域是已知的。優(yōu)選組裝體是不包含框架和/或接線盒的部分組裝的光伏模塊,這是因?yàn)槿藗儼l(fā)現(xiàn):在將框架和接線盒連接到部分組裝的光伏模塊之前涂布這種組裝體是有利的??梢酝ㄟ^(guò)本領(lǐng)域已知的技術(shù)來(lái)涂覆涂料組合物,例如浸涂、輥涂、吻涂、狹縫模具式涂布、幕式涂布、噴涂、幕式涂布和氣溶膠涂布。熱處理也可以用于以可控方式由物理蒸氣沉積層或化學(xué)蒸氣沉積層沉積的熱處理或燒結(jié)層,任選地同時(shí)進(jìn)行涂料組合物的轉(zhuǎn)化?;氖枪腆w材料。優(yōu)選地,基材是玻璃元件或聚合物元件,例如玻璃片元件或聚合物片元件。更優(yōu)選地,基材是選自浮法玻璃、化學(xué)強(qiáng)化浮法玻璃、硼硅酸鹽玻璃、結(jié)構(gòu)玻璃、鋼化玻璃和薄柔性玻璃的玻璃元件,以及包括玻璃元件的基材,例如部分或完全組裝的光伏模塊和包括玻璃元件的組裝體。“薄柔性玻璃”在本文中是指厚度在例如20-250μm(例如50-100μm)范圍內(nèi)的玻璃片。優(yōu)選地,部分或完全組裝的光伏模塊是這樣的模塊,其包含形成基材的第一表面的至少一部分的玻璃元件。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到,本方法允許:不允許將大部分基材加熱至使基材組分降解的溫度的基材的涂布。所述降解可以例如通過(guò)以下過(guò)程發(fā)生:使基材暴露于高于200℃、例如高于300℃、例如約600℃持續(xù)幾分鐘,這是將溶膠-凝膠基涂料組合物常規(guī)轉(zhuǎn)化為功能性涂層所需的。此外,觀察到:轉(zhuǎn)化組裝體上而非單獨(dú)的蓋玻璃上的涂料組合物導(dǎo)致轉(zhuǎn)化步驟期間基材的彎曲較小。轉(zhuǎn)化期間的彎曲減小是有利的,因?yàn)樗蓪?dǎo)致轉(zhuǎn)化更均勻或?qū)M裝體的損壞(風(fēng)險(xiǎn))較小。理論上可以認(rèn)為(但不限于此),這可能與模塊比單獨(dú)的蓋玻璃在結(jié)構(gòu)上更穩(wěn)定有關(guān)-對(duì)于薄玻璃應(yīng)用尤其如此。因此,用于根據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)選基材是鋼化玻璃、化學(xué)強(qiáng)化玻璃和包含溫度敏感組件的基材,例如部分或完全組裝的光伏模塊?!肮δ苄酝繉印痹诒疚闹惺侵冈鰪?qiáng)功能性涂層所附著的基材的機(jī)械性能、光學(xué)性能、防污性能、耐久性、耐候性和/或電氣性能的粘合涂層。增強(qiáng)的機(jī)械性能是例如與基材的機(jī)械性能相比,表面硬度提高,剛度或磨損性能提高;增強(qiáng)的光學(xué)性質(zhì)是例如與從空氣直接穿過(guò)基材的透光率相比,從空氣穿過(guò)功能性涂層和基材的透光率提高,且與從空氣直接到基材的反射率相比,從空氣到功能性涂層和功能性涂層到基材的界面的反射率降低;增強(qiáng)的防污性能是例如經(jīng)涂布表面上的顆粒積累減少;增強(qiáng)的電氣性能是例如與未轉(zhuǎn)化的涂層和/或未涂布的基材相比,導(dǎo)電性提高?!盎牡牡谝槐砻妗痹诒疚闹惺侵富牡恼麄€(gè)表面或其部分。對(duì)于片狀基材而言,第一表面因此可以指片材的整個(gè)一面或片材一側(cè)的選定部分。在本發(fā)明的第一方面,顆粒基涂料組合物包含納米顆粒,優(yōu)選地涂料組合物包含含有金屬氧化物或金屬氧化物前體的溶膠-凝膠,更優(yōu)選地涂料組合物包含核-殼納米顆粒,其具有包含聚合物的核材料和包含金屬氧化物的殼材料。包含納米顆粒的涂料組合物例如是下述涂料組合物,其具有尺寸范圍為10-200nm的二氧化硅和/或金屬氧化物顆粒,以及任選的致孔劑,例如有機(jī)納米顆粒,該有機(jī)納米顆粒在轉(zhuǎn)化期間被除去并因此形成功能性涂層中的多孔性,或中空(無(wú)機(jī))顆粒。轉(zhuǎn)化之后,在二氧化硅和/或金屬氧化物顆粒之間或致孔劑被除去之處形成多孔結(jié)構(gòu)。包含納米顆粒的涂料組合物的其它實(shí)例是涂料組合物的優(yōu)選實(shí)施方式。包含含有金屬氧化物或金屬氧化物前體的溶膠凝膠的涂料組合物例如是具有預(yù)低聚金屬氧化物前體(例如,原硅酸四甲酯、原硅酸四乙酯、金屬醇鹽,例如甲醇鋁或乙醇鋁)的涂料組合物。這種涂料組合物還可以包含其它(非溶膠-凝膠)顆粒,例如金屬氧化物顆?;蛑驴讋?。包含溶膠凝膠的涂料組合物的其它實(shí)例是涂料組合物的優(yōu)選實(shí)施方式。涂料組合物包含核-殼納米顆粒,其具有包含聚合物的核材料和包含金屬氧化物的殼材料,例如wo2008/028640中所述的涂料組合物。在將涂料組合物轉(zhuǎn)化為功能性涂層(例如光學(xué)抗反射涂層)時(shí),優(yōu)選地,聚合物材料以及其它有機(jī)材料(若存在于所涂覆涂層中的話)被除去并形成金屬氧化物網(wǎng)絡(luò),例如二氧化硅網(wǎng)絡(luò)或包含硅的金屬氧化物。應(yīng)當(dāng)理解,在該領(lǐng)域中,二氧化硅被視為金屬氧化物,且術(shù)語(yǔ)“二氧化硅網(wǎng)絡(luò)”在本文中包括包含-o-si-o-型鍵合的混合金屬氧化物的網(wǎng)絡(luò)。通常,在轉(zhuǎn)化爐或固化爐(例如,隧道式爐或回火爐)中進(jìn)行轉(zhuǎn)化,其中聚合物和其它有機(jī)材料(若存在于所涂覆涂層中的話)需要幾分鐘來(lái)蒸發(fā)、解聚或經(jīng)歷熱解,所有這些均涉及有機(jī)組分的體積的成倍增加,并且可以形成金屬氧化物網(wǎng)絡(luò)。出乎意料地發(fā)現(xiàn):可以以非??斓乃俣冗M(jìn)行這種方法,而不會(huì)損害功能性涂層的結(jié)構(gòu),即獲得與通過(guò)常規(guī)轉(zhuǎn)化在轉(zhuǎn)化爐中實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)相同或相似的結(jié)構(gòu),例如孔結(jié)構(gòu)。特別地,出乎意料地發(fā)現(xiàn):當(dāng)轉(zhuǎn)化顆?;苛辖M合物涉及如權(quán)利要求中所限定的高強(qiáng)度能量源加熱時(shí),可以從核-殼納米顆粒中除去聚合物核材料,并將包含核-殼有機(jī)-無(wú)機(jī)納米顆粒的涂料組合物轉(zhuǎn)化為包含中空殼的功能性涂層,即不損害殼-核結(jié)構(gòu)的殼部分。獲得功能性涂層所需的短時(shí)間是特別出乎意料的,這是因?yàn)橐话愣?,通常認(rèn)為溶膠-凝膠二氧化硅涂料需要延長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)獲得有用的涂層,理論上可認(rèn)為這是由從涂料組合物轉(zhuǎn)化為基材上的功能性涂層涉及-si-o-si-鍵的斷裂/形成引起的(但不限于此)。在掃描電子顯微鏡(sem)中沿著橫截面測(cè)量功能性涂層的涂層厚度。轉(zhuǎn)化的功能性涂層的厚度優(yōu)選為50nm-25μm。該范圍的最高部分,例如1μm-25μm,例如有利于功能性涂層改善基材的機(jī)械性能或阻擋性能。