(57)【要約】  低放射絶縁ガラスユニットは、張力（例えば熱収縮による張力）下で浮設され、コーティングされた赤外線反射性ポリマーシートを有する。ポリマーシートは、最大１５ｎｍの厚みの酸化亜鉛シード層に蒸着した少なくとも１の銀層を含む、誘電体層及び金属層の多層積層体でコーティングされている。酸化亜鉛の使用により、高品質の銀層成長のための良好なシーディングが保証され、それにより低放射性が実現される。酸化亜鉛の薄さにより、ポリマーシートが張力を受けたときの酸化亜鉛の耐亀裂性が保証される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔を隔てて平行な関係で設けられた一対のガラスペインと、
フレームによって張力下で支持され、前記ガラスペインの間に間隔を隔てて平行な関係で設けられた少なくとも１の透明なポリマーシートであって、少なくとも１のポリマーシートの少なくとも１の表面が、誘電体層及び金属層の複合多層積層体の形態である実質的に透明なコーティングを有し、前記積層体が、最大１５ｎｍの厚みの酸化亜鉛シード層に蒸着した少なくとも１の低放射金属層を含む前記ポリマーシートと
を備える、絶縁ガラスユニット。
【請求項２】
前記低放射金属層が、銀、並びに、ニッケル、パラジウム及び金のいずれか１又は２以上を最大２５％含有する銀合金から選択された金属で構成される、請求項１に記載の絶縁ガラスユニット。
【請求項３】
前記酸化亜鉛シード層が５〜１５ｎｍの厚みを有する、請求項１に記載の絶縁ガラスユニット。
【請求項４】
前記低放射金属層が、ニクロム、チタニウム、亜鉛アルミニウム合金又はニクロム窒化物で構成された、最大５ｎｍの厚みのキャップ層を有する、請求項１に記載の絶縁ガラスユニット。
【請求項５】
前記多層積層体が、酸化インジウム、酸化亜鉛インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛スズ、又はこれらの酸化物の混合物からなる少なくとも１の非晶質誘電体層をさらに含む、請求項１に記載の絶縁ガラスユニット。
【請求項６】
前記ポリマーシートがポリエチレンテレフタレートである、請求項１に記載の絶縁ガラスユニット。
【請求項７】
２又は３以上の透明なポリマーシートが、前記ガラスペインの間に互いに間隔を隔てて平行な関係で、フレームによって張力下で支持されている、請求項１に記載の絶縁ガラスユニット。
【請求項８】
前記複合多層積層体が、少なくとも１のポリマーシートの両表面をコーティングしている、請求項１に記載の絶縁ガラスユニット。
【請求項９】
前記複合多層積層体が、最大１５ｎｍの厚みの各酸化亜鉛シード層に蒸着した複数の低放射金属層を含み、全ての金属層の累積厚みが最大６０ｎｍである、請求項１に記載の絶縁ガラスユニット。
【請求項１０】
前記フレームが２又は３以上のスペーサーを含み、前記フレーム及び前記スペーサーが、その周縁部において、各ガラスペイン及び少なくとも１の透明なポリマーシートと結合している、請求項１に記載の絶縁ガラスユニット。
【請求項１１】
誘電体層及び金属層の前記複合多層積層体が、前記ポリマーシート上の非晶質酸化インジウム誘電体層と、最大１５ｎｍの厚みの結晶質酸化亜鉛シード層と、前記酸化亜鉛シード層上で成長した少なくとも１の銀層と、前記銀層上に蒸着した酸化インジウム保護層とを含む、請求項１に記載の絶縁ガラスユニット。
【請求項１２】
前記ポリマーシート上の前記非晶質酸化インジウム誘電体層が２０〜８０ｎｍの厚みを有する、請求項１１に記載の絶縁ガラスユニット。
【請求項１３】
前記銀層が５〜６０ｎｍの厚みを有する、請求項１１に記載の絶縁ガラスユニット。
【請求項１４】
前記酸化インジウム保護層が２０〜６０ｎｍの厚みを有する、請求項１１に記載の絶縁ガラスユニット。
【請求項１５】
前記積層体が、酸化亜鉛シード層、銀層及び酸化インジウム保護層の配列を１又は２以上含み、各酸化亜鉛シード層の厚みが最大１５ｎｍであり、全ての銀層の累積厚みの合計が最大６０ｎｍである、請求項１１に記載の絶縁ガラスユニット。
【請求項１６】
