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CN102032747B - 防雾冷藏门及其制造方法 - Google Patents

防雾冷藏门及其制造方法 Download PDF

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CN102032747B CN201010510891.7A CN201010510891A CN102032747B CN 102032747 B CN102032747 B CN 102032747B CN 201010510891 A CN201010510891 A CN 201010510891A CN 102032747 B CN102032747 B CN 102032747B
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North American Agc Flat Glass Co
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Abstract

本发明提供了一种具有外侧表面并适于安装在冷藏舱上的冷藏门，所述门包括：第一玻璃片材；第二玻璃片材；第一密封组件，其围绕所述第一玻璃片材与所述第二玻璃片材的周边安置，从而以彼此相互间隔的方式维持所述第一片材和所述第二片材；第一低辐射涂层，其邻近所述第一玻璃片材或所述第二玻璃片材的表面；防雾或防霜涂层，其邻近所述玻璃片材中的至少一个玻璃片材的表面；所述第一和第二玻璃片材、所述第一密封组件、以及所述第一低辐射涂层形成隔热玻璃单元，其具有大致等于或小于0.2BTU/hr-sq ft-F的U值或大致等于或小于0.04的辐射率；以及围绕所述隔热玻璃单元的周边固定的框架。本发明还提供了制造所述门的方法。

Description

防雾冷藏门及其制造方法
本申请是2005年9月20日提交的申请号为“200580039612.0”(PCT/US2005/033236)的发明专利申请“防雾冷藏门及其制造方法”的分案申请。
本发明专利申请要求2004年9月20日提交的美国临时专利申请No.60/610964以及2005年7月19日提交的美国临时专利申请No.60/700308的优先权，两者全文结合在此引作为本发明专利申请的参考。
技术领域
本发明大体涉及冷藏门、隔热玻璃单元以及冷藏系统，并且更具体地讲，涉及防雾或防霜无能耗冷藏门，其提供了冷凝控制、热绝缘以及期望量的可见光透射率。更具体地讲，本发明的冷藏门通过以下方式而实现这些期望的特征，即涂布低辐射涂层、而不电加热门并且通过涂布防雾/防霜涂层或膜。在本申请中，术语“冷藏门”是指用于冷藏柜、冰箱以及类似单元和柜子的门。另外，对于本申请而言，术语“无能耗”(如无能耗冷藏门)是指电无需施加至玻璃，以加热玻璃。“防雾”和“防霜”指的是这样的涂层或膜，其减小或消除对于冷藏门、隔热玻璃单元(IGU)或在此所述的其它物品的清理时间(clearingtime)。
背景技术
在此所提及的所有美国专利以及美国专利申请公开文献它们的全文结合在此引作参考。在冲突的情况中，包括定义的本说明书将为主。
用于商用冷藏柜、冰箱等的冷藏门通常由玻璃构成，以允许顾客看到安置于其中的产品，从而无需打开门进行销售。然而，当在玻璃上形成冷凝时(有时指“起雾”)，顾客无法通过门看，以识别其中的产品，这从顾客以及店主或零售商的角度而言是不希望发生的。霜的形成具有类似的问题。
水气在玻璃冷藏门的外侧上冷凝，这是因为由于制冷器对冷藏柜或冰箱内部的制冷而导致玻璃的外侧的表面温度降低至商店的环境温度之下。在玻璃的表面的温度下降至商店内的空气的露点之下时，水气在玻璃的表面上冷凝。另外，当门在潮湿的环境中打开时，形成门的内侧的最内侧玻璃片材也即刻暴露于商店的环境空气，并且在门的内侧上也可形成冷凝。在玻璃门的内侧上也出现冷凝，这是因为玻璃门的内侧的温度低于其所暴露至的环境商店空气的露点。
如前所述，可以为霜的玻璃上的冷凝物阻止顾客看清产品，以通过玻璃门进行销售。因此，当在玻璃门上出现冷凝物或霜时，顾客必须完成打开冷藏门这一繁琐的操作以识别其中的物品，这对具有大量冷藏柜或冰箱的商店而言是不实用的。打开每个冷藏门不仅对顾客而言是繁琐并费时的，而且对零售商而言也不希望如此，因为这样显著增加了零售商的冷藏柜以及冰箱的能耗，因而导致了零售商在能量方面较高的成本。
具有各种不同的行业性能标准，其中冷藏门必须符合它们的要求，以便认可。在美国，多数行业要求冷藏门(非冰箱门)在具有华氏八十度(80F)的外部温度、60％的外部相对湿度以及华氏负四十度(-40F)的内部温度的环境中使用时，防止外部冷凝。其它国家有不同的要求。
如本技术领域所公知，传统的冷藏门包括容纳在门框中的隔热玻璃单元(IGU)。冷藏门中的IGU大体包括两个或三个玻璃片材，在它们的周边由大体被称为边封的密封组件密封。在包括三个玻璃片材的IGU中，在所述三个玻璃片材之间形成两个隔热室。在包括两个玻璃片材的IGU中，形成单个隔热室。大体上，用于冰箱的IGU是由两个玻璃片材构成，而用于冷藏柜的IGU采用三个玻璃片材。在被密封之后，所述各室通常充满诸如氩气、氪气的惰性气体或其它适合的气体，以提高IGU的热学性能。
大部分传统的防止或减少冷藏门中冷凝的方法涉及通过在IGU的一个或多个玻璃表面上设置导电涂层而向所述门提供能量，以电加热玻璃。加热玻璃的目的在于维持玻璃的温度高于商店的更温暖的环境空气的露点。通过加热玻璃使其高于露点，防止在门中的玻璃上产生不期望的冷凝以及霜，从而可以清晰地透过玻璃观察冷藏舱的内部。
在由三层式IGU构成的门中，一个或两个玻璃片材的未暴露的表面涂覆有导电材料。所述导电涂层通过安装在玻璃的相反边缘上的两个导电条或其他的电连接器而连接至电源。随着电流通过涂层，涂层加热，因而加热玻璃片材，以提供无冷凝的表面。冷藏门的IGU上的涂层通常被涂布至最外侧玻璃片材的未暴露的表面。然而，因为有时候在玻璃内侧片材的内侧上形成冷凝，所以最内侧玻璃片材的未暴露的表面也被涂层，以便加热，从而防止冷凝。
现有技术的这些传统的加热式冷藏门具有多个缺点和问题。首先，加热门导致能量成本高于并超出冷却系统的能量成本。在标准尺寸的商用冷藏柜中，加热冷藏柜门的附加的成本是相当大的，-基于目前的用电价格，这种附加的成本可以是每个冷藏柜每年$100或更多。考虑到许多商店使用多个冷藏柜，而某些超市以及其它食品零售商使用上百个冷藏柜，与这种加热式冷藏柜门有关的累积的能量成本是相当可观的。
第二，来自传统的加热式冷藏门的过多的热量将转移至冷藏舱，在冷却系统上造成了附加的负担，这导致更高的能量成本。第三，如果供应至门用于加热的电能太低，则电源输出关闭或中断，在玻璃上将形成冷凝物和/或霜。如果功耗太高，则将导致不必要的附加的能量成本。为了减少出现这些问题，这种加热式玻璃门通常需要门加热系统的精确控制。为了实现门加热系统的必要的精确的控制，需要电控制系统，这导致了设计以及制造成本的增加，以及显著的操作以及维护成本。
第四，这些电加热式玻璃门会对顾客的安全造成危害，并且会为零售商以及冷藏装置生产商带来债务和曝光的潜在危险。施加于玻璃门涂层的电压大体为115伏AC。顾客在店内所使用的购货车沉重并且是金属的。如果购货车撞击并破坏玻璃门，则电流可能通过购货车传导至顾客，这将导致顾客受到严重的伤害、甚至死亡。
美国专利No.5852284和No.6148563公开了将电压施加至涂覆有导电涂层(其可以是低辐射涂层)的玻璃，以控制冷凝在玻璃门的外侧表面上的形成。诸如低辐射涂层的导电涂层提供电阻，其产生热量；同时还提供期望的热学特性。然而，在这些专利中所公开的冷藏门具有与所有电加热式冷藏门有关的前述缺点和问题。在美国专利No.6367223、No.6606832与No.6606833中也公开了玻璃单元、门、冷藏单元等。正如指出的，这些和其它美国专利和专利申请全文结合在本申请中引作参考。
除了用于导电，这种低辐射涂层已经被应用作为用于减少冷藏门上冷凝的另一措施。特别地，增加玻璃的隔热值(“R值”)并减少从冷藏舱的热量损失的一种方法是将低辐射(low E)涂层涂布至玻璃。low E涂层是沉积在玻璃表面上的显微级薄的、实质上不可见的金属或金属氧化物层，以通过抑制通过玻璃的辐射热流减少辐射率。辐射率是由黑体或表面发出的辐射量与由普朗克定律预测的理论辐射量的比值。术语“辐射率”是指在红外范围内按照美国测试与材料学会(ASTM)标准测得的辐射率值。辐射率利用辐射度测量装置被测量，并被报告为半球辐射率(hemispherical emissivity)以及标准辐射率(normalemissivity)。辐射率表明由涂层发射的长红外波长辐射的百分比。较低的辐射率表明较少的热量将经由玻璃传递。因此，玻璃片材或IGU的辐射率影响玻璃或IGU的隔热值以及玻璃或IGU的导热率(“U值”)。玻璃片材或IGU的U值与其R值成反比。