該范圍的最低部分,例如50-300nm或50-250nm,特別有利于功能性涂層改善基材的光學(xué)性能。在本發(fā)明的一個(gè)方面,高強(qiáng)度能量源是下述能量源,其能夠以至少1000℃/s的加熱曲線使基材上部分涂料組合物的溫度升高至表面溫度為至少800℃,并使溫度保持在600℃以上持續(xù)0.5-5秒。高能量源的實(shí)例有火焰陣列和高能激光器。應(yīng)該注意,常規(guī)的隧道式爐不是高強(qiáng)度能量源,因?yàn)檫@種爐不允許這么快地加熱涂料組合物。所述激光器是能夠向處理面積上提供100w-10000w功率的co2激光器。優(yōu)選地,處理面積通過(guò)激光束在處理面積上重復(fù)掃描來(lái)實(shí)現(xiàn)。處理面積是一次激光束掃描期間所覆蓋的區(qū)域,換句話說(shuō),處理面積表示重復(fù)掃描的激光的總目標(biāo)區(qū)域。無(wú)論掃描速度如何,激光器的能量輸出都分配到該區(qū)域,并且在轉(zhuǎn)化期間,基材例如通過(guò)其被輸送器移動(dòng)而穿過(guò)該區(qū)域移動(dòng),或者該區(qū)域例如通過(guò)移動(dòng)激光的(機(jī)器人)臂而在樣品上移動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)具有足夠高的功率密度以達(dá)到發(fā)生轉(zhuǎn)化所需的溫度與對(duì)基材的損壞有限或者不損壞基材之間的良好平衡,發(fā)現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域應(yīng)為0.25cm2-30cm2、優(yōu)選地1.5cm2-15cm2、例如最優(yōu)選地2cm2-12cm2,且功率密度(即功率除以處理面積)應(yīng)為100w/cm2-1000w/cm2?;鹧骊嚵惺沁f送一行或多行火焰或者一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)展的火焰區(qū)域的單元,所述火焰通常布置得如此緊密以至于它們形成一個(gè)火焰片或火焰壁?;鹧骊嚵械墓β蕬?yīng)在每米火焰陣列5kw-100kw、優(yōu)選地15kw/m-75kw/m、更優(yōu)選地20kw/m-50kw/m,并且應(yīng)朝向基材?!俺蚧摹笔侵富鹧鏁r(shí)間不指向離開(kāi)基材。發(fā)現(xiàn)使用期間從火焰陣列到基材的最小距離應(yīng)為3mm-70mm、優(yōu)選地3mm-30mm、更優(yōu)選地4mm-20mm、更優(yōu)選地5mm-15mm、例如6mm-12mm。最高距離對(duì)于熱敏基材和薄柔性玻璃基材特別有用。由于基材的背面或基材的元件可能是熱敏感的,所以非常優(yōu)選地,在涂料組合物轉(zhuǎn)化為功能性涂層期間,布置在基材的第一表面相對(duì)面上的基材的第二表面保持低于200℃的溫度,所述溫度是利用熱電偶測(cè)量的,所述熱電偶通過(guò)透明膠帶連接到表面或者所述熱電偶嵌入基材下面的包封層或者以其它方式連接。更優(yōu)選地,在基材的第一表面上的涂料組合物轉(zhuǎn)化期間,第一基材的相對(duì)面保持低于150℃的溫度,更優(yōu)選地低于120℃的溫度,最優(yōu)選地低于100℃的溫度。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,在涂料組合物轉(zhuǎn)化期間,標(biāo)準(zhǔn)樣品的最高中心溫度低于200℃。標(biāo)準(zhǔn)樣品是如實(shí)施例21中所詳述的其間布置有熱偶合器的兩個(gè)玻璃片的夾層結(jié)構(gòu)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn):標(biāo)準(zhǔn)樣品的最高中心溫度提供了一種良好的導(dǎo)向工具,以鑒定具有蓋玻璃的組裝體上涂料組合物的典型轉(zhuǎn)化可接受的轉(zhuǎn)化條件,即鑒定防止基材劣化或使基材劣化保持在可接受水平的條件。特別地,如果處理包含熱敏組件的組裝體時(shí)使用所提供能量、處理面積、功率密度(w/cm2)、最小距離和樣品速度(其與所選擇的高強(qiáng)度能量源有關(guān))的適當(dāng)組合,則標(biāo)準(zhǔn)樣品的最高中心溫度是非常有用的測(cè)量方式。更優(yōu)選地,在基材的第一表面上的涂料組合物轉(zhuǎn)化期間,標(biāo)準(zhǔn)樣品的最高中心溫度低于150℃、更優(yōu)選地溫度低于130℃、更優(yōu)選地溫度低于120℃、最優(yōu)選地溫度低于100℃。遞送至涂層的能量取決于能量源數(shù)、基材速度、燃燒器到表面的距離、傾斜角度和通過(guò)次數(shù)。向涂層提供的總能量應(yīng)足以使所涂覆的涂料配制物轉(zhuǎn)化成功能性涂層,同時(shí)基材的第一表面的相對(duì)面保持溫度低于200℃或優(yōu)選地上文所示的較低的優(yōu)選最高中心溫度。已發(fā)現(xiàn):使用如上所示和實(shí)施例21所述的標(biāo)準(zhǔn)樣品能夠很好地估計(jì)基材的第一表面相對(duì)面上的溫度。在將涂料組合物轉(zhuǎn)化為功能性涂層的過(guò)程中,可能需要使用憑借如本文所定義的高強(qiáng)度能量源的更多后續(xù)處理以實(shí)現(xiàn)涂料組合物的完全轉(zhuǎn)化。使用憑借高強(qiáng)度能量源的更多處理具有每種處理中需要較少能量的優(yōu)點(diǎn),因此通??梢詼p少轉(zhuǎn)化期間基材的加熱,從而降低基材失效的風(fēng)險(xiǎn)。后續(xù)處理可通過(guò)使用同一高強(qiáng)度能量源多次進(jìn)行或通過(guò)連續(xù)布置幾個(gè)高強(qiáng)度能量源而進(jìn)行。優(yōu)選使用最多3次連續(xù)處理,以確保轉(zhuǎn)化速度和裝置投資之間的平衡。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,在轉(zhuǎn)化期間,基材以至少0.5m/分鐘的有效線速度連續(xù)地或半連續(xù)地移動(dòng)。更高的速度是有利的,這是因?yàn)槠湓试S通過(guò)一條生產(chǎn)線處理更多基材,因此優(yōu)選地以至少0.75m/分鐘的線速度、更優(yōu)選以至少1m/分鐘的速度進(jìn)行處理。線速度通常小于20m/分鐘,以確保穩(wěn)定且可再現(xiàn)的加熱曲線,并且優(yōu)選地具有小于10m/分鐘的線速度,例如小于5m/分鐘的線性速度或小于4m/分鐘的速度。例如可以通過(guò)使用多個(gè)高強(qiáng)度能量源(例如兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或多達(dá)10個(gè)高強(qiáng)度能量源)同時(shí)或連續(xù)處理基材或基材的一部分來(lái)實(shí)現(xiàn)最高有效線速度。