絶縁ガラスユニット内に張力下で浮設するための透明なポリマーシートであって、前記ポリマーシートの少なくとも１の表面が、誘電体層及び金属層の複合多層積層体の形態である実質的に透明なコーティングを有し、前記積層体が、最大１５ｎｍの厚みの酸化亜鉛誘電体シード層に蒸着した少なくとも１の低放射金属層を含む、前記ポリマーシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁ガラスユニット（ＩＧＵ：insulating glass unit）に関し、該ＩＧＵは、該ＩＧＵ内において張力下で浮設されたフィルムのための低放射（Ｌｏｗ−Ｅ）コーティング積層体を備え、コーティング積層体中に形成された赤外線反射性層の品質と、低放射コーティング積層体の亀裂又はひび割れに対する耐性の両方に重点が置かれている。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第４，３３５，１６６号（Lizardo等）には、フレームと、間隔を隔てて実質的に平行な一対のガラスペインの間に設けられた熱収縮性プラスチックシートを支持するスペーサーとを備え、一体ユニットを実現する絶縁ガラスユニット（ＩＧＵ）が記載されている。アセンブリされたユニットが加熱されることにより、プラスチックシートが収縮し、ピンと張られてシワがなくなる。プラスチックシートは、赤外線反射性材料で片側又は両側がコーティングされていてもよいポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムであることができる。
【０００３】
米国特許第４，７９９，７４５号（Meyer等）には、ＩＧＵ（例えば、Lizardo等の上記特許に記載されたＩＧＵ等）において有用である、視覚的に透明な赤外線（ＩＲ）反射性の複合フィルムが記載されている。透明な支持体は、硬質又は非硬質であるが最低限の伸縮性を有する固体（例えば、ガラス及びＰＥＴを含む様々なポリマー）の中から選択することができる。支持体の１つの表面には、誘電体層及び金属層が交互に積層された積層体５又は７がスパッタリング蒸着されている。誘電体層は、屈折率が１．７５〜２．２５の無機金属又は半金属酸化物又は塩（例えば、酸化インジウム、酸化スズ、二酸化チタン、二酸化ケイ素、酸化ビスマス、酸化クロム、硫化亜鉛、フッ化マグネシウム、又はそれらの混合物）で構成することができる。ポリマー誘電体についても開示されている。金属層は、銀、金、白金、パラジウム、アルミニウム、銅、ニッケル、又はそれらの合金（例えば、最大２５％の金と合金された銀）で構成することができる。２つ又は３つの金属層の間に設けられたスペーサー誘導体層は、４０〜２００ｎｍ、好ましくは５０〜１１０ｎｍ、特に７０〜１００ｎｍの厚みを有する。積層体の外側の境界誘電体層は、２０〜１５０ｎｍ、好ましくは２５〜９０ｎｍ、特に３０〜７０ｎｍの厚みを有する（これらの厚みは、無機誘電体材料に関するものである。低屈折率を有するポリマー誘電体層は、それよりも若干厚いことが開示されている）。金属層の組み合わせられた合計の厚みは、１２〜８０ｎｍであり、各金属層の厚みは、４〜４０ｎｍ、好ましくは４〜１７ｎｍ、特に５〜１３ｎｍであり、２つの金属層の積層部分の厚みは１０〜１２ｎｍであり、３つの金属層の積層部分の厚みは５〜１０ｎｍである。
【０００４】
様々なウインドウアセンブリは、一対のガラスペインの間に間隔を置いてシートが浮設されているのではなく、１つ又は２つ以上のガラス基体に直接ラミネート又は蒸着されたフィルムコーティングを有する。
【０００５】
米国特許第６，５０３，６３６号（Le Masson等）には、熱放射を反射する少なくとも１つの銀層を含む積層体が設けられた透明なポリマー（例えば、ポリエステル）基体が記載されている。この積層体は、ストレスによる層剥離又は歪曲の発生を防止するように構成されている。特に、引張応力下でのＡｌＮ層の存在が、銀層に隣接する厚み１５ｎｍ未満のＺｎＯ層において、圧縮応力を補い、その結果、フィルムはラミネートされているとき平坦となる。
【０００６】