在多层式IGU中，IGU的辐射率、即形成所述IGU的各玻璃片材的综合辐射率可以通过将所有玻璃片材的辐射率在一起相乘而被估计。例如，在两层式IGU中，其中每个玻璃片材具有0.5的辐射率，总辐射率将是0.5乘以0.5或者为0.25。
尽管low E涂层已经被涂布至需要和不需要电加热门的冷藏门中所用的IGU，但这种涂层和IGU并不适于控制冷凝并且在宽的温度范围和以下的环境中提供所需的绝热，在所述环境中，利用了这种冷藏门，而无需施加电以加热门。更具体地讲，尽管使用了这种low E涂层，并不被加热的冷藏门无法提供在这样的应用中的冷凝控制，在所述应用中，冷藏舱的内部温度大致接近或低于冰点。
而且，传统的防雾/防霜涂层、膜等以及涂布它们的方法也具有局限性。例如，膜可仍旧允许形成水滴，其看起来是雾和朦胧的景象。同样，在短暂水浸渍以或反复清洁之后，经常失去防雾的特性。而且，通过吸收冷凝而起作用的公知的防雾制品在非常潮湿的状态下可饱和并失效，这至少部分是由于它们的高度的膨胀状态。同样，这些制品可容易地擦伤或弄脏，并且不足以忍受或抵抗普通的溶剂。此外，传统的防雾制品可出现有常见的涂层问题，例如滴流、流淌、捕获灰尘以及化学裂纹。
因而，尽管可采用电加热式以及低辐射涂层的冷藏门以及可采用防雾和防霜制品例如膜和涂层，但是冷藏门仍需：(1)在宽的温度以及环境范围内提供必要的冷凝控制以及热绝缘；(2)具有期望量的可见光透射率；(3)通过减少供应电能以加热门的需求而避免不必要的能量成本以及冷却系统的过多负担；(4)无需昂贵以及复杂的电控制系统，从而最小化设计、制造、操作以及维护成本；以及(5)不会对顾客带来安全危害以及对制造商和零售商带来负债和曝光的潜在危险，并且以其它方式克服或减少上述的问题。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术中的缺陷，这是通过为无能耗冷藏门提供冷凝控制、热绝缘以及期望量的可见光透射率而实现。
本发明的另一目的是提供一种冷藏门，其并不利用电能以减少玻璃上的冷凝。
本发明的另一目的是提供一种冷藏门，其控制冷凝，并且并不向冷藏柜或冰箱内部传递大量热量，因而也不对冷却系统进一步造成负担并且不增加能量成本。
本发明的另一目的是提供一种可控制冷凝的冷藏门，其与现有技术的冷藏门和系统相比更加容易并更加经济地制造、操作和维护。
本发明的另一目的是提供一种可控制冷凝的冷藏门，其更加容易设计、操作和维护。
本发明的另一目的是提供一种可控制冷凝的冷藏门的制造方法，其并不利用电能加热玻璃，以控制冷凝。
本发明的另一目的是提供具有小于0.04辐射率的冷藏门。
本发明的另一目的是提供具有大约0.0025辐射率的冷藏门。
本发明的另一目的是提供具有小于0.2BTU/hr-sq ft-F的U值的冷藏门。
本发明的另一目的是提供具有大约0.16BTU/hr-sq ft-F的U值的冷藏门。
本发明的另一目的是提供具有附加的防雾和防霜特性的冷藏门，其中所述防雾和防霜特性将清理时间减小至零或接近零。
其它的目的包括提供用于冷藏门中的防雾或防霜涂层或膜，以及在基板表面上包括这种膜的冷藏系统和IGU。
本发明通过提供无能耗冷藏门以及制造其的方法等而实现这些目的和其它目的。在一方面，本发明包括容纳隔热玻璃单元的门框架，其中所述隔热玻璃单元包括玻璃内侧片材、玻璃中间片材和玻璃外侧片材。围绕玻璃内侧片材与玻璃中间片材的周边安置的第一密封组件在玻璃内侧片材与玻璃中间片材之间形成了第一室。围绕玻璃中间片材与玻璃外侧片材的周边安置的第二密封组件在玻璃中间片材与玻璃外侧片材之间形成了第二室。诸如氪气、空气或氩气的气体被保持在所述第一和第二室内。玻璃外侧片材和玻璃内侧片材分别具有未暴露的表面，其面向玻璃中间片材。低辐射涂层设置在玻璃内侧片材与玻璃外侧片材的未暴露的表面上，从而玻璃门整体具有这样的U值，其阻止门的玻璃外侧片材的外侧表面上冷凝形成，而不用施加电以加热所述门，同时还从所述门的玻璃外侧片材的内侧上提供了冷凝物的期望的蒸发速度。防雾/防霜涂层或膜设置在一个玻璃片材的表面上，优选内侧片材的暴露的表面上。
在一个方面中，本发明还提供了新颖的防雾/防霜涂层。
防雾/防霜涂层用在各种不同的应用中，例如隔热玻璃单元，包括那些具有多层的单元、用于制冷和冷藏展示箱的制冷和冷藏门、车用反光镜、特殊的外镜、桑拿浴、蒸汽室、淋浴门、售票窗、浴室窗、浴室镜、外冷却装置以及暴露至高湿度或雨水的冷藏柜、以及期望防霜或防雾涂层/膜的任何其它应用。因而，尽管本发明的防雾/防霜涂层优选用于无能耗制冷和冷藏门，但是它们还适于各种不同的其它应用，包括能量施加至其的门，例如电加热的门。
参照附图，以下详细说明本发明的其它特点和优点、以及本发明的不同的实施例的结构和操作。
附图说明
结合在此并且形成本申请一部分的附图示出了本发明的不同的实施例，并且与说明书一起，还用于说明本发明的原理，并且使得本领域技术人员采用以及使用本发明。在附图中，相同的附图标记代表相同或功能相似的元件。
将容易地获得本发明的更全面的理解以及其多个附带的优点，这是由于通过参看附图参照以下详细的说明将更好理解它们，其中：
图1示出了采用根据本发明实施例的冷藏系统；
图2示出了根据本发明的冷藏门；
图3示出了根据本发明的冷藏门的局部剖视图；
图4示出了根据本发明的冷藏门的局部剖视图。
具体实施方式
在以下的说明中，出于说明并非限制的目的，提出了具体的细节，例如特定的涂层、涂层工艺、片材和膜的厚度、密封组件、片材的数量、片材间距以及组装门的方法等，从而提供对于本发明的彻底了解。然而，对于本领域技术人员清楚的是，本发明可以以脱离这些具体细节的其它实施方式实施。省略了公知的涂层、涂层工艺、密封组件以及组装门的方法的说明，从而并不使本发明的说明不清楚。出于说明本发明的目的，诸如外部、内部，外侧和内侧的术语是根据由冷藏柜或冷藏舱的内侧的透视方向所说明，正如附图所示。
测试以及计算机模型已经说明，在如上所述在美国工业的性能要求下，针对冷藏门而言需要大约0.2BTU/hr-sq ft-F的U值(玻璃的导热率)，以防止玻璃的外侧上的冷凝。然而，正如所述，在门打开时，冷凝可形成在门的玻璃内侧片材的内侧上，这是因为片材的内侧表面的温度低于所述内侧表面所暴露于的更加潮湿的环境商店空气的露点。然而，在门被关闭后，随着水气蒸发进入冷藏柜或冷藏舱中，冷凝将消散。
在冷凝出现在门的内侧时，冷藏柜或冰箱的物品并不通过门可见。因此，蒸发速度、其确定冷凝出现的时间(也称为“清理时间”)长度是重要的设计标准。通过玻璃门传递至玻璃门的内侧表面的热量越多，则在门的内侧上冷凝蒸发得就越快。然而，经由门的增加的热传递也导致了冷却系统的增加的能量成本。因而，玻璃门的最佳U值通过多个因素被确定，包括内外温差、玻璃厚度、间距、在IGU的室中所用的气体、片材的数量、隔块材料、环境湿度、涂层的远红外频谱的吸收系数、以及冷凝蒸发的期望时间。另外，与所选的部件(即气体、密封组件、玻璃等)、能量成本以及其它因素有关的成本也在设计中考虑。以下所述的优选实施例提供了0.16BTU/hr-sq ft-F的U值，其防止门的外侧上的冷凝，同时允许足够的热量从外界环境透过门，以允许门的内侧上的冷凝物在合理的时间量内蒸发。某些冷藏系统制造商要求，冷凝物在几分钟内蒸发，而其它一些要求，在一分钟内蒸发。在可选的实施例中，U值可大致等于或小于0.16BTU/hr-sq ft-F。冷凝物蒸发所需的时间将根据以下因素而改变，即门打开的时间量、商店中的湿度、冷藏系统舱温度、冷藏系统物品、通过门所传递的热量(其取决于U值)以及其它因素。
在本发明的实施例中，如图1所示，冷藏系统5包括多个透明的冷藏门10，它们每个具有把手11。如以下更加详细所述，每个冷藏门10包括安装在框架55中的IGU 50。冷藏系统的内部包括多个搁板6，它们用于保持商品通过门可见。参看图2，本实施例的冷藏门10通过铰链安装至冷藏系统的开口，其中所述铰链允许门向外打开。
如上所述，冷藏门10包括容纳在框架55中的IGU 50。如图3所示，IGU 50包括玻璃外侧片材60、玻璃中间片材65以及玻璃内侧片材70。IGU 50容纳在框架55中，并且还包括第一密封组件90，其围绕外侧片材60的内侧表面60以及玻璃中间片材65的外侧表面的周边延伸，以限定大致气密性密封的、隔热外室92。类似地，第二密封件95围绕玻璃内侧片材70的外侧表面72以及玻璃中间片材65的内侧表面的周边延伸，以限定大致气密性密封的、隔热内室94。