達(dá)到高有效線速度的另一種方法是如例如圖1e中所示,在兩個(gè)或更多個(gè)平行臺(tái)中進(jìn)行轉(zhuǎn)化?!坝行Ь€速度”在本文中是指進(jìn)入轉(zhuǎn)化臺(tái)和離開(kāi)轉(zhuǎn)化臺(tái)之間的基材的平均速度。因此,其中基材以1m/分鐘的恒定速度連續(xù)移動(dòng)的臺(tái)具有1m/分鐘的有效線速度。其中在機(jī)器方向上長(zhǎng)1m的基材被處理1分鐘同時(shí)基材靜止或低速移動(dòng)(例如通過(guò)相對(duì)于基材移動(dòng)能量源或移動(dòng)激光束的靶位點(diǎn))的臺(tái)具有1m/分鐘的有效線速度,這是因?yàn)?m基材在1分鐘內(nèi)被處理。因此,從一條組裝線進(jìn)給并具有平行運(yùn)行的兩條轉(zhuǎn)化線且基材在每條線上以0.5m/分鐘的恒定速度連續(xù)移動(dòng)的轉(zhuǎn)化臺(tái)也具有1m/分鐘的有效線速度。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,線速度是恒定的,因此基材的有效線速度與基材的線速度相同。其中基材以0.5m/分鐘的恒定速度連續(xù)移動(dòng)且具有火焰陣列的(機(jī)器人)臂處理基材,同時(shí)火焰陣列在與基材相反的方向上以0.5m/分鐘的恒定速度移動(dòng)的轉(zhuǎn)化臺(tái)也具有1m/分鐘的有效線速度,這是因?yàn)?m的基材在1分鐘內(nèi)被處理。在一些情況下,例如,如果涂料組合物導(dǎo)電或半導(dǎo)電并且期望某種“布線”圖案,或者如果基材的邊緣不活躍,因此可以通過(guò)不涂布這些區(qū)域來(lái)節(jié)省涂料組合物,優(yōu)選不涂布基材的整個(gè)側(cè)面。然后可以以覆蓋基材的第一表面的50-95%的模式涂覆涂料組合物。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的一種方法是:涂布方法還包括以下步驟:在涂覆涂料組合物之前,應(yīng)用覆蓋基材的第一表面的5-50%的模板元件?;蛘撸梢酝ㄟ^(guò)以下方法來(lái)實(shí)現(xiàn),所述方法還包括以下步驟:在轉(zhuǎn)化基材的第一表面上的涂料組合物之前,在涂有所述涂料組合物的基材的第一表面上施加模板元件以覆蓋所述基材的第一表面的5-50%。優(yōu)選地,所述方法還包括以下步驟:回收被模板元件捕獲的涂料組合物或者由于基材表面的模板元件覆蓋部分,基材上未被轉(zhuǎn)化的涂料組合物。發(fā)明人發(fā)現(xiàn):在一些情況下,在轉(zhuǎn)化涂料組合物之前,在基材上或基材附近提供保護(hù)框架是有利的。特別地,當(dāng)框架對(duì)基材的邊緣上或其附近的熱敏部件提供熱保護(hù)時(shí),情況正是如此。在一種方法中,在將涂料組合物涂覆在基材上這一步驟之前,向基材上或其附近施加保護(hù)框架。本發(fā)明的第一方面中所述的方法可以用于不同類(lèi)型的應(yīng)用,然而,發(fā)現(xiàn)使用該方法涂布具有厚度為50nm-300nm的涂層的基材是非常有利的,因?yàn)檫@相當(dāng)于可見(jiàn)光波長(zhǎng)的約1/4,因此作為例如用于光伏模塊和顯示玻璃應(yīng)用的ar涂層具有主要優(yōu)點(diǎn)。涂層可以包含具有相同功能(例如抗反射,其中具有不同折射率的層可以導(dǎo)致涂層的抗反射性能整體改善)或不同功能(例如一個(gè)阻擋層和一個(gè)抗反射層)的一個(gè)或多個(gè)層。發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)度能量源為火焰是非常有利的,特別地發(fā)現(xiàn)線性火焰陣列是有利的。在轉(zhuǎn)化期間,優(yōu)選地可將所述線性火焰陣列布置為與基材的第一表面的機(jī)器方向呈一定角度。在圖6中,示意性地示出了具有角度α的線性火焰陣列22的布置的實(shí)例。此外還發(fā)現(xiàn):在轉(zhuǎn)化期間,將火焰陣列布置為與基材第一表面的平面呈30-90°的角度α能夠降低玻璃破裂的風(fēng)險(xiǎn),當(dāng)基材是玻璃片并因此不是組裝體時(shí)尤其如此。特別地發(fā)現(xiàn):在轉(zhuǎn)化期間(如圖6所示),將陣列布置為與基材第一表面的平面呈30-80°、優(yōu)選地60-75°的角度能夠促進(jìn)安全操作用于由玻璃組成的基材的火焰陣列。這意味著,在涂料組合物轉(zhuǎn)化為功能性涂層期間,火焰尖端24指向方向28,即基材在輸送器30上移動(dòng)所朝向的方向。對(duì)于由組裝體組成的基材20,發(fā)現(xiàn):優(yōu)選地將火焰布置為與待處理的表面正交(即,角度α為90°)或呈非常接近正交的角度,例如角度α為80-90°,更優(yōu)選地82-88°。如上所述,發(fā)現(xiàn)使用火焰作為高強(qiáng)度能量源是有利的。然而,火焰的高強(qiáng)度可導(dǎo)致基材彎曲,發(fā)現(xiàn)至少部分補(bǔ)償(compensate)基材彎曲非常有利于涂層質(zhì)量。在一種方法中,通過(guò)使用火焰陣列來(lái)補(bǔ)償基材彎曲,其中火焰陣列的至少一部分可垂直移置以適應(yīng)轉(zhuǎn)化期間基材的彎曲,例如通過(guò)在沿著火焰陣列的至少一個(gè)位置測(cè)量基材的彎曲并經(jīng)由反饋回路相應(yīng)地主動(dòng)調(diào)整火焰陣列的距離和/或形狀。圖7中示出了根據(jù)這種實(shí)施方式的系統(tǒng)。此處,在轉(zhuǎn)化期間將高度傳感器26布置在組裝體20的下面,當(dāng)組裝體彎曲時(shí),通過(guò)高度傳感器測(cè)量彎曲程度,然后相應(yīng)地移動(dòng)高能量熱源22(例如火焰陣列)以保持火焰陣列與基材之間的距離恒定。發(fā)現(xiàn)使用頻率為0.2-100hz的反饋回路是合適的,優(yōu)選的頻率為1-15hz。合適的設(shè)置如圖7所示。在補(bǔ)償基材彎曲的另一種方法中,陣列包含至少一個(gè)永久彎曲和/或分段的線性火焰陣列或永久彎曲的線性火焰陣列段。在機(jī)器方向旁視所看到的線性火焰陣列22的示意圖的實(shí)例如圖5所示,其中指出了火焰24。彎曲的線性火焰陣列22如圖5a所示,分段線性火焰陣列22的實(shí)例如圖5b所示,直線形火焰陣列的實(shí)例如圖5c所示。另一種有用的方法是通過(guò)調(diào)節(jié)火焰長(zhǎng)度和/或溫度來(lái)補(bǔ)償,例如通過(guò)調(diào)節(jié)沿著火焰陣列長(zhǎng)度(未示出)的噴嘴開(kāi)口、氣體壓力或組成。所使用的氣體優(yōu)選地是負(fù)擔(dān)得起的可燃?xì)怏w或氣體混合物(即可燃?xì)怏w和氧源,例如空氣或氧氣)。優(yōu)選的氣體是天然氣、天然氣/空氣混合物、氫氣、氫氣/空氣、氫氣/氧氣混合物、丙烷、丙烷/空氣混合物、乙炔、乙炔/空氣混合物?;旌衔锏膬?yōu)點(diǎn)在于:因?yàn)閮H需要調(diào)節(jié)一種氣體的流量,所以釋放的能量容易預(yù)測(cè)。