СОЛНЦЕЗАЩИТНАЯ СЛОИСТАЯ СТРУКТУРА
SUN-SCREENING LAYERED STRUCTURE

Настоящее изобретение относится к многослойной солнцезащитной слоистой структуре, сформированной на листе стеклообразного материала, стеклянному листу, несущему указанную слоистую структуру, а также к многослойному остеклению, включающему такой стеклянный лист.
Солнцезащитные слоистые структуры, к которым относится настоящее изобретение, содержат, по меньшей мере, один функциональный слой на основе материала, отражающего инфракрасное излучение, и, по меньшей мере, два диэлектрических покрытия, одно из которых является первым диэлектрическим покрытием, нанесенным непосредственно на лист стеклообразного материала, а другое расположено снаружи по отношению к функциональному слою или слоям, при этом каждый функциональный слой окружен диэлектрическими покрытиями. Эти различные слои наносятся катодным распылением с помощью магнитного поля при пониженном давлении, например, с помощью хорошо известного устройства магнетронного типа.
Эти солнцезащитные слоистые структуры используются для создания солнцезащитного остекления с тем, чтобы снизить риск чрезмерного повышения температуры в результате воздействия солнечного излучения, например, в замкнутом пространстве с большими застекленными поверхностями и таким образом снизить энергетическую нагрузку, учитываемую для кондиционирования воздуха в летнее время. В этом случае остекление должно обеспечить наименее возможное количество общей энергии солнечного излучения, то есть оно должно иметь наиболее низкий возможный солнечный фактор (SF или g). Однако в высшей степени желательно, чтобы оно гарантировало определенный уровень пропускания света (LT), чтобы обеспечить достаточный уровень освещенности внутри помещения. Эти в какой-то степени противоположные требования отражают необходимое условие получения элемента остекления с повышенной селективностью (S), определяемой отношением пропускания света к солнечному фактору. Эти солнцезащитные многослойные покрытия имеют также низкую относительную излучательную способность, которая позволяет снизить тепловые потери из-за длинноволнового инфракрасного излучения. Таким образом, они улучшают термоизоляцию больших застекленных поверхностей и снижают потери энергии и стоимость обогрева в холодные периоды.
Пропускание света (LT) определяется как процентная доля потока падающего света от источника света D65, прошедшего через остекление. Солнечный фактор (SF или g) для данного остекления определяется процентной долей энергии падающего излучения, которая, с одной стороны, непосредственно пропускается остеклением и, с другой стороны, поглощается им и затем излучается в противоположном направлении к источнику энергии.
Эти элементы солнцезащитного остекления обычно состоят из элементов двойного остекления, в которых стеклянный лист, несущий слоистую структуру, объединяется с другим стеклянным листом без покрытия или с покрытием, причем многослойная слоистая структура расположены внутри пространства между двумя стеклянными листами.
В некоторых случаях, для того чтобы улучшить стойкость остекления к механическим нагрузкам, часто необходимо подвергнуть его операции механического упрочнения, такой как термическая закалка листа или листов стекла. В процессах производства и формования элементов остекления имеются некоторые преимущества при проведении этих операций закалки на подложке, уже содержащей покрытие, вместо нанесения покрытия на подложку, которая уже была обработана. Эти операции проводятся при относительно повышенной температуре, то есть температуре, при которой, например, отражающий инфракрасное излучение слой на основе серебра имеет тенденцию ухудшаться и терять свои оптические свойства и свойства в отношении инфракрасного излучения. В случае, когда стеклянный лист с покрытием необходимо подвергнуть операции термической закалки, должны быть предприняты особые меры предосторожности при формировании слоистой структуры, которая может подвергаться термической закалке или обработке гнутьем, часто обозначаемой ниже выражением «способная к закаливанию», без потери своих оптических и/или связанных с энергией свойств, ради которых она создается.
Также желательно, чтобы элементы остекления отвечали некоторым эстетическим критериям в отношении отражения света (LR), то есть процентной доле потока падающего света от источника D65, отраженного остеклением, и отраженного и проходящего цвета. Требованием рынка является остекление с низким отражением света. Сочетание высокой селективности и низкого отражения света иногда приводит к образованию пурпурных оттенков в отраженном свете, которые имеют очень низкую эстетическую привлекательность.