玻璃外侧片材60的外侧表面61安置成邻近外界环境7。换句话说，外侧片材60的外侧表面61暴露于冰箱或冷藏柜所位于的环境。外侧片材60的内侧表面62形成了外室92的一部分，并且暴露至其。
在该优选的实施例中，外侧片材60八分之一英寸厚，被回火处理，而外侧片材60的内侧表面62涂覆有低辐射涂层63。特别地，在该实施例中，low E涂层是溅射涂覆的low E涂层，其包括作为基层的超硬氧化钛以确保高级别的热学性能以及高可见光透射率。该特定的溅射涂覆的玻璃在涂覆之后被回火，并且提供高可见光透光性而色调级别不高。外侧片材60的外侧表面61并未被涂覆。在该实施例中，外侧片材60例如可以(并非限制)是Comfort Ti-PS玻璃片材，其厚度为八分之一英寸，由Tennessee州Kingsport的AFG工业公司制造，具有提供0.05辐射率的low E涂层。如本技术领域所公知，Comfort Ti-PS在整合进入IGU 50之前被切割至合适的尺寸、被回火处理并被边缘处理。在此所指的low-E玻璃并不限于是上述具体名字的产品，而可以是任何合适的low E玻璃，包括但不限于，溅射涂覆的和热分解涂覆的(pyrolytic coated)low E玻璃。
玻璃中间片材65位于玻璃外侧片材60与玻璃内侧片材70之间，并形成了外室92和内室94的一部分。中间片材65与外侧片材60和内侧片材70间隔二分之一英寸，并且是八分之一英寸厚的、未涂层的、回火的玻璃片材。
玻璃内侧片材70安置成邻近冷藏柜或冷藏舱9的内部，而所述玻璃内侧片材的内侧表面71暴露至舱9的内部。内侧片材70的外侧表面72形成内室94的一部分，并且暴露于其。玻璃内侧片材70的外侧表面72也涂覆有低辐射率涂层73。在该实施例中，内侧片材70的外侧表面72上的涂层73与针对外侧片材60的内侧表面62上的涂层63如上所述相同。在优选的实施例中，内侧表面71上涂布有防雾或防霜涂层或膜75，其显著减小了单元操作的过程中的清理时间，优选实质上减小至零(即，不出现可见的雾)。
优选的防雾涂层或膜包括本技术领域公知的来自Film Specialties公司的和防雾膜。这些膜可包括相反的侧上的光学粘合剂，以便安装。例如，Vistex包括利用相反侧上的光学透明的粘合剂固化在透明的聚酯膜上的聚合体。Vistex和
Figure BSA00000308190200103
可被购买为塑料膜或液体。这些膜在所有温度-湿度状态中消除起雾。而且，防止雾和冷凝物形成，甚至在冰箱或冷藏柜门已经被支撑打开延长的时期，例如在重新进货的过程中。在短暂的水浸渍或反复的清洁之后，并不失去防雾特性，在非常潮湿的状态下，涂层也不饱和或失效，例如那些通过吸收冷凝而起作用的制品。在本发明中所使用的优选防雾膜是亲水的，从而水气在涂层的表面上不可见地片层展开，而不是形成看起来是雾和朦胧景象的水滴。而且，优选的膜是抗擦伤的，并且包括相反侧上的丙烯酸粘合剂。粘合剂为通常使用在太阳能控制膜上的那种类型，并且允许膜被涂布至任何平坦的或圆筒形的表面。粘合剂系统可以是压敏的或者脱粘性(detackified)压敏的，二者光学透明。可以使用不同的膜厚度，并且本领域技术人员将容易地确定针对所需应用的合适的厚度。优选的厚度为4mil。膜可利用涂刷器安装在玻璃表面上。
优选的膜是基于亲水聚合体技术的永久防雾或防霜膜。防雾/防霜涂层通过以下方式操作，即减小水的表面张力，同时使得冷凝物片层展开，因而在所有温度和湿度状态下消除起雾。优选的涂层比多数未处理的塑料容忍大量更多的处理弊端。出现在防雾膜中的轻微的表面擦伤在暴露于水气时实际上将自我修复。而且，优选的涂层具有高程度的化学抵抗性，并且将耐受诸如异丙醇、甲苯或丙酮的溶剂，因而保护基材免受溶剂侵蚀。在必要时，可使用常见的玻璃清洁剂。
优选的膜是难溶于水的，并且与本技术领域公知的其它防雾涂层相反，在湿润时将不弄脏或溶化。优选的膜在受控的状态下固化，因而消除了常见的涂层问题，例如滴流、流淌、捕获的灰尘以及化学裂纹。而且，膜为其所涂布至的玻璃增加了擦伤抵抗性以及抵抗碎裂的措施。粘合剂将接合玻璃或任何塑料，甚至被处理以抵抗擦伤的硬质表面。
利用适于用在本发明实施例中的某些公知的防雾和防霜膜/涂层，固化的底涂料在涂布防雾或防霜膜之前被涂布至玻璃。传统的涂层
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可从Film Specialities公司公知并购买如上所述包含“部分A”与“部分B”化学品的100∶40的混合配比。
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部分A成分包括双丙酮醇(diacetone alcohol)(46％)、N-甲基吡咯烷酮(N-methylPyrrolidone)(4％)、叔丁醇(t-butanol)(4％)、Cyclohexane(8％)、2，4-戊二酮(2，4-pentanedione)(6％)、以及Aromatic 150(2％)。
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部分B成分包括聚异氰酸酯(polyisocyanate)(66％)、游离单体异氰酸酯(free monomeric isocyanate)(1％)、二甲苯(xylene)(11％)、醋酸正丁酯(n-butyl acetate)(11％)以及甲苯(toluene)(11％)。正如所指出的，
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部分A和部分B成分容易地由公众获得。此外，公知的膜大体包含附加的溶剂，例如附加量的双丙酮醇和叔丁醇(tertiary butyl alcohol)，以便稀释混合物。而且，制造公知的膜的工艺经常包括需要两个单独的涂层步骤以及两个固化周期。固化时间、温度以及方法可对于防雾和防霜特性具有显著的影响。例如，过固化将显著减小这些特性。强制对流是最慢的方法，并且更可能导致过固化涂层的薄皮(thin-skin)，同时对防雾和/或防霜特性造成损害。辐射能量是避免过固化的快速和高效的方法。
在美国专利No.4467073、No.5262475、和No.5877254以及美国专利申请公开文献US2003/0205059A1、US2005/0064101、US2005/0064173以及US2005/0100730中公开了一些合适的涂层、膜以及它们的方面，它们全文结合在此引作本专利申请的参考。在此所提出的这些和其它专利和专利申请书以及说明书为本领域技术人员提供了充足的引导，以容易地实施本发明。
然而，本发明还提供了新颖的防雾和防霜涂层/膜，其具有超过上述和其它公知的膜改进的特性。本发明还提供了制造和涂布这种改进了的膜的新颖的工艺。例如，令人吃惊地发现，以大致100单位的部分A与大约25至45单位的部分B为比例的部分A与部分B化学品的混合物(上述与
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有关)产生了超过公知的膜的提高了的防雾和防霜结果。在上述范围内的较低量的部分B成分(其用作为硬化剂)改进了膜的防霜特性，同时保持了抗擦伤性。使用较高百分比的部分B成分可获得良好的防雾特性。在优选的实施例中，比值为大约100单位的部分A成分与大约30至33单位的部分B成分之比。在特别优选的实施例中，比值为大约100单位的部分A与大约30单位的部分B之比。
还已经令人吃惊地发现，消除使用附加的溶剂、例如附加的双丙酮醇和叔丁醇(特别地消除附加的双丙酮醇)提高了防雾和/或防霜性能。消除这些溶剂特别地提高了防霜性能。然而，添加至少一种这样的溶剂、叔丁醇已经发现并不阻碍防霜性能。此外，在本发明的实施例中，大体包括在前述公知的膜中的固化的底涂料已经通过以下方式被消除，即用硅烷预处理玻璃基板、并且将不同的硅烷添加至防雾/防霜混合物。例如，硅烷预处理可有助于聚合体涂层在极端的化学状态下或在长期潮湿浸渍下粘附至基板。在优选的实施例中，添加至混合物的硅烷是3-环氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane)。已经令人吃惊地发现，包括该硅烷增加了抗磨性(即抗擦伤性)，并且促进了粘合与耐气候性。3-环氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷并不像某些硅烷那样促进黄化(yellowing)膜。在优选的实施例中，3-环氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷存在的量为大约1％至大约8％，更加优选地为大约6％。其它硅烷添加剂也可被使用而具有类似的效果。而且，其它合适的添加剂和底涂料是这样的，即它们可促进聚氨酯与诸如玻璃的无机成分粘合。这些材料包括但不限于针对玻璃具有亲和力的聚合体。