與氧源就地(onsite)混合的氣體的優(yōu)點(diǎn)在于:可以自由調(diào)節(jié)氣體的比例,因此可以容易地根據(jù)對(duì)所用涂料組合物的需要使用還原氣體混合物和氧化氣體混合物。本發(fā)明的另一方面涉及光伏模塊,其包含根據(jù)本發(fā)明的第一方面涂布的基材?;目梢允巧w玻璃或包含蓋玻璃和一個(gè)或多個(gè)如本文其它之處所公開(kāi)的其它元件的組裝體。該裝置適合于向基材提供功能性涂層,所述裝置包含:涂料涂覆臺(tái),其用于將顆?;苛辖M合物涂覆到基材的第一表面上;轉(zhuǎn)化臺(tái),其用于將基材的第一表面上的顆?;苛辖M合物轉(zhuǎn)化為功能性涂層;組裝臺(tái),其用于提供至少一個(gè)與基材的第二表面相連的元件,所述元件選自背板、包封劑、導(dǎo)電膜、布線、控制箱和框架;基材輸送器,其用于在至少兩個(gè)所述臺(tái)之間運(yùn)輸基材;其中至少一個(gè)組裝臺(tái)被連續(xù)布置在所述涂料涂覆臺(tái)之前,并且其中所述轉(zhuǎn)化臺(tái)包含選自激光器和火焰陣列的高強(qiáng)度能量源。在這種實(shí)施方式中,發(fā)現(xiàn):當(dāng)高強(qiáng)度能量源包括火焰或激光器,例如一個(gè)或多個(gè)火焰陣列或一個(gè)或多個(gè)激光器時(shí),是非常有利的。優(yōu)選的是,連續(xù)布置在涂料涂覆臺(tái)之前的至少一個(gè)組裝臺(tái)與涂料涂覆臺(tái)和轉(zhuǎn)化臺(tái)內(nèi)聯(lián)(inline)布置,因此在這些臺(tái)之間例如通過(guò)輸送器并任選地經(jīng)由緩沖臺(tái)直接運(yùn)輸基材。然而,在一個(gè)實(shí)施方式中,連續(xù)布置在涂料涂覆臺(tái)之前的至少一個(gè)組裝臺(tái)、涂料涂覆臺(tái)和轉(zhuǎn)化臺(tái)與至少一個(gè)其它臺(tái)離線(offline)布置。在這種情況下,在下一個(gè)臺(tái)中處理之前,可以將基材儲(chǔ)存或運(yùn)輸或甚至運(yùn)送到另一個(gè)位置。例如,組裝臺(tái)可以制備包含完整的光伏模塊(除了框架和涂層之外)的基材,之后將基材離線運(yùn)輸?shù)竭M(jìn)行方法中其它步驟的位置(在同一建筑物或另一建筑物中,其它建筑物可以布置在隔壁或非常遠(yuǎn)的距離,例如鄰鎮(zhèn)、另一國(guó)家或另一大陸)。在圖1a中,示出了裝置臺(tái)的常規(guī)布置的實(shí)例,其中將涂料涂覆到基材4上并轉(zhuǎn)化6成功能性涂層,然后轉(zhuǎn)動(dòng)基材,并在組裝臺(tái)8中組裝模塊的其它組件與經(jīng)涂布的基材。這種布置具有以下問(wèn)題:在組裝模塊之前已經(jīng)涂覆了非常敏感的涂層,因此在組裝步驟期間存在損壞涂層的風(fēng)險(xiǎn)。在圖1b中,示出了用于在基材上提供功能性涂層的根據(jù)本發(fā)明的裝置的實(shí)例。通過(guò)基材輸送器10向組裝臺(tái)8提供蓋玻璃,其中在一個(gè)或多個(gè)組裝臺(tái)中向蓋玻璃施加各種組件以形成基材。由于施加到蓋玻璃的組件被施加到不同于應(yīng)該涂覆功能性涂層的第一表面的蓋玻璃的相對(duì)面,所以基材輸送器11轉(zhuǎn)動(dòng)基材,然后將基材提供到涂覆臺(tái)上。應(yīng)當(dāng)注意到,在與涂覆臺(tái)分離的距離和時(shí)間中組裝基材可能是有利的,例如在一個(gè)設(shè)備中制備基材,在另一個(gè)設(shè)備中涂覆涂料。在這種情況下,在組裝臺(tái)和涂覆臺(tái)之間添加基材預(yù)處理步驟(例如洗滌步驟、干燥步驟和/或表面活化步驟,例如等離子體清潔/活化或電暈處理)是非常有利的,因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)這改善了最終功能性涂層的質(zhì)量。圖1c中示出了在預(yù)處理臺(tái)2中的基材預(yù)處理步驟的這種布置。如果使用基材預(yù)處理步驟,則優(yōu)選在進(jìn)行基材預(yù)處理步驟之后立刻將涂料組合物涂覆到基材的第一表面。基材輸送器10優(yōu)選地是自動(dòng)化的并且在整個(gè)裝置中連續(xù)地或半連續(xù)地工作,但是手工勞動(dòng)也可以通過(guò)手動(dòng)地將基材運(yùn)輸?shù)窖b置的臺(tái)以及從和/或通過(guò)裝置的臺(tái)運(yùn)輸來(lái)作為基材輸送器。在涂覆臺(tái)4中,將涂料組合物涂覆到基材的第一表面。涂覆臺(tái)的實(shí)例有噴涂臺(tái)、輥涂臺(tái)、狹縫模具式涂布臺(tái)、吻涂臺(tái)、幕式涂布臺(tái)、氣溶膠涂布臺(tái)和浸涂臺(tái)。然后,通過(guò)基材輸送器10將涂層運(yùn)輸?shù)睫D(zhuǎn)化臺(tái)6。轉(zhuǎn)化臺(tái)例如是火焰轉(zhuǎn)化臺(tái)或激光轉(zhuǎn)化臺(tái)。在轉(zhuǎn)化臺(tái)之后,功能性涂層(例如ar涂層)已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。在一些情況下,可以需要在如圖1c所示的單獨(dú)步驟中額外組裝,例如施加框架、布線或連接控制組件。應(yīng)當(dāng)注意到,預(yù)處理步驟也可以有利地包含在根據(jù)本發(fā)明的裝置的其它實(shí)施方式中。所述裝置還可以包含緩沖臺(tái)9,其布置在通過(guò)輸送器10、11連接的其它臺(tái)2、4、6、8之間。這種緩沖臺(tái)9可以例如考慮臺(tái)內(nèi)的不同處理速率,或者防止一個(gè)臺(tái)暫時(shí)停止時(shí)更多臺(tái)的停止。圖1d中示出了根據(jù)本發(fā)明并具有緩沖臺(tái)的裝置。此處,緩沖臺(tái)9被布置在于涂布臺(tái)4中涂布涂層之后,以及轉(zhuǎn)化臺(tái)6之前。輸送器10、11優(yōu)選地將基材從一個(gè)臺(tái)2、4、8、8、9內(nèi)聯(lián)運(yùn)輸?shù)较嗤虿煌_(tái)類(lèi)型的另一臺(tái)2、4、6、8、9。“內(nèi)聯(lián)”在此處包括其中緩沖臺(tái)布置在通過(guò)輸送器連接的臺(tái)之間的情況。這種緩沖臺(tái)可以例如考慮臺(tái)內(nèi)的不同處理速率,或者防止一個(gè)臺(tái)暫時(shí)停止時(shí)更多臺(tái)的停止。輸送器也可以將基材從一個(gè)臺(tái)2、4、6、8、9離線運(yùn)輸?shù)搅硪慌_(tái)2、4、6、8、9。在這種情況下,可以將基材儲(chǔ)存或運(yùn)輸或甚至運(yùn)送到另一個(gè)位置,然后在下一個(gè)處理臺(tái)進(jìn)行處理。這種離線方法的一個(gè)實(shí)例是:基材為組裝體,組裝體在一個(gè)位置被組裝,并且稍后在另一個(gè)位置進(jìn)行在基材上涂覆涂料和涂料組合物的轉(zhuǎn)化。