米国再発行特許第ＲＥ３７，４４６号及び米国特許第５，５３２，０６２（ともにMiyazaki等）には、酸化物フィルム及び金属フィルムが交互に積層された積層体でコーティングされたガラス基体を含む低放射フィルムが記載されている。基体から最も離れた酸化物フィルムは、湿害による表面フィルムのその下側の金属層からの剥離、及びそれに続いて生じる濁り又はヘイズを防止するために、１．１×１０10ｄｙｎｅ／ｃｍ2以下の内部応力を有する。この内部応力の低減を実現するために、厚み２０〜７０ｎｍの最も外側のＺｎＯフィルムには、Ｓｉ、Ｂ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｓｎ又はＧａのうちの少なくとも１つが、Ｚｎ総含有量に対して合計で最大１０原子％、好ましくは２〜６原子％ドープされている。それよりも基体に近いその他の酸化物層は、ＺｎＯ、ＳｎＯ2、ＺｎＯ−ＳｎＯ2多層、又は最も外側の酸化物層と同様のドープＺｎＯから選択することができる。金属フィルム層の少なくとも１つは、Ａｇ、又は主要成分がＡｇであり、Ａｕ、Ｃｕ及びＰｄのうちの少なくとも１つを含む合金で構成されるＩＲ反射性層であることができる。
【０００７】
酸化亜鉛は、銀成長のための周知のシード層である。ＺｎＯシード層が厚くなるほど、シード上での銀のエピタキシャル成長が良好となる。この結果、所定の領域特異的量の銀に関して、銀の品質が向上し、それにより放射性が低下する。しかしながら、フィルム層が、ウインドウペインを直接コーティングしているのではなく、ウインドウペインの間に張力下で浮設されている場合、高結晶質酸化亜鉛の脆弱性が問題となる。フィルムの収縮又は緊張は、酸化亜鉛層に、ひび割れを生じさせ、多数の目に見える網目状の亀裂を形成させる傾向にある。過大な収縮（≧約１．０％）は、フィルムの亀裂の原因となる。しかしながら、過少な収縮（≦約０．５％）は、ウインドウ内のフィルムから反射された像の歪みとしても見える、フィルムのたるみ又はしわの原因となる。フィルムの熱膨張係数はガラスペインの熱膨張係数よりも高いため、張力の低いフィルムの歪みは、ＩＧＵが上昇した周囲温度に曝されたときに誇張される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、Ｉｎ2Ｏ3がシード層材料として使用されており、Ｉｎ2Ｏ3は非晶質又はガラス質構造は比較的高度であり、ひび割れが生じにくいので、このことは問題とならなかった。しかしながら、Ｉｎ2Ｏ3は、高品質（低放射性）の銀の蒸着のためのシードとして、あまり良好ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
張力下で浮設された被覆フィルムが最大厚み１５ｎｍのＺｎＯシード層を有するＩＧＵが提供される。ＺｎＯは、薄いほど、ひび割れを生じることなく、張力を受けたフィルムの歪みに耐えることができる一方、依然として、高品質な銀の蒸着に十分なシードとしての役割を果たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１Ａ及び１Ｂは、フレーム内に組み込まれた本発明の絶縁ガラスユニット（ＩＧＵ）の２つの実施形態における角部の斜視図である。図１ＡのＩＧＵでは、１つのフィルムが浮設されている一方、図１ＢのＩＧＵでは、２つのフィルムが浮設されている。
【図２】図２は、図１ＡのＩＧＵの側断面図である。
【図３】図３は、図１Ａ及び１ＢのＩＧＵの実施形態で使用可能な、本発明の被覆フィルムの第１実施形態の側断面図である。
【図４】図４Ａ〜４Ｄは、張力下で浮設されたフィルムをＩＧＵに取り付ける工程を示す、図２に対応する側断面図である。
【図５】図５は、本発明の被覆フィルムの第２実施形態の側断面図である。
【図６】図６は、本発明の被覆フィルムの第３実施形態の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１Ａを参照すると、ＩＧＵ１１は、オプションであるフレーム１３内に組み込まれたものとして示される。ＩＧＵ１１それ自体は、一対のガラスペイン１５及び１７と、一対のスペーサー１９及び２１と、ペイン１５及び１７の間に浮設された被覆シート２３とを備える。スペーサー１９及び２１は、ペイン１５及び１７とシート２３とを、間隔を隔てて実質的に平行な関係で支持する。被覆シート２３は、可視光を透過（transparent）するが、低放射コーティングによって赤外光（又は熱的な光（thermal light））は反射する。加えて、シート２３は、所望の低放射特性を維持したまま、耐亀裂性の改良を実現する。