Чтобы снизить количество тепла, проникающего в помещение через остекление, предотвращают прохождение невидимого инфракрасного излучения через остекление путем его отражения. Эту роль выполняет функциональный слой или слои на основе материалов, отражающих инфракрасное излучение. Это является существенным элементом в солнцезащитной слоистой структуре. Однако значительная доля теплового излучения передается также видимым излучением. Чтобы снизить пропускание этой части теплового излучения и превысить удаление энергии, обеспечиваемой инфракрасным излучением, необходимо снизить уровень пропускания света.
Решение, предлагаемое в международной заявке WO 02/48065 А1, заключается во введении поглощающего слоя, например TiN, в слоистую структуру и в размещении этого слоя между двумя слоями прозрачного диэлектрического материала. В этом случае, как объясняет эта заявка, поглощающий слой не находится в контакте со стеклом, что ограничивает проблемы, связанные с диффузией кислорода и щелочи, выделяющихся из стекла, в частности под действием тепла, когда стекло должно подвергаться тепловой обработке, и он также не находится в прямом контакте с серебром, что ограничивает проблемы ухудшения серебряного слоя, вызванного окислением поглощающего слоя при контакте, в частности, под действием тепла.
Одна из проблем вытекает непосредственно из того, о чем только что говорилось, и состоит в том, что поглощающий слой окисляется в определенных условиях, в частности, во время тепловой обработки, и становится более прозрачным, частично теряя те свойства, из-за которых его включают в структуру. Более того, степень окисления поглощающего слоя будет зависеть от условий термической обработки, и это означает, что будет трудно сохранить свойства слоистой структуры после закаливания.
Чтобы ограничить этот эффект, в вышеуказанном документе предлагается заключать впитывающий слой между двумя слоями нитрида кремния или нитрида алюминия.
В дополнение к тому факту, что результат не вполне удовлетворителен, предложенное в документе решение имеет недостаток отчасти дополнительного усложнения слоистых структур, которые уже сложны по природе. В частности, это решение может потребовать использования специфически покрытой зоны с подходящей атмосферой прямо в середине данного диэлектрика, чтобы нанести поглощающий слой. Другим недостатком решения, предложенного в международной заявке WO'065, является трудность в нейтрализации оттенка, обеспечиваемого поглощающим слоем, помещенным в середине диэлектрика.
Настоящее изобретение относится к многослойной солнцезащитной слоистой структуре, сформированной на листе стеклообразного материала, включающей, по меньшей мере, один функциональный слой, состоящий из материала на основе серебра, который отражает инфракрасное излучение, и, по меньшей мере, два диэлектрических покрытия, одно из которых является первым диэлектрическим покрытием, нанесенным непосредственно на лист стеклообразного материала, а другое расположено снаружи по отношению к функциональному слою или слоям, причем каждый функциональный слой окружен диэлектрическим покрытиями, и указанная слоистая структура, нанесенная на обычный прозрачный лист известково-натриевого флоат-стекла толщиной б мм имеет солнечный фактор SF менее 45% и пропускание света LT менее 70%, отличающаяся тем, что эта слоистая структура состоит по существу из металлического поглощающего материала на основе, по меньшей мере, одного из следующих элементов: Pd, Pt, Au, Ir, Rh, Ru, Os, Co, Ni, Cu, Cr, La, Ce, Pr, Nd, W, Si, Zn, Mo, Mn, Ti, V, Nb, Hf, Та и сплавов этих элементов, расположенного в непосредственной близости к функциональному слою или включенного в этот функциональный слой.
Термин «поглощающий материал» означает материал, который поглощает какую-то часть видимого излучения и спектральный коэффициент поглощения k(λ) которого в среднем выше чем 1.9, при этом указанное среднее значение рассчитывается по трем точкам видимого спектра, расположенным на 380, 580 и 780 нм. Значения спектрального коэффициента поглощения даны в «Handbook of Chemistry and Physics», 70th Edition, CRC Press, 1989-1990, E389-E404.
Поглощающий материал, используемый в изобретении, является по существу металлом. Он может быть допирован элементами, не включенными в перечень, такими как алюминий или бор, например, по разным причинам, в частности, для облегчения нанесения в магнетронном устройстве или для облегчения обработки мишеней.
Известно, что кремний, по существу, следует классифицировать как полуметалл, однако, поскольку кремний в различных случаях ведет себя подобно некоторым металлам, для упрощения дела в настоящем изобретении он включен в понятие «по существу металлический поглощающий материал».