在一個(gè)實(shí)施方式中,如果一個(gè)臺(tái)比其它臺(tái)顯著更快或更慢,則可以并行地布置相同類(lèi)型的臺(tái)。根據(jù)該概念的裝置如圖1e所示,其中涂料轉(zhuǎn)化在兩個(gè)分離的轉(zhuǎn)化臺(tái)中進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的裝置(其中基材是包含大部分或所有待布置在不同于第一表面(待涂覆涂料之處)的蓋玻璃的相對(duì)面上的元件的組裝體)的巨大優(yōu)點(diǎn)在于:可以使用在涂料涂覆臺(tái)之前的至少一個(gè)臺(tái)中與基材的第一表面相互作用的基材輸送器,且基材輸送器不與在涂料涂覆臺(tái)中及涂料涂覆臺(tái)之后的基材的第一表面相互作用。此處,“與第一表面相互作用”表示基材輸送器的一部分直接或經(jīng)由保護(hù)元件接觸第一表面的至少一部分。這允許在組裝期間相對(duì)簡(jiǎn)單且安全地處理基材,并且允許在涂覆和轉(zhuǎn)化涂料組合物期間相當(dāng)簡(jiǎn)單的處理,因?yàn)榛妮斔推魅缓罂梢耘c基材的背面和任選的邊緣相互作用。換句話說(shuō),在輸送基材期間,不存在必須接觸敏感涂層的時(shí)間。實(shí)施例實(shí)施例1:將涂料組合物涂覆到浮法玻璃基材(標(biāo)準(zhǔn)玻璃)上在受控的相對(duì)濕度(低于40%)和20-25℃的室溫下,使用mpcoatart1涂料組合物(可從dsm商購(gòu)獲得,荷蘭;mpcoatart1以前以商品名出售),通過(guò)以3.5mm/s的浸涂速度浸涂來(lái)單面涂布浮法基材(來(lái)自pilkington,10×20cm,標(biāo)準(zhǔn)k邊緣,厚度為3.2mm,組成符合dinen572)。此后,在與涂布條件相同的條件(低于40%的rh和25℃)下,在室溫下干燥基材24小時(shí)。這產(chǎn)生了具有單面未轉(zhuǎn)化的包含核-殼顆粒的溶膠-凝膠涂層的基材,所述核-殼顆粒具有包含聚合物材料的核和二氧化硅基殼,其中未轉(zhuǎn)化涂層厚度低于300nm。實(shí)施例2:將涂料組合物涂覆到具有浮法玻璃基材(模塊)的組裝體上重復(fù)實(shí)施例1,不同之處在于:用具有未涂布蓋玻璃的光伏模塊代替基材并使用輥涂。尺寸為120x60x0.68cm。實(shí)施例2產(chǎn)生了具有單面未轉(zhuǎn)化的包含核-殼顆粒的溶膠-凝膠涂層的模塊,所述核-殼顆粒具有包含聚合物材料的核和二氧化硅基殼,其中未轉(zhuǎn)化涂層厚度低于300nm。實(shí)施例3:通過(guò)火焰轉(zhuǎn)化來(lái)轉(zhuǎn)化在實(shí)施例1中獲得的干燥涂料組合物使用長(zhǎng)度為10cm(即,比基材寬)的線性火焰陣列作為高強(qiáng)度能量源。以這種方式,陣列總是超過(guò)基材的邊緣延伸。在這種設(shè)置中,基材在火焰陣列下以恒定的線速度移動(dòng)。將火焰陣列以60°的角度定向,使得火焰指向玻璃移動(dòng)所朝向的方向,如圖6所示?;呐c火焰陣列之間的距離為10mm。燃燒以24∶9混合的氫氣(h2)與氧氣(o2)的氣體混合物產(chǎn)生約70kw/m的功率和約2800℃的理論火焰最高溫度。在轉(zhuǎn)化期間,利用通過(guò)膠帶連接到基材背面的熱電偶來(lái)測(cè)量基材背面的溫度。測(cè)得的最高溫度為122℃。以65cm/分鐘的速度處理來(lái)自實(shí)施例1的樣品,得到了具有穩(wěn)定出現(xiàn)的涂層的基材。實(shí)施例4:通過(guò)火焰轉(zhuǎn)化來(lái)轉(zhuǎn)化在實(shí)施例2中獲得的干燥涂料組合物使用長(zhǎng)度為60cm(即,比基材寬)的直線形火焰陣列作為高強(qiáng)度能量源。以這種方式,陣列總是超過(guò)基材的邊緣延伸。在這種設(shè)置中,基材在火焰陣列下以恒定的線速度移動(dòng)。將火焰陣列以30°的角度定向,使得火焰指向玻璃移動(dòng)所朝向的方向,如圖6所示?;呐c火焰陣列之間的距離為20mm。燃燒丙烷(16nl/分鐘)與空氣(460nl/分鐘)的氣體混合物產(chǎn)生約25kw/m的功率和約1980℃的理論火焰最高溫度。以65cm/分鐘的速度處理來(lái)自實(shí)施例2的8個(gè)樣品,得到了具有穩(wěn)定出現(xiàn)的涂層的基材。實(shí)施例5(比較例):通過(guò)火焰轉(zhuǎn)化處理不含涂料組合物的基材使用長(zhǎng)度為60cm(即,比基材寬)的線性火焰陣列作為高強(qiáng)度能量源來(lái)處理實(shí)施例1中所用類(lèi)型的未涂布基材。在這種設(shè)置中,基材在火焰陣列下以恒定的線速度移動(dòng)。將火焰陣列以60°的角度定向,使得火焰指向玻璃移動(dòng)所朝向的方向(如圖6所示),其中直線形火焰陣列與基材之間的距離為15mm。燃燒甲烷與空氣的氣體混合物產(chǎn)生20kw/m線性火焰陣列的功率和約1800℃的理論火焰最高溫度。這導(dǎo)致與未處理基材相比無(wú)視覺(jué)差異的基材。實(shí)施例6(比較例):通過(guò)火焰轉(zhuǎn)化處理不含涂料組合物的基材在與實(shí)施例4中所述相同的條件下處理實(shí)施例2中所用類(lèi)型的未涂布基材。這導(dǎo)致與未處理基材相比無(wú)視覺(jué)差異的基材。實(shí)施例7(比較例):在烘箱中轉(zhuǎn)化實(shí)施例1的干燥涂料組合物以常規(guī)方式通過(guò)在臺(tái)式烘箱中于650℃加熱3.5分鐘來(lái)轉(zhuǎn)化實(shí)施例1的樣品。這導(dǎo)致具有穩(wěn)定出現(xiàn)的涂層的涂布基材。實(shí)施例8:光學(xué)試驗(yàn)和瞬間高壓試驗(yàn)通過(guò)配備有積分球的uv-vis分光光度法(來(lái)自shimadzu的uv-2600)分析在實(shí)施例3、5和7中獲得的樣品的光學(xué)透射率。圖2描繪了對(duì)于400-1200nm之間的波長(zhǎng),可見(jiàn)光譜和近紅外光譜中的透射率曲線。觀察到:根據(jù)本發(fā)明火焰轉(zhuǎn)化的樣品比通過(guò)常規(guī)烘箱處理轉(zhuǎn)化的樣品展示出更高的透射率。與未涂布玻璃相比,380-850nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的平均透射率的改善對(duì)于烘箱轉(zhuǎn)化的樣品為2.9%,對(duì)于根據(jù)本發(fā)明火焰轉(zhuǎn)化的樣品為3.4%。通過(guò)瞬間高壓試驗(yàn)分析在實(shí)施例4和6中獲得的樣品:在根據(jù)iec60904-1∶2006和iec60904-3∶2008的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下測(cè)量i-v曲線,根據(jù)iec60904-8測(cè)量光譜響應(yīng),然后根據(jù)iec60904-7計(jì)算光譜失配系數(shù)并校正i-v特征。圖3中比較了玻璃基材的結(jié)果。