【００１２】
別の実施形態が、図１Ｂに示され、この実施形態において、ＩＧＵ３１は、一対のガラスペイン３５及び３７と、３つのスペーサー３９〜４１と、ペイン３５及び３７の間に浮設された一対の被覆シート４３及び４５とを備える。第１の実施形態と同様、スペーサー３９〜４１は、ペイン３５及び３７と一対のシート４３及び４５とを、互いに間隔を隔てて実質的に平行な関係で支持する。両シートは透明であり、張力下において耐亀裂性を有する。シート４３及び４５の少なくとも一方、好ましくは両方が、シート２３の赤外光反射性、すなわち低放射特性を示す。
【００１３】
同様に、ＩＧＵ３１は、オプションであるフレーム３３内に組み込まれたものとして示される。フレーム１３又は３３は、本発明それ自体にとって不可欠な要素ではなく、一次的なＩＧＵ製造者からＩＧＵ１１又は３１を購入した二次的なウインドウ製造業者によって、例えば、彼らが消費者に直接販売するウインドウに装飾的な特徴を付与する目的で、設けられてもよい。
【００１４】
図２を参照すると、図１Ａの断面図に示されるように、スペーサー１９及び２１は、ペイン１５及び１７並びにシート２３（単数又は複数）のそれぞれの周縁部又は端部にのみ配置されている。ペイン１５及び１７並びにシート２３は、ポリイソブチレン（ＰＩＢ）接着剤等の接着性シール剤（図示しない）を使用してスペーサー１９及び２１と結合させることができる。二次シール剤２５（例えば、ポリウレタン又はシリコーン）は、ＩＧＵの内部が水分から密閉されることを保証する。さらに、スペーサー１９及び２１は、乾燥剤材料で満たされてもよく、これにより、ペイン間に残存する水分を除去し、ＩＧＵの曇り（fogging）を防止することができる。
【００１５】
図３を参照すると、シート２３（同様に、図１Bにおけるシート４３及び４５のうちの少なくとも１つ）は、視覚的に透明で赤外線反射性の複合フィルムであり、この複合フィルムにおいて、一連の層５３〜５９がポリマー基体５１の表面にコーティングされている。特に、シート２３は、誘電体層及び金属層５３〜５９の積層体でコーティングされたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム５１であることができる。アセンブリ後にフィルムに張力をかける（ピンと張る）ことを可能とする熱収縮特性を有する様々なＰＥＴフィルムが利用可能である。この基体は、典型的には、２５〜１２５μｍ又はそれ以上の厚みを有する。
【００１６】
ポリマー基体５１に直接隣接する第１の層５３は、非晶質誘電体（例えば、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3））であることができる。その厚みは、典型的には、約２０〜８０ｎｍである。
【００１７】
第２の層５５は、酸化インジウム層５３よりも高結晶質の誘電体で構成されるシード層であることができる。特に、本発明におけるシード層５５は、最大１５ｎｍ、典型的には５〜１０ｎｍの厚みの亜鉛系酸化物層である。亜鉛系酸化物層は、典型的には、様々な銀シード層、例えば、ＺｎＯ、アルミニウムドープ酸化亜鉛（Ａｌ最大量は約２％）（一般的にＺＡＯとして知られている）、ガリウムドープ酸化亜鉛（Ｇａ最大量は約２％）（一般的にＺＧＯとして知られている）、ＺｎＯ／ＳｎＯ2（Ｓｎ量は亜鉛及びスズの総量の１％〜１０％）、及びＺｎＯ／Ｉｎ2Ｏ3（Ｉｎ量は亜鉛及びインジウムの総量の約１０％）のいずれかから選択される。選択された亜鉛系酸化物材料は、セラミック又は金属ターゲットからスパッタリングすることができる。このＺｎＯ層５５には、その薄さによって、張力を受けたシートの歪みに対して亀裂を生じることなく耐える能力が付与される。５ｎｍという最小厚みは、ＺｎＯ層５５の外表面が高品質な銀蒸着のために十分なシードとしての役割を果たすことができることを保証する。