本发明还提供了制造和涂布上述膜的新颖的工艺。在一个方面中，本发明提供了这样的方法，其中，涂层步骤可被减小至单个涂层以及单个固化周期。对于其它的优点，这减小了过固化的破坏效果的机会。此外，在本发明的实施例中，涂层或膜是利用帘式涂料器被涂布。进行调整，以防止帘中过大的雷诺数，从而避免半紊流和紊流状态。例如，在实施例中，标准堰型帘式涂料器(standard weir-type curtaincoater)可被调整以给出期望的层流。这种调整可包括限制堰唇(weirlip)的尺寸，以防止半紊流状态。
在可选的实施例中，基板、优选玻璃可用硅烷(优选Silquest A-1106氨基烷基硅酮(amino alkyl silicone))预处理，以促进湿润以及粘合。通过在玻璃清洗机的漂洗水中混合大约1％的硅烷而应用特定的硅烷。这种工艺消除了现有技术的工艺中所需要的一些附加的步骤。因而，尽管一些防雾和防霜涂层或膜是公知的，并且可与在此所述的本发明的其它方面结合使用，本发明还提供了新颖的防霜和防雾涂层/膜，它们具有超过本技术领域中以前所见的那些的改进的特征，并且提供了制造和涂布它们的新颖的工艺。在实施例中，本发明提供了这样的防雾和防霜膜/涂层，它们具有混合物中部分A与部分B化学品的调整的配比(如上所述)；并且提供了并不包括特定通常被使用的溶剂的涂层/膜。而且，在本发明的实施例中，膜的特性可通过调整固化周期而被改进。基板还可被预处理以促进湿润以及粘合。
因而，在一个方面中，本发明提供了这样的聚合体合成物，其在干燥或固化之后具有防雾和防霜形成的特性。在优选的实施例中，合成物包括部分A与部分B化学品的大约100∶40的化学混合比(在此所述)，并且不包括涂布至玻璃基板的溶剂、稀释剂或固化的底涂料。在可选的实施例中，混合物包括硅烷，优选3-环氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷。优选的合成物促进抗擦伤性、粘合和耐气候性。
在另一方面，本发明提供了这样的冷藏门，其包括大致透明的基板，所述基板的至少一部分上具有防雾或防霜涂层，所述基板的该部分在以下情况中时显著并不起雾或起霜，即该部分具有初始表面温度，并且然后被暴露至潮湿的环境空气一段时间，其中露点温度等于或高于表面温度。所述表面温度可以低于大约0℃，并且这段时间可大至6秒或更大。
本发明还提供了制造具有大致透明的基板的冷藏门的方法，该方法包括在基板的至少一部分上形成在此所述的防雾或防霜涂层，其中基板是冷藏门的一部分，或者被用于制造冷藏门。在一个实施例中，该方法包括混合部分A与部分B化学品以形成混合物，将该混合物涂布至所述基板的至少一部分，并且固化该基板。本发明还提供了IGU，其包括基板，如在此所述，所述基板的至少一部分上具有防雾或防霜涂层；包括该IGU的冷藏门；包括所述冷藏门的冷藏系统。而且，在其它实施例中，本发明提供了这样的冷藏门，其包括大致透明的基板，在所述基板的至少一部分上具有涂层，在保持在大约-28℃的温度的该部分暴露于大约25℃的温度的环境中最大至12秒或更大时，所述涂层阻止在该部分上水的冷凝。这种冷凝水滴的阻止导致了阻止形成散射光的雾或霜。
在图3所示的实施例中，内侧片材70例如还可以是(但不限于)Comfort Ti-PS片材，其厚度为八分之一英寸，由AFG工业公司制造，具有期望的特性和涂层。
在该示意性实施例中，室92和94这两者充满空气。在可选的实施例中，每个室可充满同样的或不同的气体，并且所述室可充满氪气、氩气或其它合适的气体。
片材60、65通过第一密封组件90被保持分离，其中所述第一密封组件围绕所述片材60、65的周边延伸，以平行、间隔的方式维持所述玻璃片材，在所述片材60、65之间形成室92，同时还密封所述室92以免外界环境影响。同样，片材65、70通过第二密封组件95被保持分离，其中所述第二密封组件围绕片材65、70的周边延伸，以平行、间隔的方式维持所述玻璃片材，在所述片材65、70之间形成室94，同时还密封所述室94以免外界环境影响。密封组件90、95相应地在外侧片材60与中间片材65之间和内侧片材70与中间片材65之间维持二分之一英寸间距。
本实施例的密封组件90、95优选是暖边密封件。“暖边”被用于说明隔热玻璃密封组件，其与传统的铝隔块与密封组合件相比更好地减少热量损失。该实施例的每个密封组件90、95包括其本身的隔块以及干燥剂，其取代了单独的密封剂、金属隔块以及干燥剂的需求；并且具有0.84Btu/hr-ft-F的热交换率(有时被称为K值)。在该实施例中的密封组件90、95是复合挤压成形物，其包含以下的结合，即聚异丁烯密封剂(polyisobutylene sealant)、热熔丁基密封剂(hot melt butylsealant)、干燥剂基体、橡胶垫片以及蒸发屏蔽体(vapor barrier)。这种类型的合适的密封组件是由Beachwood，Ohio的TruSeal技术公司制造和销售，其商品名为“Comfort Seal”。
参看图3，示出了IGU 50。IGU 50包括玻璃片材60、65和70，它们通过密封组件90和95被整合。IGU 50以本领域技术人员公知的任何合适的方式安装在框架55中。框架55是由挤压成形的塑料或者其它合适的公知框架材料例如挤压成形的铝、玻璃纤维或其它材料制成。在可选实施例中，如果框架55是由铝或其它材料形成，则门需要沿其边缘加热，以确保门的边缘附近的冷凝控制。
参看图1，示出了冷藏系统5。门框架55以本技术领域中公知的任何合适的方式连接至冷藏舱8，例如单门长铰链、多铰链或槽，以便滑动门打开和关闭。另外，框架可包括门把手11或适于本申请中的其它合适的操作器具。门10形成为其一部分的冷藏系统5可以是用于冷却舱室的任何系统，例如美国专利公开文献No.6148563中所公开的那样，其结合在此引作参考。
上述优选实施例提供了具有0.16BTU/hr-sq ft-F的U值(并且辐射率0.0025)的冷藏门，其已经被发现适用于要求上述针对美国行业所规定的性能标准的冷藏柜门应用。0.16BTU/hr-sq ft-F的U值允许冷藏门容易地满足所要求的性能标准，同时还允许足够的热量透过门与外界环境，以在合理的时间段内蒸发形成在门的内侧上的冷凝物。另外，优选的实施例提供了百分之六十六(66％)的可见光透射率。在上述优选实施例中，其中该实施例包括所述的防雾/防霜涂层或膜，在玻璃上没有观察到雾形成或霜形成。
作为对于Comfort Ti-PS玻璃的替代，可使用其它low E涂层玻璃，例如，Comfort Ti-R、Comfort Ti-AC、Comfort Ti-RTC、以及ComfortTi-ACTC，它们都可购自AFG工业公司，它们像Comfort Ti-PS那样，是由AFG工业公司制造的氧化钛/银基low E涂层玻璃。另一种合适类型的玻璃是Comfort E2，其利用热分解工艺被涂覆，并且是掺氟的氧化锡low E涂层玻璃，厚度为八分之一英寸，并且其是由AFG工业公司制造。Comfort E2由于其较高的辐射率而适于一些并不严格的性能标准。在此所指的low-E玻璃并不限于上述具体名称的制品，而可以是任何合适的low E玻璃，包括但不限于，上述指出的、以及其它溅射涂覆的和热分解涂覆的low E玻璃。
冷藏门10的U值是由多个设计因素确定，这些因素包括玻璃的片材数、片材的厚度、IGU的辐射率、片材之间的间距以及室内的气体。在上述优选实施例的三层式冷藏门10中，使用空气作为保持在室内的气体，实现了0.16BTU/hr-sq ft-F的U值，在所有片材上八分之一英寸的玻璃厚度、二分之一英寸的间距、以及0.0025的IGU辐射率。然后，每个这些因素可改变，这导致了多种排列的值，它们可被结合，以提供同样的U值。另外，其它应用需要较小或较大的U值，这取决于环境、成本限制以及其它需求和考虑。