Выражение «в непосредственной близости» показывает, что поглощающий материал образует часть слоя, расположенного в непосредственном контакте с функциональным слоем или, возможно, отделенного от него очень тонким слоем расходуемого (sacrificial) металла с тенденцией абсорбировать кислород или субоксид металла. Так как поглощающий материал находится в непосредственной близости к функциональному слою или включен в этот функциональный слой, то он может благоприятно влиять на отражение инфракрасного излучения и дополнительно защищать от окисления материал, отражающий инфракрасное излучение.
Данное изобретение, в частности, относится к слоистым структурам, которые, когда нанесены на лист обычного прозрачного известково-натриевого флоат-стекла толщиной 6 мм, имеют солнечный фактор SF менее чем 45%, в частности от 20 до 45%, и пропускание света LT менее чем 70%, в частности от 30 до 70%. При этих условиях они, предпочтительно, имеют солнечный фактор SF в диапазоне между 25 и 40% и пропускание света LT в диапазоне между 35 и 68%.
При формировании слоистой структуры в соответствии с данным изобретением неожиданно было обнаружено, что уровень поглощения этой слоистой структуры может быть легко определен и что этот уровень без труда сохраняется даже в особенно жестких условиях, в таких, например, как термообработка слоистой структуры, а также достигается получение желательных оптических свойств и эстетического внешнего вида, например, внешнего вида, нейтрального в отражении.
Выбранные поглощающие материалы играют существенную роль в достижении этих результатов. По меньшей мере, некоторые из этих материалов, в частности палладий и платина, были уже известны, например, из документа ЕР 543077 А1, как влияющие на улучшение стойкости слоистой структуры к влажности и химическим воздействиям, или в виде сплава со слоем, отражающим инфракрасное излучение, в частности серебром, или в виде сплава со слоем расходуемого металла на серебре. Однако это касается образования слоистой структуры с самым высоким возможным пропусканием света. Использование этих материалов для поддержания уровня теплового поглощения в видимом излучении является совершенно новым и отличным от инструкции, данной до сих пор. Более того, это относительно дорогие материалы, и использование их в качестве поглощающего материала в серийном производстве удивительно. Мы обнаружили, что данное изобретение неожиданно обеспечивает действительно значительные преимущества в отношении регулирования солнечного фактора для остекления с низким солнечным фактором, менее 45%, в случае одинарного остекления и высокой селективности. Более того, выбранные поглощающие материалы могут помочь косвенно в отражении инфракрасного излучения.
2
2
3
4
2
3
2
2
5
2
3
2
Диэлектрические покрытия хорошо известны в области слоев, нанесенных катодным распылением. Имеется огромное количество подходящих материалов, и не имеет смысла перечислять их здесь. Это обычно оксиды металлов, оксинитриды или нитриды. В качестве примера могут быть упомянуты следующие, как наиболее общеизвестные: TiO, SnO, ZnO, SiN, AlN, AlO, ZrO, NBO и BiO. Что касается наружного покрытия, SnO является диэлектрическим материалом, который особенно хорошо подходит, если слоистую структуру не нужно подвергать высокотемпературной термообработке.
3
4
2
Диэлектрическое покрытие на наружной стороне слоистой структуры предпочтительно включает, по меньшей мере, один слой на основе смешанного оксида цинка-олова, содержащего, по меньшей мере, 20% олова, и/или барьерный слой, препятствующий диффузии кислорода, толщиной более 5 нм, выбранный из следующих материалов: AlN, AlN×Oy, SiN, SiO×Ny, SiO, ZrN, SiC, SiO×Cy, TaC, TiN, TiN×Oy, TiC, CrC, DLC и их сплавов и нитридных или оксинитридных сплавов, таких как SiAlO×Ny или SiTi×Ny. Такой наружный диэлектрик улучшает стабильность поглощающего материала, в частности, когда слоистая структура подвергается различным химическим и тепловым воздействиям извне и, в частности, во время высокотемпературной термообработки, такой как гнутье и/или закалка.
«DLC» является аббревиатурой хорошо известного термина «алмазоподобный углерод», который относится к слою на основе углерода, имеющего тетраэдрические связи подобно алмазу.