【００１８】
第３のコーティング層５７は、赤外線反射性で低放射性の金属コーティングであり、このコーティングは、銀で、あるいはパラジウム、銅及び／又は金を含む銀合金で構成することができる。金属層５７の厚みは、典型的には、５〜６０ｎｍであり、それによって、この層には十分な可視光透過性が付与される。
【００１９】
極めて薄い（＜５ｎｍ）キャップ層（図示しない）（例えば、ニクロム（ＮｉＣｒ）、Ｔｉ、ＺＡＯ又はニクロム窒化物（ＮｉＣｒＮｘ））は、外側の誘電体の蒸着の間に、銀品質を保つために、銀層上にコーティングすることができる。
【００２０】
外側の誘電体層５９は、金属層５７上に形成される。この層は、酸化インジウムで構成することができ、その厚みは、典型的には、２０〜５０ｎｍである。誘電体層５３及び５９のための酸化インジウムの選択は、非晶質特性に起因する耐亀裂性によって動機付けられる一方、酸化亜鉛は、低放射のための高品質な銀蒸着が保証されるように、シード層のために使用される。しかしながら、酸化亜鉛シード層は、ストレス下の亀裂に対する脆弱性を最小限化するのに十分な薄さに維持される。
【００２１】
図４Ａに示されるように、ＩＧＵのアセンブリは、接着性シール剤を使用して、ウインドウペイン１７を複数のスペーサー２１のうちの１つに結合させることにより開始される。同様に、ウインドウペイン１５は、その他のスペーサー１９と結合する。シート２３は、スペーサー１９及び２１の両方と結合し、図４Ｂに示される構造となるが、一般的には、全てのシワ２３ｂが除去されるように十分にピンと張られない。図４Ｃに示されるように、アセンブリされたユニットは、シート２３のＰＥＴ基体を収縮させる熱処理４９に供される。これにより、シワ２３ｂのいずれも除去され、図４Ｄに示されるように、ペイン１５及び１７に対して、実質的に平行な関係で浮設された、ほぼ平坦なシート２３の状態となる。プラスチックシートの収縮によりピンと張られてシワのない状態とするための、アセンブリされたユニットの加熱は、シート２３に張力をかける１つの方法であり、その他の張力付与方法を使用することもできる。いずれの場合も、張力がかけられても、コーティング材料（例えば、酸化亜鉛シード層５５）は、耐亀裂性である。
【００２２】
図５を参照すると、別の実施形態において、浮設されたシートは、両表面がコーティングされたポリマー基体６１を有する。図３に示されるように、コーティングは、一般的に、厚みが通常２０〜８０ｎｍの非晶質誘電体コーティング６２及び６３（例えば、Ｉｎ2Ｏ3）を有する両表面上で開始される。シード層６４及び６５は、厚みが最大１５ｎｍの薄いＺｎＯで構成される。赤外線反射性金属層６６及び６７（典型的には銀又は銀合金で構成され、厚みが５〜６０ｎｍである）は、それぞれのシード層上に蒸着する。酸化亜鉛の使用により、高品質な銀蒸着が保証され、これにより、顕著な低放射性がシートに付与される。最後に、別の非晶質誘電体コーティング６８及び６９（例えば、２０〜６０ｎｍのＩｎ2Ｏ3）は、銀の保護コーティング外層としての役割を果たす。
【００２３】
図６を参照すると、さらに別の実施形態において、浮設されたフィルムシートは、複数の赤外線反射性層７７及び８７を有する、厚みが増加した積層体を有する。例えば、ＰＥＴ基体７１は、非晶質誘電体層、結晶質誘電体シード層、赤外線反射性金属層、及び非晶質誘電体層７３〜７９の第１のセットでコーティングされ、次いで、シード誘電体層８５、赤外線反射性金属層８７、及び非晶質誘電体外層８９の別の配列によってコーティングされる。これは、ＩＧＵを通じて視覚的に十分に透明であるように全ての金属層の累積厚みが６０ｎｍを超えない限り、任意の回数繰り返すことができる。上記の通り、様々なシード層が酸化亜鉛であるとき、非晶質誘電体としてＩｎ2Ｏ3を選択することができるが、十分な耐亀裂性のために、各シード層の厚みは１５ｎｍを超えない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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