已经完成了多次计算机模拟，以利用结合在不同的排列中的每个不同的设计参数的值的范围来确定用于冷藏门10中的多个IGU的U值。下表包括针对多个三层式IGU结构的设计参数以及对应计算出的U值。除了在表1中所列的设计参数以外，所有三层式IGU的U值计算值是在这样的情况下被计算得到的，即每片材厚八分之一英寸，并且三层的所有两侧是被low E涂覆。玻璃的回火并不显著影响所计算出的性能值。而且，根据本发明的防雾/防霜涂层或膜的增加并不显著影响这些值。
表1
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在此所包括的每个表中，“Ti-PS”指的是AFG工业公司的ComfortTi-PS玻璃的low E涂层，并且“CE2”指的是AFG工业公司的ComfortE2玻璃的low E涂层，两者如上所述。另外，各表中的U值是作为“玻璃中心”值被计算，因为计算机模拟无法考虑到密封组件。因而，在表中没有列出密封组件数据或设计标准。
在图4所示本发明的可选的两层式实施例中，IGU 50包括玻璃外侧片材60和玻璃内侧片材70、框架55以及密封组件90。在该两层式实施例中，外侧片材60与内侧片材70这两者的厚度为八分之一英寸，并且包括如第一实施例中所述的同样的low E涂层，其是氧化钛基的银low E涂层。另外，例如，外侧片材60和内侧片材70这两者可以是Comfort Ti-PS的玻璃片材，厚度为八分之一英寸，其由AFG工业公司制造。片材60和70的涂层侧是侧62和72，它们分别位于片材的未暴露的表面上，形成了室92的一部分。另外，可使用如上所述相同的密封组件90(Comfort Seal)，并且其用于在玻璃外侧片材60与玻璃内侧片材70之间提供二分之一英寸的间距。另外，防雾/防霜涂层或膜75安置在内侧片材70的暴露表面71上。
下表2包括针对多个两层式IGU的设计参数以及对应计算出的U值。除了下表中所列出的设计参数以外，所有两层的计算值是在这样的情况下被计算得到的，即每片材厚八分之一英寸，并且两层的所有两侧被low E涂覆。玻璃的回火并不显著影响所计算出的性能值，在此所述的防雾/防霜涂层或膜的增加也并不显著影响这些值。
表2
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在可选的实施例中，可采用针对low-E涂层的任何合适类型的涂覆工艺，包括热分解(例如，在Comfort E2中)，其经常被称为化学蒸镀(CVD)；喷射；溅射涂覆(例如，在Comfort Ti-PS中)。此外，这些工艺可利用公知的离线或在线制造方法而被应用，其中所述方法适于并适合于特定的生产和处理的质量和类型。同样，可采用任何合适的low E涂层，包括银基或掺氟的氧化锡涂层。
尽管上述的实施例包括位于两个玻璃片材的未暴露的表面上的low E涂层，但是本发明的其它实施例可包括仅仅涂布至一个玻璃片材的任一侧或两侧上的low E涂层。同样，在其它实施例中，玻璃中间片材(三层式实施例)可包括位于任一侧(或两侧)上的low E涂层，而不是、或者除了玻璃内侧片材70和玻璃外侧片材60上的涂层以外。
在另一个三层式实施例中，在玻璃内侧片材70的任一侧上并不具有low E涂层。同样，在上述两层式实施例的替代例中，low E涂层仅出现在一个片材上，或者两个片材的两侧上。大体上，具有low E涂层的层数以及具有涂层的侧(或多侧)是设计选择。与其它因素一起确定门的U值的IGU的总辐射率与片材被涂覆的侧相比相对于热学性能更加重要。另外，尽管在此所述的实施例针对冷藏门应用具有低于或等于0.04的辐射率，但是利用高性能的气体(例如氪气)可使得IGU具有稍微大于0.04的辐射率，以在某些情况中提供必要的冷凝控制。
在其它实施例中，可采用其它密封组件，例如包括全泡沫、非金属组件，例如由EdgeTech公司制造的Super Spacer，其具有大致1.51Btu/hr-ft-F的热交换率。另一合适的密封组件是由LenhardtMaschinenbau GmbH公司制造的ThermoPlastic Spacersystem，其具有大致1.73Btu/hr-ft-F的热交换率。
上述实施例中的间距是二分之一英寸。然而，尽管优选间距的范围是在六分之五英寸与二分之一英寸之间，本发明的其它实施例可使用最大至四分之三英寸的间距。另外，尽管上述公开的实施例采用了八分之一英寸厚的、回火的玻璃(除了中间片材以外)，但是其它实施例可采用未回火的玻璃，或者厚度可大于或小于八分之一英寸。
本发明的实施例的设计参数将部分地通过实施例的应用或将要的用途而被确定。更具体地讲，外部环境温度、内部温度以及外部环境湿度(以及相关的露点)是针对设计确定必要的U值的重要因素，这反过来确定了设计参数(玻璃的类型、辐射率、片材数、气体等)。
下表3的左侧五列提供列举了对于所将要使用的不同应用的计算出的U值，并且包括外部温度、内部温度、外部湿度以及针对每个U值的计算出的露点。另外，表3的右侧三列提供了设置必要U值的本发明的实施例。
表3
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表3的设计参数表明了玻璃的类型(其厚度为八分之一英寸)、片材之间的间距、以及各室内的气体。另外，表3的所有IGU包括第三、未涂覆的玻璃片材，其厚度为八分之一英寸，并且安置在表中所标识出的两个玻璃片材之间。表3中的CE1指的是Comfort E1，其辐射率为0.35，并且由AFG工业公司销售。
因而，在一方面中，本发明提供了适于用在冷藏舱中的冷藏门，所述门包括玻璃内侧片材，其包含第一表面和第二表面，所述内侧片材的第一表面安置成邻近所述冷藏舱的内部；玻璃外侧片材，其包含第一表面和第二表面，所述外侧片材的第一表面安置成邻近冷藏舱的外部环境；玻璃中间片材，其位于所述玻璃内侧片材与所述玻璃外侧片材之间；第一密封组件，其围绕所述玻璃内侧片材与所述玻璃中间片材的周边安置，以便以彼此相互间隔的方式维持所述内侧片材和所述中间片材；第二密封组件，其围绕所述玻璃中间片材与所述玻璃外侧片材的周边安置，以便以彼此相互间隔的方式维持所述中间片材和所述外侧片材；邻近所述玻璃内侧片材的第二表面的第一低辐射涂层；邻近所述玻璃外侧片材的第二表面的第二低辐射涂层，其中所述内侧片材、外侧片材、中间片材、第一密封组件、第二密封组件以及所述第一和第二低辐射涂层形成了隔热玻璃单元，其具有大致等于或小于0.2BTU/hr-sq ft-F的U值，显著防止在所述玻璃外侧片材的所述第一表面上冷凝的形成，而不用施加电以便加热所述玻璃外侧片材的所述第一表面；位于所述内侧片材的表面上的防雾或防霜涂层；以及围绕所述隔热玻璃单元的周边固定的框架。
本发明还提供了适于用在冷藏舱中的冷藏门，所述门包括玻璃内侧片材，其包含第一表面和第二表面，所述内侧片材的第一表面安置成邻近所述冷藏舱的内部；玻璃外侧片材，其包含第一表面和第二表面，所述外侧片材的第一表面安置成邻近冷藏舱的外部环境；玻璃中间片材，其位于所述玻璃内侧片材与所述玻璃外侧片材之间；第一密封组件，其围绕所述玻璃内侧片材与所述玻璃中间片材的周边安置，以便以彼此相互间隔的方式维持所述内侧片材和所述中间片材；第二密封组件，其围绕所述玻璃中间片材与所述玻璃外侧片材的周边安置，以便以彼此相互间隔的方式维持所述中间片材和所述外侧片材；第一低辐射涂层，其邻近所述玻璃内侧片材的第二表面；第二低辐射涂层，其邻近所述玻璃外侧片材的第二表面，其中所述内侧片材、外侧片材、中间片材、第一密封组件、第二密封组件、以及所述第一和第二低辐射涂层形成了隔热玻璃单元，其具有等于或小于0.04的辐射率，显著防止在所述玻璃外侧片材的第一表面上的冷凝形成，而不用施加电，以加热所述玻璃外侧片材的第一表面；位于所述内侧片材的表面上的防雾或防霜涂层；以及围绕所述隔热玻璃单元的周边固定的框架。
在各实施例中，冷藏舱的内部温度大致等于或小于华氏负二十度；外部环境的温度大致等于或大于华氏七十度；并且外部环境的湿度大致等于或大于百分之六十，玻璃外侧片材的第一表面大致无冷凝，并且在内侧片材上没有雾或霜形成。
在其它实施例中，冷藏舱的内部温度大致等于或小于华氏零度，外部环境的温度大致等于或大于华氏七十二度，并且周围环境的湿度大致等于或大于百分之六十，玻璃外侧片材的第一表面大致没有冷凝，并且在内侧片材上没有雾或霜形成。
本发明还提供了具有外侧表面并且适于用在冷藏舱中的冷藏门(以及IGU、和包括它们的冷藏系统)，所述门包括第一玻璃片材；第二玻璃片材；第一密封组件，其围绕所述第一玻璃片材和第二玻璃片材的周边安置，以便以彼此相互间隔的方式维持所述第一片材和所述第二片材；第一低辐射涂层，其邻近所述第一玻璃片材或第二玻璃片材的表面，其中所述第一玻璃片材和第二玻璃片材、所述第一密封组件、以及所述第一低辐射涂层形成了隔热玻璃单元，其U值大致等于或小于0.2BTU/hr-sq ft-F；位于一个片材的表面上的防雾或防霜涂层；以及围绕所述隔热玻璃单元的周边固定的框架。