Согласно первому аспекту данного изобретения поглощающий материал предпочтительно включается в функциональный слой. Предпочтительно, функциональный слой содержит от 1 до 30 атомных %, предпочтительно от 5 до 20%, поглощающего материала в виде сплава с материалом на основе серебра, который отражает инфракрасное излучение, или допированного материалом на основе серебра, который отражает инфракрасное излучение. Поглощающий материал может быть нанесен распылением с использованием катода, изготовленного из сплава с материалом, который отражает инфракрасное излучение. Может быть использован, например, катод из серебра, допированного или в виде сплава с определенным количеством, например, от 1 до 20%, а предпочтительно от 5 до 20%, поглощающего материала, такого как, например, палладий или платина. Также возможно использование двух катодов, например, одного серебряного и одного палладиевого, для совместного распыления на лист стеклообразного материала. Функциональный слой на основе материала, отражающего инфракрасное излучение, формируется таким образом, что в то же самое время содержит поглощающий материал.
Функциональный слой предпочтительно содержит от 5 до 10% поглощающего материала. Было обнаружено, что с помощью этой пропорции достигается хороший компромисс между уровнем поглощения, обусловленным поглощающим материалом, и свойствами отражения инфракрасных лучей основного материала функционального слоя.
Например, функциональный слой может включать, по меньшей мере, один из следующих элементов: Ti, Zn, Mo, Mn, Nb, V или Hf. Эти элементы, в частности, позволяют образовываться дефектам в абсорбенте, что является благоприятным для снижения солнечного фактора.
Предпочтительно в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления первого аспекта данного изобретения, поглощающий материал, включенный в функциональный слой, выбирается из ряда следующих материалов: Ni, Cr, NiCr, W, Si и NiW. Авторы в действительности обнаружили, что в этом аспекте данного изобретения эти материалы образуют особенно благоприятное сочетание с материалом на основе серебра, который отражает инфракрасное излучение. Эти сочетания, в частности, образуют незакаливаемые/неизгибаемые солнцезащитные слоистые структуры с низким солнечным фактором, которые имеют эстетически приятный оттенок в отраженном и проходящем свете от нейтрального до голубоватого. Элементы Ni, Cr, NiCr, CoCr, W, Si и NiV, особенно NiCr и CoCr преимущественно используются для образования солнцезащитных слоистых структур, которые являются голубовато-серыми в проходящем и отраженном свете и которые не должны подвергаться высокотемпературной термообработке.
Предпочтительно в соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления первого аспекта данного изобретения поглощающий материал, включенный в функциональный слой, выбирается из ряда следующих материалов: Os, Co, Pd, Pt, Ir, Ru и Rh. Эти материалы преимущественно используются для образования солнцезащитных слоистых структур, которые обрабатываются термически. Обнаружено, что они легко сохраняют свои поглощающие свойства, и после термической обработки остекления они обеспечивают слоистую структуру с приятным оттенком в проходящем и отраженном свете.
Никель и кобальт, в частности, являются магнитными элементами, которые создают некоторые проблемы при нанесении в магнетронном распылительном устройстве. Однако они не создают каких-либо проблем, если используются для допирования отражающего инфракрасное излучение материала, например, в пропорции 5% в серебре.
3
4
2
Предпочтительно согласно первому аспекту данного изобретения функциональный слой содержит от 1 до 30 атомных %, преимущественно от 5 до 20%, поглощающего материала, выбранного из: Pd, Pt, Au, Ir, Rh, Ru, Os, Co, La, Се, Pr, Nd и их сплавов, и наружное диэлектрическое покрытие включает, по меньшей мере, один слой, основанный на смешанном оксиде цинк-олово, содержащий, по меньшей мере, 20% олова и/или барьерный слой, препятствующий диффузии кислорода толщиной более чем 5 нм, выбранный из следующих материалов: AlN, AlN×Oy, SiN, SiO×Ny, SiO, ZrN, SiC, SiO×Cy, TaC, TiN, TiN×Oy, TiC, CrC, DLC и их сплавов и нитридов или оксинитридов сплавов, таких как SiAlO×Ny или SiTi×Ny. Этот признак дает возможность получать солнцезащитные слоистые структуры, которые пригодны для подвергания высокотемпературной термообработке и которые сохраняют свои поглощающие характеристики после термообработки.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения поглощающий материал предпочтительно, по меньшей мере, частично образует часть отдельного слоя из функционального слоя, нанесенного под или на него и в непосредственном контакте с ним. При таком расположении снижается риск какого-либо ухудшения свойств отражения инфракрасного излучения функциональным слоем, в частности, в случае высокой доли поглощающего материала.