觀察到:相較于通過(guò)常規(guī)烘箱轉(zhuǎn)化制備的樣品,根據(jù)本發(fā)明火焰轉(zhuǎn)化的樣品的結(jié)果是等價(jià)的,在一些區(qū)域中甚至略好。在圖3a展示了未涂布光伏模塊的iv曲線和pv曲線,用作參考。這種板在瞬間高壓試驗(yàn)條件下的最大功率輸出為99.3w。圖3b描繪了如實(shí)施例6所述的未涂布的經(jīng)處理的相似光伏模塊的iv曲線和pv曲線,其顯示出與瞬間高壓試驗(yàn)條件下的最大功率輸出相同的性能,為100.4w。圖3c描繪了首先輥涂、然后干燥24小時(shí)、接著在實(shí)施例4的條件下火焰轉(zhuǎn)化的相似光伏模塊的iv曲線和pv曲線。這種板在瞬間高壓試驗(yàn)條件下的最大功率輸出為103.9w,即與未涂布模塊相比,功率輸出相對(duì)增益為4.6%。測(cè)量8個(gè)模塊,平均最大功率輸出為102.7w,即與未涂布模塊相比,功率輸出的平均相對(duì)增益為3.4%。圖3d中總結(jié)了結(jié)果。實(shí)施例9:表面粗糙度使用硅懸臂以輕敲模式通過(guò)afm(來(lái)自bruker的multimode8)表征在實(shí)施例3、5和7中獲得的樣品的表面形態(tài)。使用nanoscope軟件根據(jù)下式在2μm×2μm的表面上計(jì)算涂層的平均表面粗糙度和均方根表面粗糙度:其中zi是每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的高度,n是給定區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)數(shù)。圖4中比較了玻璃基材的結(jié)果。觀察到:相較于通過(guò)常規(guī)烘箱轉(zhuǎn)化制備的樣品,根據(jù)本發(fā)明火焰轉(zhuǎn)化的樣品的結(jié)果產(chǎn)生更高的表面粗糙度。實(shí)施例10:激光作為高強(qiáng)度能量源在受控的相對(duì)濕度(低于40%)和20-25℃的室溫下,使用mpcoatart1涂料組合物(可從dsm商購(gòu)獲得,荷蘭;mpcoatart1以前以商品名出售),通過(guò)以4mm/s的浸涂速度浸涂來(lái)涂布厚度為3.2mm、10×20cm的浮法玻璃基材。此后,在與涂布條件相同的條件(低于40%的rh和25℃)下,在室溫下干燥基材24小時(shí)。干燥之后,使用具有1250w功率輸出、5khz恒定頻率和10mm束直徑的脈沖co2激光器在10cm基材寬度上掃描來(lái)轉(zhuǎn)化涂料組合物。因此,處理面積為10cm2,功率密度為125w/cm2。激光束按照間隔距離為4mm的平行線以200mm/s的速度掃描基材表面,導(dǎo)致從一條掃描線到下一條掃描線的激光處理重疊。因此樣品速度為0.48m/分鐘。這導(dǎo)致具有穩(wěn)定出現(xiàn)的功能性涂層的涂布基材。轉(zhuǎn)化之后,使用測(cè)量uv-vis區(qū)域中的光強(qiáng)度的纖維光學(xué)光譜儀(來(lái)自avantes的avantspec128)測(cè)量功能性涂層的第一表面的歸一化反射,并用未涂布且未處理的玻璃基材的第一表面的反射信號(hào)進(jìn)行歸一化。發(fā)現(xiàn)功能性涂層(激光轉(zhuǎn)化之后)的歸一化反射曲線在707nm波長(zhǎng)處呈現(xiàn)最小值0.55%(即,未涂布玻璃的第一表面的反射的99.45%被阻止)。由于通過(guò)uv-vis分光光度計(jì)(來(lái)自shimadzu的uv-2401)測(cè)量的未涂布且未處理的玻璃基材的全反射(雙面)在707nm波長(zhǎng)處為8.856%,所以其相當(dāng)于:?jiǎn)蚊嫱坑屑す廪D(zhuǎn)化的涂料組合物的樣品在707nm波長(zhǎng)處的反射值為4.46%。實(shí)施例11:激光作為高強(qiáng)度能量源在受控的相對(duì)濕度(低于40%)和20-25℃的室溫下,使用mpcoatart1涂料組合物(可從dsm商購(gòu)獲得,荷蘭;mpcoatart1以前以商品名出售),通過(guò)以4mm/s的浸涂速度浸涂來(lái)涂布厚度為3.2mm、10×20cm的浮法玻璃基材。此后,在與涂布條件相同的條件(低于40%的rh和25℃)下,在室溫下干燥基材24小時(shí)。干燥之后,使用具有1250w功率輸出、5khz恒定頻率和10mm束直徑的脈沖co2激光器來(lái)轉(zhuǎn)化涂料組合物。激光束按照間隔距離為4mm的平行線以200mm/s的速度掃描基材表面,導(dǎo)致從一條掃描線到下一條掃描線的激光處理重疊。處理面積為10cm2,功率密度為125w/cm2。樣品速度為48cm/分鐘。這產(chǎn)生在玻璃第一表面和功能性涂層之間的界面處形成微裂紋的有缺陷的功能性涂層,從而導(dǎo)致視覺(jué)外觀差。轉(zhuǎn)化之后,使用測(cè)量uv-vis區(qū)域中的光強(qiáng)度的纖維光學(xué)光譜儀(來(lái)自avantes的avantspec128和avalight-dhc)測(cè)量功能性涂層的第一表面的歸一化反射,并用未涂布且未處理的玻璃基材的第一表面的反射信號(hào)進(jìn)行歸一化。盡管存在微裂紋以及所產(chǎn)生的差視覺(jué)外觀,但發(fā)現(xiàn)功能性涂層(激光轉(zhuǎn)化之后)的歸一化反射曲線在689nm波長(zhǎng)處呈現(xiàn)最小值0.49%。由于通過(guò)uv-vis分光光度計(jì)(來(lái)自shimadzu的uv-2401)測(cè)量的未涂布且未處理的玻璃基材的全反射在689nm波長(zhǎng)處為8.864%,所以其相當(dāng)于:激光轉(zhuǎn)化樣品在689nm波長(zhǎng)處的反射值為4.45%,這類(lèi)似于實(shí)施例10的值。實(shí)施例12:激光作為高強(qiáng)度能量源在受控的相對(duì)濕度(低于40%)和20-25℃的室溫下,使用mpcoatart1涂料組合物(可從dsm商購(gòu)獲得,荷蘭;mpcoatart1以前以商品名出售),通過(guò)以4mm/s的浸涂速度浸涂來(lái)涂布厚度為3.2mm、10×20cm的浮法玻璃基材。此后,在與涂布條件相同的條件(低于40%的rh和25℃)下,在室溫下干燥基材24小時(shí)。干燥之后,使用具有1250w功率輸出、5khz恒定頻率和10mm束直徑的脈沖co2激光器來(lái)轉(zhuǎn)化涂料組合物。處理面積為10cm2,功率密度為125w/cm2。激光束按照間隔距離為4mm的平行線以175mm/s的速度掃描基材表面,導(dǎo)致從一條掃描線到下一條掃描線的激光處理重疊。樣品速度為42cm/分鐘。這導(dǎo)致玻璃基材在激光轉(zhuǎn)化期間破裂。實(shí)施例13:高度調(diào)節(jié)基材如實(shí)施例2所述。轉(zhuǎn)化條件:在設(shè)置中,在線性火焰陣列下以恒定的線速度移動(dòng)基材。將火焰陣列以α=85°的角度定向,使得火焰指向玻璃移動(dòng)所朝向的方向(如圖6所示)。燃燒天然氣和空氣的氣體混合物,產(chǎn)生的功率為18-21.5kw/m,理論火焰最高溫度為約1960℃。