本发明还提供了具有外侧表面并且适于用在冷藏舱中的冷藏门(以及IGU、和包括它们的冷藏系统)，所述门包括第一玻璃片材；第二玻璃片材；第一密封组件，其围绕所述第一玻璃片材和第二玻璃片材的周边安置，以便以彼此相互间隔的方式维持所述第一片材和所述第二片材；第一低辐射涂层，其邻近所述第一玻璃片材或第二玻璃片材的表面，其中所述第一玻璃片材和第二玻璃片材、所述第一密封组件、以及所述第一低辐射涂层形成了隔热玻璃单元，其辐射率等于或小于0.04；位于一个片材的表面上的防雾或防霜涂层；以及围绕所述隔热玻璃单元的周边固定的框架。
本发明还提供了制造具有外侧表面的冷藏门部件的方法，其中所述方法包括以下步骤，提供第一玻璃片材；提供第二玻璃片材；提供邻近所述第一玻璃片材或第二玻璃片材的表面的第一低辐射涂层；围绕所述第一玻璃片材与所述第二玻璃片材的周边安置第一密封组件，从而以彼此相互间隔的方式维持所述第一片材和第二片材；在一个玻璃片材上设置防雾或防霜涂层；并且其中，所述第一玻璃片材、所述第二玻璃片材、以及所述第一密封组件形成隔热玻璃单元，其U值大致等于或小于0.2BTU/hr-sq ft-F，显著防止在冷藏门部件的外侧表面上冷凝的形成，而不用施加电，以加热门部件，并且显著防止了在部件的表面上雾或霜的形成。在可选的实施例中，该方法包括提供第三玻璃片材，其可包括邻近至少其一个表面的low-E涂层；围绕所述第二玻璃片材与所述第三玻璃片材的周边安置第二密封组件，从而以彼此相互间隔的方式维持所述第二片材和所述第三片材；并且其中，所述隔热玻璃单元还包括所述第三玻璃片材和所述第二密封组件。
本发明还提供了具有外侧表面的冷藏门部件的制造方法，其中所述方法包括以下步骤，提供第一玻璃片材；提供第二玻璃片材；提供邻近所述第一玻璃片材或所述第二玻璃片材的表面的第一低辐射涂层；围绕所述第一玻璃片材与所述第二玻璃片材的周边安置第一密封组件，从而以彼此相互间隔的方式维持所述第一片材和所述第二片材；在一个玻璃片材上设置防雾或防霜涂层；并且其中，所述第一玻璃片材、所述第二玻璃片材、以及所述第一密封组件形成隔热玻璃单元，其辐射率等于或小于0.04，显著防止在冷藏门部件的外侧表面上冷凝的形成，而不用施加电以便加热所述门部件，并且显著防止在部件的表面上雾或霜形成。在可选的实施例中，该方法包括提供第三玻璃片材，其可包括邻近其至少一个表面的low-E涂层；围绕所述第二玻璃片材与第三玻璃片材的周边安置第二密封组件，从而以彼此相互间隔的方式维持所述第二片材和所述第三片材；并且其中，所述隔热玻璃单元还包括所述第三玻璃片材和所述第二密封组件。
本发明还提供了大致透明的隔热玻璃单元门，其具有外侧表面，并且与冷藏舱一起使用，其中所述冷藏舱位于外部环境中，并且具有内部冷藏舱；所述隔热玻璃单元门包括第一玻璃片材；第二玻璃片材；第一密封组件，其围绕所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材的周边安置，从而以彼此相互间隔的方式维持所述第一片材和所述第二片材；第一低辐射表面，其邻近所述第一玻璃片材或第二玻璃片材的表面；以及位于一个所述片材的表面上的防雾或防霜涂层，并且所述第一玻璃片材、所述第二玻璃片材以及所述第一密封组件提供了具有特定U值的所述隔热玻璃单元，由于该U值，可高效显著地防止在外侧表面上冷凝的形成，而不用施加电以加热隔热玻璃单元的外侧表面，这是在以下的情况时，即冷藏舱的内部温度大致等于或小于华氏零度；外部环境的温度大致等于或大于华氏七十度；并且外部环境的湿度大致等于或大于百分之六十。可选的实施例还包括第三玻璃片材；以及围绕所述第二玻璃片材与所述第三玻璃片材的周边安置的第二密封组件，从而以彼此相互间隔的方式维持所述第二片材和第三片材；并且可包括邻近所述第一玻璃片材、所述第二玻璃片材或所述第三玻璃片材的表面的第二低辐射涂层。
在可选的实施例中，隔热玻璃单元具有这样的U值，其显著防止在外侧表面上冷凝的形成，这是在以下的情况时，即冷藏舱的内部温度大致等于或小于华氏负四十度；外部环境的温度大致等于或大于华氏八十度；并且外部环境的湿度大致等于或大于百分之六十。
本发明还提供了冷藏单元，其包括限定舱的隔热封壳、冷却系统、以及适于安装在所述舱的开口上的门，所述门具有外侧表面，并包括第一玻璃片材；第二玻璃片材；第一密封组件，其围绕所述第一玻璃片材与所述第二玻璃片材的周边安置，从而以彼此相互间隔的方式维持所述第一片材和所述第二片材；第一低辐射涂层，其邻近所述第一玻璃片材或所述第二玻璃片材的表面，其中所述第一片材、第二片材、第一密封组件和所述第一低辐射涂层形成隔热玻璃单元，其U值大致等于或小于0.2BTU/hr-sq ft-F，显著防止在所述门的外侧表面上冷凝的形成，而不用施加电，以加热所述外侧表面；位于一个所述玻璃片材的表面上的防雾涂层；以及围绕所述隔热玻璃单元的周边固定的框架。在可选的实施例中，所述门还包括第三玻璃片材，以及第二密封组件，其中所述第二密封组件围绕所述第二玻璃片材与所述第三玻璃片材的周边安置，从而以彼此相互间隔的方式维持所述第二片材和所述第三片材。
本发明还提供了用于冷藏式陈列箱的玻璃门，所述门包括第一玻璃面板，其具有内侧表面和外侧表面；位于所述第一玻璃面板的内侧表面上的低辐射涂层；第二玻璃面板，其具有内侧表面和外侧表面；位于所述第二玻璃面板的内侧表面上的低辐射涂层；位于所述第一与第二玻璃面板之间的中间玻璃面板；位于所述第一与中间玻璃面板之间的第一隔块组件以及位于所述中间与第二玻璃面板之间的第二隔块组件，其中所述第一隔块组件与所述第二隔块组件是由暖边隔块组件形成；以及位于一个所述玻璃面板的表面上的防雾或防霜涂层，和绕所述至少一个所述玻璃面板延伸并且支承其的框架。在一个实施例中，所述第一和第二玻璃面板具有相同的宽度和高度。
前面已经说明了本发明的原理、实施例、以及操作模式。然而，本发明并不应该被认为限于上述特定的实施例，由于这些实施例应被认为是示意性的而非限制性的。应该清楚的是，在不脱离本发明的范围的前提下，本领域技术人员可进行改型。
尽管本发明申请已经被说明应用于冰箱或冷藏柜门中，但是其它应用可包括售货机、天窗、或冷藏车、车用反光镜、特殊的外镜、桑拿浴、蒸汽室、淋浴门、售票窗、浴室窗、浴室镜、外冷却装置以及暴露至高湿度或雨水的冷藏柜、以及期望防霜或防雾涂层/膜的任何其它应用。在一些这样的应用中，玻璃的第二或冷却侧上的冷凝并不是一个问题，这是因为玻璃并不在周期性打开同时将较冷的玻璃暴露至更加潮湿环境的门中。结果，构造玻璃的关键因素是经济性(即，能量成本以及玻璃和其安装的成本)、可见光透射率、耐久性以及其它考虑因素。
尽管以上已经说明了本发明的优选实施例，但是应该理解的是它们仅仅是以示例而非限制地被提出。因而，本发明的宽度和范围不应由上述示意性实施例限制。
明显地，在上述技术启示中可以实现本发明的多种改变和改型。因而，应该理解的是，可以以并非在此所述的上述方式实施本发明。

Claims (75)

1.一种具有外侧表面并适于安装在冷藏舱上的冷藏门，所述门包括隔热玻璃单元，所述隔热玻璃单元包括：
第一玻璃片材；
第二玻璃片材；
第一密封组件，其围绕所述第一玻璃片材与所述第二玻璃片材的周边安置，从而以彼此相互间隔的方式维持所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材；
第一低辐射涂层，其邻近所述第一玻璃片材或所述第二玻璃片材的表面；
防雾或防霜涂层，其邻近所述玻璃片材中的一个玻璃片材的表面；以及
围绕所述隔热玻璃单元的周边固定的框架；其中，在施涂所述防雾或防霜涂层之前，形成有所述防雾或防霜涂层的表面利用第一硅烷被处理，并且所述防雾或防霜涂层包括第二硅烷，所述第二硅烷与所述第一硅烷不同，并且所述门具有等于或小于0.2BTU／hr-sq ft-F的导热率U值或等于或小于0.04的辐射率。
2.根据权利要求1所述的冷藏门，其特征在于，所述第一硅烷包括氨基烷基硅酮。
3.根据权利要求1所述的冷藏门，其特征在于，所述第二硅烷包括3-环氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷。
4.根据权利要求1所述的冷藏门，其特征在于，所述防雾或防霜涂层作为膜被涂布。
5.根据权利要求1所述的冷藏门，其特征在于，所述防雾或防霜涂层作为液体被涂布。
6.根据权利要求1所述的冷藏门，其特征在于，所述防雾或防霜涂层难溶于水中。