Согласно первому предпочтительному варианту осуществления второго аспекта настоящего изобретения поглощающий материал, предпочтительно, смешивается, посредством допирования или сплавления со слоем расходуемого металла, предназначенного для защиты функционального слоя от химического воздействия и, в частности, от окисления, например со слоем титана, содержащим около 5 атомных % палладия. И снова этот слой может быть образован либо из катода из сплава расходуемого металла с поглощающим материалом, либо совместным распылением из двух отдельных катодов. Этот слой расходуемого металла предпочтительно содержит от 5 до 20% поглощающего материала.
Согласно второму предпочтительному варианту осуществления второго аспекта настоящего изобретения поглощающий материал предпочтительно составляет основную часть отдельного слоя, нанесенного под или на функциональный слой и в непосредственном контакте с ним. Таким образом, функциональный слой может быть нанесен непосредственно на поглощающий слой, или поглощающий слой может располагаться прямо на функциональном слое. Было найдено, что такое расположение полезно как с точки зрения свойств, придаваемых слоистой структуре, так и в отношении простоты в промышленном использовании. Действительно, поглощающий материал в виде металла легко интегрируется по существу в зону нанесения металла функционального слоя без усложнения процесса нанесения. С другой стороны, в случае поглощающих материалов, упомянутых в рамках данного изобретения, легко найти материалы, совместимые с используемым материалом на основе серебра, отражающим инфракрасное излучение.
Было обнаружено, например, что в случае сплава CoCr в виде отдельного поглощающего слоя, нанесенного на функциональный слой, можно легко получить незакаливаемую (non-toughenable) солнцезащитную слоистую структуру с низким солнечным фактором, с эстетически приемлемым общим видом, в частности, та, которая является голубовато-серой в проходящем и отраженном свете, является особенно приятной и отвечает требованиям рынка.
3
4
2
Предпочтительно согласно второму предпочтительному варианту осуществления второго аспекта настоящего изобретения поглощающий материал выбирается из ряда Pd, Pt, Au, Ir, Rh, Ru, Os, Co, La, Pr, Nd и их сплавов, и наружное диэлектрическое покрытие включает по меньшей мере один слой, основанный на смешанном оксиде цинка-олова, содержащий по меньшей мере 20% олова, и/или барьерный слой, препятствующий диффузии кислорода, толщиной более 5 нм, выбранный из ряда следующих материалов: AlN, AlN×Oy, SiN, SiO×Ny, SiO, ZrN, SiC, SiO×Cy, TaC, TiN, TiN×Oy, TiC, CrC, DLC и их сплавов и нитридов или оксинитридов сплавов, таких как SiAlO×Ny или SiTi×Ny. Комбинация этих поглощающих материалов с наружным диэлектрическим покрытием, составленная таким образом, позволяет получить желаемый уровень поглощения солнцезащитной слоистой структуры, определяемый после высокотемпературной термообработки.
Предпочтительно, этот отдельный слой поглощающего материала имеет физическую толщину в интервале между 0,3 и 10 нм, преимущественно в интервале между 0,4 и 5 нм, и, идеально, в интервале между 0,8 и 3 нм. Эти интервалы толщины позволяют формироваться элементам солнцезащитного остекления с низким солнечным фактором и высокой селективностью, с приятным эстетическим видом, что отвечает требованиям рынка.
Преимущественно, поглощающий материал выбирается, по меньшей мере, как один из следующих элементов: Pt, Pd, Co, Ir, Ru, Rh, Os, CoCr, Ti и NiCr и их сплавов. Эти поглощающие материалы позволяют формироваться эффективной солнцезащитной слоистой структуре с приятным эстетическим внешним видом, что отвечает требованиям, особенно, когда они располагаются в отдельных слоях функционального слоя. Последние три элемента из перечисленных, то есть CoCr, Ti, и NiCr, в большей степени предназначаются для формирования слоистой структуры, которая не должна подвергаться высокотемпературной термообработке.
Согласно любому из двух аспектов настоящего изобретения и любому варианту осуществления этих аспектов настоящего изобретения поглощающим материалом является, предпочтительно, палладий. В рамках настоящего изобретения его ассоциация с функциональным слоем на основе серебра позволяет образовываться выбранной солнцезащитной слоистой структуре, которая обладает высокой стойкостью к коррозии и легко сохраняет свои поглощающие свойства.