通過(guò)k型熱電偶和testo925測(cè)量的火焰最高溫度為1180℃?;鹧婧突闹g的距離為8mm。在有效線速度為60cm/分且初始火焰陣列與基材第一表面之間的距離為8mm的條件下處理兩個(gè)模塊。一個(gè)模塊用自動(dòng)高度調(diào)節(jié)處理,另一個(gè)模塊不用自動(dòng)高度調(diào)節(jié)處理。在火焰轉(zhuǎn)化期間,模塊由于第一表面(即,朝向火焰陣列的表面)的熱膨脹而彎曲。在轉(zhuǎn)化期間,使用自動(dòng)高度調(diào)節(jié)處理的模塊與火焰陣列沒(méi)有接觸,所述自動(dòng)高度調(diào)節(jié)使用1hz反饋回路,其包含放置在火焰陣列下方的測(cè)量轉(zhuǎn)化期間基材的高度位移的傳感器。通過(guò)avantes單面反射計(jì)(具有avalight-dhc和avaspec128的avaspec-2048l光譜儀)測(cè)量的光學(xué)性質(zhì)(pilkington,50x50cm,厚度為3.2mm,組成符合dinen572,被用作100%反射率參考材料)導(dǎo)致380-850nm范圍內(nèi)的平均相對(duì)反射率為19%(即,具有火焰轉(zhuǎn)化涂料組合物的樣品的反射率為未涂布樣品的反射率的19%)。未經(jīng)自動(dòng)高度調(diào)節(jié)處理的模塊彎曲超過(guò)8mm,并且由于與火焰陣列接觸而被嚴(yán)重劃損,因此不再有用。實(shí)施例14:傾斜角度α的影響如實(shí)施例13中所述,使用天然氣和空氣的氣體混合物,利用65厘米寬的線性火焰陣列對(duì)具有未涂布蓋玻璃(尺寸為120×60×0.68cm)的光伏模塊和浮法基材(來(lái)自pilkington,60x82cm,標(biāo)準(zhǔn)k邊,厚度為3.2mm,組成符合dinen572)進(jìn)行火焰處理。在速度為60cm/分鐘且火焰陣列與基材第一表面之間的距離為15mm的條件下處理基材,并利用1hz反饋回路進(jìn)行火焰陣列的自動(dòng)高度調(diào)節(jié)。表中給出了用于實(shí)驗(yàn)的燃燒器的傾斜角度以及角度對(duì)玻璃/模塊的影響。結(jié)果示于表1。表1基材類(lèi)型傾斜角度90°傾斜角度60°浮法玻璃破裂無(wú)破裂pv模塊無(wú)破裂無(wú)破裂實(shí)施例16:火焰轉(zhuǎn)化在受控的相對(duì)濕度(低于40%)和20-25℃的室溫下,使用下述涂料組合物通過(guò)浸涂雙面涂布厚度為3.2mm、10×10cm的浮法玻璃基材,所述涂料組合物包含平均直徑為20nm的溶膠-凝膠二氧化硅顆粒并包含聚合的1-5nm顆粒作為致孔劑。此后,在與涂布條件相同的條件(低于40%的rh和25℃)下,在室溫下干燥基材24小時(shí)。干燥之后,使用長(zhǎng)度為60cm(即比基材寬的)的線性火焰陣列作為高強(qiáng)度能量源來(lái)轉(zhuǎn)化涂料組合物。在設(shè)置中,在火焰陣列下以60cm/分鐘的恒定線速度移動(dòng)基材。將火焰陣列以60°的角度定向,使得火焰指向玻璃移動(dòng)所朝向的方向,且直線形火焰陣列與基材之間的距離為15mm。燃燒甲烷和空氣的氣體混合物產(chǎn)生20kw/m線性火焰陣列的功率,理論火焰最高溫度約為1800℃。通過(guò)裝有積分球的uv-vis分光光度法(來(lái)自shimadzu的uv-2401)分析樣品的光學(xué)反射率。圖8描繪了:對(duì)于400-900nm之間的波長(zhǎng),可見(jiàn)光譜和近紅外光譜中的反射率曲線。觀察到:根據(jù)本發(fā)明火焰轉(zhuǎn)化的樣品相較于未固化的涂布樣品展示出較低的光學(xué)反射率。對(duì)于根據(jù)本發(fā)明火焰轉(zhuǎn)化的樣品,370-850nm之間的波長(zhǎng)范圍上的平均反射率被測(cè)量為4.47%;而對(duì)于未轉(zhuǎn)化的樣品,相同范圍上的平均反射率被測(cè)量為7.15%;對(duì)于未涂布的玻璃,相同范圍上的平均反射率被測(cè)量為9.38%。實(shí)施例17:火焰轉(zhuǎn)化在受控的相對(duì)濕度(低于40%)和20-25℃的室溫下,使用下述涂料組合物通過(guò)浸涂單面涂布厚度為3.2mm、10×10cm的浮法玻璃基材,所述涂料組合物包含平均直徑為40-50nm的溶膠-凝膠二氧化硅顆粒和1-5nm的溶膠-凝膠二氧化硅顆粒。此后,在與涂布條件相同的條件(低于40%的rh和25℃)下,在室溫下干燥基材24小時(shí)。干燥之后,使用長(zhǎng)度為60cm(即比基材寬的)的線性火焰陣列作為高強(qiáng)度能量源來(lái)轉(zhuǎn)化涂料組合物。在設(shè)置中,在火焰陣列下以60cm/分鐘的恒定線速度移動(dòng)基材。將火焰陣列以60°的角度定向,使得火焰指向玻璃移動(dòng)所朝向的方向(如圖6所示),且直線形火焰陣列與基材之間的距離為15mm。燃燒甲烷和空氣的氣體混合物產(chǎn)生20kw/m線性火焰陣列的功率,理論火焰最高溫度約為1800℃。通過(guò)裝有積分球的uv-vis分光光度法(來(lái)自shimadzu的uv-2600)分析樣品的光學(xué)透射率。對(duì)于火焰轉(zhuǎn)化的樣品、烘箱轉(zhuǎn)化的樣品和未處理的樣品,370-850nm之間的波長(zhǎng)范圍上的平均透射率被測(cè)量為相同值:94.65%。轉(zhuǎn)化之后,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)en1096-2,利用氈墊檢測(cè)樣品表面的耐磨性。該試驗(yàn)由以下組成:在干燥條件下,用氈墊摩擦涂布玻璃的表面。在120mm的行程長(zhǎng)度上,以每分鐘60沖程的頻率以交替的向前和向后運(yùn)動(dòng)在涂層表面上移動(dòng)氈。除了線性運(yùn)動(dòng)之外,以6rpm連續(xù)旋轉(zhuǎn)氈墊。通過(guò)氈墊向玻璃表面垂直施加4n的載荷,從而進(jìn)行該試驗(yàn)。圖9描繪了在500次沖程之前和之后,對(duì)于370-850nm之間的波長(zhǎng),可見(jiàn)光譜和近紅外光譜中平均透射率的絕對(duì)差。觀察到:與烘箱轉(zhuǎn)化的樣品和未轉(zhuǎn)化的樣品相比,根據(jù)本發(fā)明火焰轉(zhuǎn)化的樣品在該磨損試驗(yàn)之后展示出改善的光學(xué)損失。這表明:根據(jù)本發(fā)明轉(zhuǎn)化的樣品具有比未處理的樣品以及烘箱轉(zhuǎn)化的樣品更高的機(jī)械強(qiáng)度。實(shí)施例18:薄玻璃在受控的相對(duì)濕度(低于40%)和20-25℃的室溫下,使用mpcoatart1涂料組合物(可從dsm商購(gòu)獲得,荷蘭;mpcoatart1以前以商品名出售),通過(guò)以4.7mm/s的浸涂速度浸涂來(lái)雙面涂布薄柔性硼硅酸鹽玻璃基材(可從schott商購(gòu)獲得的d263t,10×10cm,厚度為50μm)。此后,在與涂布條件相同的條件(低于40%的rh和25℃)下,在室溫下干燥基材24小時(shí)。