7.根据权利要求1所述的冷藏门，其特征在于，所述防雾或防霜涂层还包括以下混合物，即具有：
ⅰ）第一成分，其包含46%双丙酮醇、4%N-甲基吡咯烷酮、4%叔丁醇、8%Cyclohexane、6%2,4-戊二酮、以及2%Aromatic150；以及
ⅱ）第二成分，其包含66%聚异氰酸酯、1%游离单体异氰酸酯、11%二甲苯、11%醋酸正丁酯、以及11%甲苯；
其中，所述第一成分与所述第二成分的混合配比为100：40。
8.根据权利要求7所述的冷藏门，其特征在于，所述防雾或防霜涂层还包括用于稀释所述混合物的溶剂。
9.根据权利要求8所述的冷藏门，其特征在于，所述溶剂是酒精。
10.根据权利要求9所述的冷藏门，其特征在于，所述酒精是双丙酮醇或叔丁醇。
11.根据权利要求1所述的冷藏门，其特征在于，所述防雾或防霜涂层还包括以下混合物，即具有：
ⅰ）第一成分，其包含46%双丙酮醇、4%N-甲基吡咯烷酮、4%叔丁醇、8%Cyclohexane、6%2,4-戊二酮、以及2%Aromatic150；以及
ⅱ）第二成分，其包含66%聚异氰酸酯、1%游离单体异氰酸酯、11%二甲苯、11%醋酸正丁酯、以及11%甲苯；
其中，所述第一成分与所述第二成分的混合配比为100：25至45。
12.根据权利要求11所述的冷藏门，其特征在于，所述第一成分与所述第二成分的混合配比为100：30至33。
13.根据权利要求12所述的冷藏门，其特征在于，所述第一成分与所述第二成分的混合配比为100：30。
14.根据权利要求11所述的冷藏门，其特征在于，所述第二硅烷存在的量为1%至8%。
15.根据权利要求11所述的冷藏门，其特征在于，所述第二硅烷存在的量为6%。
16.根据权利要求1所述的冷藏门，其特征在于，还包括：
第三玻璃片材；
第二密封组件，其围绕所述第二玻璃片材与所述第三玻璃片材的周边安置，从而以彼此相互间隔的方式维持所述第二玻璃片材和所述第三玻璃片材；
其中，所述隔热玻璃单元还包括所述第三玻璃片材与所述第二密封组件。
17.根据权利要求16所述的冷藏门，其特征在于，所述第一密封组件是复合挤压成形物，其包含以下的结合，即聚异丁烯密封剂、热熔丁基密封剂、干燥剂基体、橡胶垫片以及蒸发屏蔽体。
18.根据权利要求16所述的冷藏门，其特征在于，所述第一密封组件和所述第二密封组件包括暖边密封件。
19.根据权利要求16所述的冷藏门，其特征在于，还包括第二低辐射涂层，其邻近所述第一玻璃片材、所述第二玻璃片材或所述第三玻璃片材的表面。
20.根据权利要求19所述的冷藏门，其特征在于，所述第一玻璃片材是玻璃内侧片材，其包含第一表面和第二表面，所述内侧片材的第一表面安置成邻近所述冷藏室的内部；所述第三玻璃片材是玻璃外侧片材，其包含第一表面和第二表面，所述外侧片材的第一表面安置成邻近所述冷藏室的外部环境；所述第二玻璃片材是玻璃中间片材，其安置在所述玻璃内侧片材与所述玻璃外侧片材之间；第一密封组件围绕所述玻璃内侧片材与所述玻璃中间片材的周边安置，从而以彼此相互间隔的方式维持所述内侧片材和所述中间片材；第二密封组件围绕所述玻璃中间片材与所述玻璃外侧片材的周边安置，从而以彼此相互间隔的方式维持所述中间片材和所述外侧片材；第一低辐射涂层邻近所述玻璃内侧片材的第二表面；第二低辐射涂层邻近所述玻璃外侧片材的第二表面；所述内侧片材、外侧片材、中间片材、第一密封组件、第二密封组件、以及所述第一低辐射涂层和第二低辐射涂层形成隔热玻璃单元，显著防止在所述玻璃外侧片材的所述第一表面上的冷凝形成，而不用施加电以加热所述玻璃外侧片材的所述第一表面。
21.根据权利要求20所述的冷藏门，其特征在于，所述防雾或防霜涂层靠近所述玻璃内侧片材的第一表面。
22.根据权利要求20所述的冷藏门，其特征在于，所述第一密封组件和所述第二密封组件分别具有等于或小于1.73Btu/hr-ft-F的热交换率。
23.根据权利要求20所述的冷藏门，其特征在于，还包括：
由所述玻璃内侧片材、所述玻璃中间片材以及所述第一密封组件限定的第一室；
由所述玻璃中间片材、所述玻璃外侧片材以及所述第二密封组件限定的第二室；以及
设置在每个所述第一室与所述第二室中的气体。
24.根据权利要求23所述的冷藏门，其特征在于，所述玻璃内侧片材、所述玻璃中间片材和所述玻璃外侧片材的厚度等于八分之一英寸；
所述玻璃内侧片材与所述玻璃中间片材以等于二分之一英寸的距离彼此间隔；并且
所述玻璃中间片材与所述玻璃外侧片材以等于二分之一英寸的距离彼此间隔。
25.根据权利要求23所述的冷藏门，其特征在于，所述第一密封组件和所述第二密封组件分别具有等于或小于1.73Btu/hr-ft-F的热交换率。
26.根据权利要求25所述的冷藏门，其特征在于，所述玻璃内侧片材、所述玻璃中间片材和所述玻璃外侧片材的厚度等于八分之一英寸；
所述玻璃内侧片材与所述玻璃中间片材以等于二分之一英寸的距离彼此间隔；并且
所述玻璃中间片材与所述玻璃外侧片材以等于二分之一英寸的距离彼此间隔。
27.根据权利要求23所述的冷藏门，其特征在于，所述第一室与所述第二室内的气体相同。
28.根据权利要求23所述的冷藏门，其特征在于，所述第一室与所述第二室内的气体并不相同。
29.根据权利要求23所述的冷藏门，其特征在于，所述第一低辐射涂层和所述第二低辐射涂层选自氧化钛基的银以及掺氟的氧化锡。
30.根据权利要求23所述的冷藏门，其特征在于，所述第一低辐射涂层和所述第二低辐射涂层是利用以下工艺被涂布，即溅射涂覆、热分解涂覆以及喷射涂覆。
31.根据权利要求23所述的冷藏门，其特征在于，所述框架是由以下材料形成，即挤压成形的塑料、铝以及玻璃纤维。
32.根据权利要求1所述的冷藏门，其特征在于，所述隔热玻璃单元的导热率U值设置成高效地显著防止所述门的外侧表面上的冷凝的形成，而不用施加电以加热所述外侧表面，这是在以下的情况时，即所述冷藏舱的内部温度等于或小于华氏零度；外部环境的温度等于或大于华氏七十二度；并且外部环境的湿度等于或大于百分之六十。
33.根据权利要求32所述的冷藏门，其特征在于，还包括：
由所述第一玻璃片材、所述第二玻璃片材和所述第一密封组件限定的第一室；以及
设置在所述第一室内的气体。
34.根据权利要求33所述的冷藏门，其特征在于，所述第一密封组件具有等于或小于1.73Btu/hr-ft-F的热交换率。
35.根据权利要求33所述的冷藏门，其特征在于，所述气体选自：氩气、氪气和空气。
36.根据权利要求1所述的冷藏门，其特征在于，所述冷藏舱的内部温度等于或小于华氏负二十度；外部环境的温度等于或大于华氏七十度；并且外部环境的湿度等于或大于百分之六十；并且所述门的外侧表面没有大致冷凝。
37.根据权利要求1所述的冷藏门，其特征在于，所述冷藏舱的内部温度等于或小于华氏负四十度；外部环境的温度等于或大于华氏八十度；并且外部环境的湿度等于或大于百分之六十；并且所述门的外侧表面没有大致冷凝。
38.根据权利要求1所述的冷藏门，其特征在于，所述第一密封组件是复合挤压成形物，其包含以下的结合，即聚异丁烯密封剂、热熔丁基密封剂、干燥剂基体、橡胶垫片以及蒸发屏蔽体。
39.根据权利要求1所述的冷藏门，其特征在于，所述第一密封组件包括暖边密封件。
40.一种制造具有外侧表面的冷藏门部件的方法，所述方法包括以下步骤：
提供第一玻璃片材；
提供第二玻璃片材；
提供邻近所述第一玻璃片材或所述第二玻璃片材的第一低辐射涂层；
围绕所述第一玻璃片材与所述第二玻璃片材的周边安置第一密封组件，从而以彼此相互间隔的方式维持所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材；
提供邻近所述玻璃片材中的一个的表面的防雾或防霜涂层，
在施涂所述防雾或防霜涂层之前，形成有所述防雾或防霜涂层的表面利用第一硅烷被处理，并且所述防雾或防霜涂层包括第二硅烷，所述第二硅烷与所述第一硅烷不同，所述第一玻璃片材、所述第二玻璃片材和所述第一密封组件形成隔热玻璃单元，显著防止在所述冷藏门部件的所述外侧表面上的冷凝形成，而不用施加电以加热所述门部件，并且所述冷藏门部件具有等于或小于0.2BTU／hr-sq ft-F的导热率U值或等于或小于0.04的辐射率。
41.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述第一玻璃片材、所述第二玻璃片材以及所述第一密封组件限定第一室；并且还包括在所述第一室内设置气体的步骤。
42.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
提供第三玻璃片材；