Предпочтительно от 4 до 35%, преимущественно от 8 до 22% поглощения света слоистой структуры относится к поглощающему материалу. Таким образом, получают солнечный фактор, который является достаточным, чтобы получить продукт, отвечающий требованиям рынка.
Предпочтительно, первое диэлектрическое покрытие и наружное диэлектрическое покрытие включают, по меньшей мере, один слой, основанный на смешанном оксиде цинка-олова, содержащий, по меньшей мере, 20% олова. Было найдено, что эта структура усиливает стойкость слоистой структуры к термической обработке.
Преимущественно, слоистая структура содержит, по меньшей мере, следующую последовательность слоев в порядке начиная с листа стеклообразного материала:
a) первое диэлектрическое покрытие,
b) функциональный слой на основе серебра,
c) поглощающий слой,
d) при необходимости один или два расходуемых слоев металла, возможно субокисленного, выбранного из одного или нескольких из следующих материалов: Ti, Ni, Cr, Nb, Zn, Zr, Al, Та и их сплавов,
e) наружный диэлектрический слой.
Было обнаружено, что эта определенная последовательность слоев полезна для сохранения поглощающих свойств слоистой структуры, в частности во время термической обработки.
Необязательный расходуемый слой металла может быть образован из двойного слоя, такого как NiCr/Ti, например. Такой двойной слой является объектом международной заявки WO 03/106363 А2, поданной на имя заявителя и опубликованной 24 декабря 2003 г., содержание которой включено сюда путем ссылки.
Для получения селективной солнцезащитной слоистой структуры с высокими эксплуатационными характеристиками преимущественно в нее включают, по меньшей мере, два функциональных слоя, разделенных, по меньшей мере, одним, промежуточным диэлектрическим покрытием.
Предпочтительно, поглощающий материал расположен в непосредственной близости к функциональному слою или включен в этот функциональный слой, наиболее далеко отстоящий от листа стеклообразного материала, и, если один поглощающий материал заменяется другим поглощающим материалом, который обеспечивает тот же самый уровень поглощения, оттенок меняется незначительно. Специфическое расположение поглощающего слоя, в частности, когда он размещается над вторым функциональным слоем или включен в функциональный слой, вместе с правильным выбором диэлектрической структуры, позволяет образовать слоистую структуру, которая не зависит от элемента, формирующего поглощающий материал. Следовательно, материал, который является более легким для нанесения катодным распылением, или менее дорогостоящий материал может быть выбран более легко без информированного наблюдателя, способного легко обнаружить изменение в оттенке визуальным наблюдением, и без солнечного фактора, модифицированного более чем на один процент. Например, в случае, когда слоистая структура не должна подвергаться термической обработке, палладий может быть заменен на титан или NiCr без изменения в оттенке многослойного материала. Однако, конечно, необходимо адаптировать толщину поглощающего слоя или процентное содержание поглощающего материала в сплаве поглощающего материала с функциональным слоем или расходуемым слоем в соответствии с природой поглощающего материала, чтобы получить тот же самый уровень поглощения. Замена одного поглощающего материала другим поглощающим материалом по причине стоимости, в производственных интересах или по другим причинам, например, облегчается, поскольку достаточно адаптировать толщину к уровню поглощения, и скорректированный оттенок многослойного материала сразу будет достигнут.
Предпочтительно, слоистая структура содержит, по меньшей мере, следующую последовательность слоев в порядке начиная с листа стеклообразного материала:
a) первое диэлектрическое покрытие,
b) первый функциональный слой на основе серебра,
c) один или два расходуемого слоя металла, возможно субокисленного, выбранного из одного или нескольких следующих материалов: Ti, Ni, Cr, Nb, Zn, Zr, Al, Та и их сплавов,
d) промежуточное диэлектрическое покрытие,
e) второй функциональный слой на основе серебра,
f) поглощающий слой,
g) при необходимости один или два расходуемых слоя металла, возможно субокисленного, выбранного из одного или нескольких следующих материалов: Ti, Ni, Cr, Nb, Zn, Zr, Al, Та и их сплавов,
h) наружный диэлектрический слой.