干燥之后,使用長(zhǎng)度為60cm(即比基材寬的)的線性火焰陣列作為高強(qiáng)度能量源來(lái)轉(zhuǎn)化涂料組合物。在設(shè)置中,在火焰陣列下以180cm/分鐘的恒定線速度移動(dòng)基材。將火焰陣列以60°的角度定向,使得火焰指向玻璃移動(dòng)所朝向的方向,且直線形火焰陣列與基材之間的距離為60mm。燃燒甲烷和空氣的氣體混合物產(chǎn)生20kw/m線性火焰陣列的功率,理論火焰最高溫度約為1800℃。通過(guò)裝有積分球的uv-vis分光光度法(來(lái)自shimadzu的uv-2401)分析樣品的光學(xué)反射率。圖11描繪了:對(duì)于400-900nm之間的波長(zhǎng),可見(jiàn)光譜和近紅外光譜中的反射率曲線。觀察到:根據(jù)本發(fā)明火焰轉(zhuǎn)化的樣品相較于未固化的涂布樣品展示出較低的光學(xué)反射率。對(duì)于根據(jù)本發(fā)明火焰轉(zhuǎn)化的樣品,370-850nm之間的波長(zhǎng)范圍上的平均反射率被測(cè)量為3.31%;而對(duì)于未轉(zhuǎn)化的樣品,相同范圍上的平均反射率被測(cè)量為6.43%;對(duì)于未涂布的玻璃,相同范圍上的平均反射率被測(cè)量為10.29%。實(shí)施例19(對(duì)比例):在烘箱中組裝以常規(guī)方法通過(guò)在烘箱中在650℃下加熱3.5分鐘來(lái)轉(zhuǎn)化來(lái)自實(shí)施例2的樣品。這導(dǎo)致具有穩(wěn)定出現(xiàn)的涂層的涂布基材,但是組裝體的其它元件(例如,包封劑和密封劑)在涂料組合物轉(zhuǎn)化期間會(huì)被降解或甚至被破壞。實(shí)施例20:通過(guò)濺射的元素分布在受控的相對(duì)濕度(低于40%)和20-25℃的室溫下,使用核-殼二氧化硅顆粒涂料組合物,通過(guò)以3.5mm/s的浸涂速度浸涂來(lái)單面涂布厚度為3.2mm、10×20cm的浮法玻璃基材,所述核-殼二氧化硅顆粒具有聚合物核和嵌入1-5nm的二氧化硅納米顆粒中的二氧化硅基殼。此后,在與涂布條件相同的條件(低于40%的rh和25℃)下,在室溫下干燥基材24小時(shí)。干燥之后,使用功率輸出為135w、束直徑為300μm、處理面積為0.3cm2、功率密度為675w/cm2的co2激光器轉(zhuǎn)化涂料組合物。樣品速度為4mm/s。這導(dǎo)致具有穩(wěn)定出現(xiàn)的功能性涂層的涂布基材。見(jiàn)圖11d。使用長(zhǎng)度為60cm的直線形火焰陣列作為高強(qiáng)度能量源來(lái)轉(zhuǎn)化使用相同的涂料組合物和涂覆方法的另一樣品。在設(shè)置中,在火焰陣列下以60cm/分鐘的恒定線速度移動(dòng)基材。將火焰陣列以60°的角度定向,使得火焰指向基材移動(dòng)所朝向的方向(如圖6所示)。燃燒甲烷和空氣的氣體混合物產(chǎn)生20kw/m線性火焰陣列的功率,理論火焰最高溫度約為1800℃。通過(guò)1hz的主動(dòng)反饋將基材與火焰之間的距離保持在10mm。見(jiàn)圖11c。以常規(guī)方法通過(guò)在臺(tái)式烘箱中在650℃下加熱3.5分鐘來(lái)轉(zhuǎn)化使用相同的涂料組合物和涂覆方法的另一樣品。見(jiàn)圖11b。保持使用相同的涂料組合物和涂覆方法的另一樣品在干燥后未轉(zhuǎn)化。見(jiàn)圖11a。從上述每個(gè)樣品中切下1×1cm的片,并在x射線光電子能譜設(shè)備(phiquantum2000)中使用具有1486.6ev的kα輻射的單色鋁源進(jìn)行分析。分析面積為300×1400μm?;?84.8ev處的c1s峰值信號(hào)進(jìn)行電荷校正。分析ar涂層的上表面之后,通過(guò)具有2.6×1mm光柵的2kev的ar+離子槍以的濺射速率蝕刻層。通過(guò)xps測(cè)量以這種方式制備的新形成的上表面。重復(fù)該操作數(shù)次直到達(dá)到200nm的深度。在圖11中,針對(duì)每個(gè)樣品顯示了鈉含量作為與涂層表面的距離的函數(shù)的結(jié)果。玻璃基材含有約6%的鈉,而涂料組合物不含任何鈉。因此,在轉(zhuǎn)化期間中,前約100nm中存在的所有鈉從基材輸送到涂層。這可在圖11a中觀察到,其中沒(méi)有進(jìn)行轉(zhuǎn)化,因此在約70-100nm處觀察到鈉含量急劇變化。相反,在圖11b中觀察到:在于烘箱中進(jìn)行高溫轉(zhuǎn)化期間,鈉幾乎從基材被吸入涂層。形成了鈉含量為4-8%的富鈉涂層,所述鈉含量甚至高于基材中的原始含量。在圖11c和圖11d中,觀察到:使用高強(qiáng)度能量源進(jìn)行轉(zhuǎn)化時(shí),涂層中的鈉含量大大降低,并且沒(méi)有觀察到涂層中的鈉濃度上升。非常出乎意料的是,可以顯著降低所得功能性涂層中的鈉含量,而不損害所得涂料組合物的光學(xué)性能,因此這可以允許使用更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的質(zhì)量較差的玻璃基材(即具有較高金屬含量的基材,由于性能或耐久性原因,所述金屬含量在涂層中是不期望的),同時(shí)保持良好的所得涂層,或者對(duì)于相同類(lèi)型/質(zhì)量的玻璃基材,在轉(zhuǎn)化之后獲得具有改善的組成的涂層。實(shí)施例21:為了測(cè)量轉(zhuǎn)化期間的內(nèi)部溫度,制備玻璃-玻璃層壓板。其包含兩塊50×50cm的浮法玻璃板和布置在兩塊玻璃板之間的兩片透明的乙烯-乙酸乙烯酯薄片(來(lái)自novopolymers的novovellumoptimafc03),每片的厚度為200μm。將由鉻和鋁制成的k型熱電偶放置為與上部玻璃板的內(nèi)側(cè)接觸,處于板的中心,即距離每個(gè)邊緣均為25cm。使用標(biāo)準(zhǔn)層壓方法,在150℃的溫度下,在800mbar壓強(qiáng)下層壓組裝體30分鐘。在轉(zhuǎn)化步驟期間,將熱電偶連接到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)記錄溫度計(jì)(來(lái)yct的yc-747ud),所述溫度計(jì)將由兩根導(dǎo)線之間的熱電效應(yīng)產(chǎn)生的電位差轉(zhuǎn)換成以攝氏度計(jì)的可讀溫度。在整個(gè)過(guò)程期間,該裝置以1hz的采樣率記錄該值的演變。在表2中,示出了在各種條件下測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)樣品的最高中心溫度。表2本文所述的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的單個(gè)特征或多個(gè)特征的組合及其明顯變化可與本文所述的其它實(shí)施方式的特征組合或交換,除非本領(lǐng)域技術(shù)人員立刻意識(shí)到所得到的實(shí)施方式在技術(shù)上不可行。當(dāng)前第1頁(yè)12
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