围绕所述第二玻璃片材与所述第三玻璃片材的周边安置第二密封组件，从而以彼此相互隔离的方法维持所述第二玻璃片材和所述第三玻璃片材；并且
所述隔热玻璃单元还包括所述第三玻璃片材和所述第二密封组件。
43.根据权利要求42所述的方法，其特征在于，所述第三玻璃片材包括邻近其表面的低辐射涂层。
44.根据权利要求42所述的方法，其特征在于，所述第一密封组件具有等于或小于1.73Btu/hr-ft-F的热交换率。
45.根据权利要求42所述的方法，其特征在于，所述第二密封组件是复合挤压成形物，其包含以下的结合，即聚异丁烯密封剂、热熔丁基密封剂、干燥剂基体、橡胶垫片以及蒸发屏蔽体。
46.根据权利要求42所述的方法，其特征在于，所述第一密封组件和所述第二密封组件包括暖边密封件。
47.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述第一密封组件具有等于或小于1.73Btu/hr-ft-F的热交换率。
48.根据权利要求47所述的方法，其特征在于，所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材的厚度等于八分之一英寸；并且
所述第一玻璃片材与所述第二玻璃片材以等于二分之一英寸的距离彼此间隔。
49.根据权利要求47所述的方法，其特征在于，还包括将所述隔热玻璃单元安置在门框架中的步骤。
50.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，还包括将所述隔热玻璃单元安置在门框架中的步骤。
51.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，所述气体选自：氩气、氪气和空气。
52.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述低辐射涂层选自氧化钛基的银以及掺氟的氧化锡。
53.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述低辐射涂层是利用以下工艺被涂布，即溅射涂覆、热分解涂覆以及喷射涂覆。
54.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述第一密封组件是复合挤压成形物，其包含以下的结合，即聚异丁烯密封剂、热熔丁基密封剂、干燥剂基体、橡胶垫片以及蒸发屏蔽体。
55.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述第一密封组件包括暖边密封件。
56.一种大致透明的隔热玻璃单元门，其具有外侧表面，并且适于与位于外部环境中并具有内部冷藏舱的冷藏舱一起使用；所述隔热玻璃单元门包括：
第一玻璃片材；
第二玻璃片材；
围绕所述第一玻璃片材与所述第二玻璃片材的周边安置的第一密封组件，从而以彼此相互间隔的方式维持所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材；
第一低辐射涂层，其邻近所述第一玻璃片材或所述第二玻璃片材的表面；
邻近所述第一和第二玻璃片材中的一个的表面的防雾或防霜涂层；
其中，在施涂所述防雾或防霜涂层之前，形成有所述防雾或防霜涂层的表面利用第一硅烷被处理，并且所述防雾或防霜涂层包括第二硅烷，所述第二硅烷与所述第一硅烷不同，并且所述门具有等于或小于0.2BTU／hr-sq ft-F的导热率U值或等于或小于0.04的辐射率，所述第一玻璃片材、所述第二玻璃片材以及所述第一密封组件形成隔热玻璃单元，其具有等于或小于0.2BTU／hr-sq ft-F的导热率U值或等于或小于0.04的辐射率，显著防止在所述隔热玻璃单元门的所述外侧表面上的冷凝形成，而不用在所述冷藏舱的内部温度等于或小于华氏零度时施加电以加热所述隔热玻璃单元门的所述外侧表面；所述外部环境的温度等于或大于华氏七十度；并且所述外部环境的湿度等于或大于百分之六十。
57.根据权利要求56所述的门，其特征在于，还包括：
第三玻璃片材；
第二密封组件，其围绕所述第二玻璃片材与所述第三玻璃片材的周边安置，从而以彼此相互间隔的方式维持所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材。
58.根据权利要求57所述的门，其特征在于，还包括第二低辐射涂层，其邻近所述第一玻璃片材、所述第二玻璃片材或所述第三玻璃片材的表面。
59.根据权利要求58所述的门，其特征在于，所述隔热玻璃单元具有这样的导热率U值，其显著防止在所述外侧表面上的冷凝形成，这是在以下的情况时，即所述冷藏舱的内部温度等于或小于华氏负四十度；所述外部环境的温度等于或大于华氏八十度；并且所述外部环境的湿度等于或大于百分之六十。
60.根据权利要求57所述的门，其特征在于，所述第一和第二密封组件分别具有等于或小于1.73Btu/hr-ft-F的热交换率。
61.根据权利要求57所述的门，其特征在于，所述第二密封组件是复合挤压成形物，其包含以下的结合，即聚异丁烯密封剂、热熔丁基密封剂、干燥剂基体、橡胶垫片以及蒸发屏蔽体。
62.根据权利要求57所述的门，其特征在于，所述第一密封组件和所述第二密封组件包括暖边密封件。
63.根据权利要求56所述的门，其特征在于，所述冷藏舱的内部温度等于或小于华氏负二十度；所述外部环境的温度等于或大于华氏七十度；并且所述外部环境的湿度等于或大于百分之六十。
64.根据权利要求56所述的门，其特征在于，所述冷藏舱的内部温度等于或小于华氏负四十度；所述外部环境的温度等于或大于华氏八十度；并且所述外部环境的湿度等于或大于百分之六十。
65.根据权利要求56所述的门，其特征在于，所述第一密封组件是复合挤压成形物，其包含以下的结合，即聚异丁烯密封剂、热熔丁基密封剂、干燥剂基体、橡胶垫片以及蒸发屏蔽体。
66.根据权利要求56所述的门，其特征在于，所述第一密封组件包括暖边密封件。
67.一种冷藏单元，包括限定舱的封壳、冷却系统、以及适于安装在所述舱的开口上的门，所述门具有外侧表面并包括：
第一玻璃片材；
第二玻璃片材；
第一密封组件，其围绕所述第一玻璃片材与所述第二玻璃片材的周边安置，从而以彼此相互间隔的方式维持所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材；
第一低辐射涂层，其邻近所述第一玻璃片材或所述第二玻璃片材的表面；
所述第一玻璃片材、所述第二玻璃片材、所述第一密封组件、以及所述第一低辐射涂层形成隔热玻璃单元，显著防止在所述门的所述外侧表面上的冷凝形成，而不用施加电以加热所述外侧表面；
邻近所述玻璃片材中的一个的表面的防雾或防霜涂层，并且，在施涂所述防雾或防霜涂层之前，形成有所述防雾或防霜涂层的表面利用第一硅烷被处理，并且所述防雾或防霜涂层包括第二硅烷，所述第二硅烷与所述第一硅烷不同；
围绕所述隔热玻璃单元的周边固定的框架；并且所述门具有等于或小于0.2BTU／hr-sq ft-F的导热率U值或等于或小于0.04的辐射率。
68.根据权利要求67所述的冷藏单元，其特征在于，还包括：
第三玻璃片材；以及
第二密封组件，其围绕所述第二玻璃片材与所述第三玻璃片材的周边安置，从而以彼此相互间隔的方式维持所述第二玻璃片材和所述第三玻璃片材。
69.根据权利要求68所述的冷藏单元，其特征在于，所述第一密封组件和所述第二密封组件分别具有等于或小于1.73Btu/hr-ft-F的热交换率。
70.根据权利要求68所述的冷藏单元，其特征在于，所述第二密封组件是复合挤压成形物，其包含以下的结合，即聚异丁烯密封剂、热熔丁基密封剂、干燥剂基体、橡胶垫片以及蒸发屏蔽体。
71.根据权利要求68所述的冷藏单元，其特征在于，所述第一密封组件和所述第二密封组件包括暖边密封件。
72.根据权利要求68所述的冷藏单元，其特征在于，还包括：
由所述第一玻璃片材、所述第二玻璃片材以及所述第一密封组件限定的第一室；
由所述第二玻璃片材、所述第三玻璃片材和所述第二密封组件限定的第二室；以及
设置在每个所述第一室和所述第二室内的气体。
73.根据权利要求67所述的冷藏单元，其特征在于，所述第一密封组件具有等于或小于1.73Btu/hr-ft-F的热交换率。
74.根据权利要求67所述的冷藏单元，其特征在于，所述第一密封组件是复合挤压成形物，其包含以下的结合，即聚异丁烯密封剂、热熔丁基密封剂、干燥剂基体、橡胶垫片以及蒸发屏蔽体。
75.根据权利要求67所述的冷藏单元，其特征在于，所述第一密封组件包括暖边密封件。
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