3
4
Например, используя поглощающий слой из палладия, расходуемые металлические слои из субокисленного NiCr в виде NiCrOx и наружный диэлектрический слой из SiN, можно легко получить слоистую структуру, оптические свойства которой не ухудшаются при высокотемпературной операции термической обработки, такой как закаливание и/или гнутье, то есть покрытый и затем закаленный стеклянный лист может быть помещен потом к стеклянному листу, несущему ту же самую слоистую структуру, но который не подвергался термообработке, поскольку он имеет такой же эстетический внешний вид. Поглощающая способность слоистой структуры, обусловленная палладием, не снижается после высокотемпературной обработки.
Преимущественно, когда в качестве отражающего инфракрасное излучение материала используется серебро, слой, основанный на оксиде цинка или субоксиде цинка, возможно допированный алюминием, например, располагается под каждым серебряным слоем и в непосредственном контакте с ним. Эта ассоциация особенно благоприятна с точки зрения стойкости серебра к коррозии.
Предпочтительно, слоистая структура содержит, по меньшей мере, следующую последовательность слоев в порядке, начиная с листа стеклообразного материала:
а) первое диэлектрическое покрытие, включающее, по меньшей мере, один слой на основе смешанного оксида цинка-олова,
b) первый функциональный слой на основе серебра,
c) один или два расходуемых слоев металла, возможно субокисленного, выбранного из одного или нескольких следующих материалов: Ti, Ni, Cr, Nb, Zn, Zr, Al, Та и их сплавов,
d) промежуточное диэлектрическое покрытие,
e) второй функциональный слой на основе серебра,
f) поглощающий слой на основе палладия,
g) при необходимости, один или два расходуемых слоев металла, возможно субокисленного, выбранного из одного или нескольких следующих материалов: Ti, Ni, Cr, Nb, Zn, Zr, Al, Та и их сплавов,
h) наружный диэлектрический слой, включающий по меньшей мере один слой на основе смешанного оксида цинка-олова.
Преимущественно, все диэлектрические покрытия включают слой на основе смешанного оксида цинка-олова, в котором приблизительно по 50% олова и цинка, и слой на основе смешанного оксида цинка-олова с более чем около 10% олова и по меньшей мере около 90% цинка, причем этот последний слой каждый раз располагается ближе к следующему функциональному слою, чем слой смешанного оксида приблизительно с 50% олова. Было обнаружено, что это расположение позволяет создать солнцезащитную слоистую структуру с низким солнечным фактором и высокой селективностью, которая имеет превосходную стойкость к коррозии и которая легко выдерживает высокотемпературную термообработку без потери своих поглощающих свойств или свойств отражать инфракрасное излучение. Эта структура также позволяет легко получить слоистую структуру с нейтральным оттенком при отражении.
2
2
2
Слоистая структура, преимущественно, заканчивается защитным слоем, содержащим конечную тонкую пленку SiO или SiC толщиной от 1,5 до 10 нм. В случае слоистой структуры, которая пригодна для проведения высокотемпературной термической обработки, защитный слой, преимущественно, состоит из тонкой пленки TiN, которая окисляется во время термической обработки до формы TiO, после которой идет защитная пленка SiO или SiC.
Предпочтительно, слоистая структура заканчивается тонкой защитной пленкой на основе углерода толщиной от 1,5 до 10 нм. Этот защитный слой, который наносится катодным распылением из углеродной мишени в нейтральной атмосфере, очень хорошо подходит для защиты слоистой структуры во время ее обработки, транспортировки и хранения перед термической обработкой. Что касается использования углерода, то этот защитный слой сгорает во время высокотемпературной термической обработки и полностью исчезает из конечного продукта.
Настоящее изобретение распространяется на стеклянный лист, несущий слоистую структуру, как определено выше.
Предпочтительно, этот стеклянный лист имеет оттенок, протестированный в отраженном свете на стороне стекла, представленный L* в интервале между 30 и 55, преимущественно между 40 и 50, а* в интервале между -4 и +3, преимущественно между -2,5 и +1,5, и b* в интервале между -4 и -16, преимущественно между -6 и -13.
Предпочтительно, этот стеклянный лист подвергается закаливающей и/или изгибающей термической обработке после нанесения многослойной слоистой структуры.
Предпочтительно от 4 до 35%, предпочтительно от 8 до 22%, поглощения света слоистой структуры после термической обработки является свойством поглощающего материала. Настоящее изобретение позволяет, в частности, формироваться остеклению после термической обработки, которое имеет относительно высокий уровень поглощения и эстетически приятный вид.
Настоящее изобретение также распространяется на комплект, образованный из первой группы, включающей, по меньшей мере, один стеклянный лист согласно настоящему изобретению, который был подвергнут высокотемпературной термической обработке, и второй группы, включающей, по меньшей мере, один стеклянный лист согласно изобретению, который не подвергался термической обработке, отличающийся тем, что эти две группы имеют схожий визуальный внешний вид в отраженном свете на стороне стекла, так что они могут быть размещены вместе без какого-либо значительного визуального изменения.
Настоящее изобретение распространяется также на многослойное остекление, в частности, на двойное остекление, включающее стеклянный лист, несущий слоистую структуру, как определено выше, который должен или не должен подвергаться закалке и/или изгибающей термической обработке после нанесения многослойной слоистой структуры.
Предпочтительно, многослойное остекление согласно изобретению имеет солнечный фактор SF в пределах между 15 и 40%, пропускание света по меньшей мере 30% и цвет, который относительно нейтральный в проходящем свете и от нейтрального до слегка голубоватого в отраженном свете на стороне стеклянного листа, несущего слоистую структуру. Предпочтительно, многослойное остекление согласно изобретению имеет солнечный фактор SF в пределах между 20 и 35%, преимущественно между 25 и 35%, пропускание света, по меньшей мере, 45%, преимущественно, по меньшей мере, 50% и идеально, по меньшей мере, 55%. Это многослойное остекление имеет особенно благоприятные солнцезащитные свойства относительно его высокого пропускания света, в то же время все еще сохраняет эстетический вид, что дает возможность легко интегрировать его в архитектурный узел.
Предпочтительно, многослойное остекление имеет оттенок в отраженном свете на стороне стеклянного листа, несущего слоистую структуру, в котором эта слоистая структура располагается в направлении внутреннего пространства многослойного остекления, представленный L* в интервале между 40 и 55, предпочтительно, между 45 и 52, а* в интервале между 1,5 и -6, предпочтительно, между 0,5 и -4, и b* в интервале между 3 и -15, предпочтительно, между -5 и -12.
Настоящее изобретение теперь будет описано более детально, без ограничительных рамок, посредством следующих предпочтительно иллюстративных вариантов осуществления:
Примеры:
Пример 1.
Лист размером 2 м на 1 м и толщиной 6 мм прозрачного стандартного известково-натриевого флоат-стекла помещается в распылительное устройство магнетронного типа, работающее с помощью магнитного поля при пониженном давлении (около 0,3 Па). Многослойная солнцезащитная слоистая структура наносится на этот стеклянный лист, содержащий последовательно:
2
4
x
a) первое диэлектрическое покрытие из двух оксидных слоев, нанесенных в реакционной атмосфере, образованной из смеси аргона и кислорода, из катодов из сплава цинк-олово различных составов. Первый смешанный оксид цинка-олова толщиной около 30 нм образуется из катодов из сплава цинк-олово с 52 мас.% цинка и 48 мас.% олова и имеет шпинельную структуру станната цинка ZnSnO. Второй смешанный оксид цинка-олова ZnSnO толщиной около 10 нм наносится из мишеней сплава цинка-олова с 90 мас.% цинка и 10 мас.% олова.
b) Первый отражающий инфракрасное излучение функциональный слой, образованный из около 11 нм серебра из мишени из практически из чистого серебра в нейтральной атмосфере аргона.
2
x
x
x
c) Первый двойной слой расходуемого металла, сформированный из первого слоя NiCr толщиной 1 нм, нанесенного из мишени из сплава 80% Ni и 20% Cr, и второго слоя Ti толщиной 2,5 нм, нанесенного из титановой мишени. Оба этих слоя наносятся в потоке аргона, с небольшой примесью кислорода из соседних камер. Следует отметить, что окисляющая атмосфера плазмы во время нанесения этого следующего слоя, описанная ниже, полностью окисляет слой титана, так что в конце процесса нанесения второго диэлектрика титан действительно полностью окисляется с образованием компактного слоя TiO. Как вариант, можно также нанести слой в виде частично окисленного TiO. Этот слой может быть также нанесен, например, из TiO керамической мишени в атмосфере Ar, содержащей небольшое количество кислорода, который должен поддерживать достаточный уровень окисления TiO, чтобы слой был прозрачным. Он также может быть окислен плазмой, используемой для нанесения следующего слоя.
2
4
x
d) Второе диэлектрическое покрытие, образованное из двух слоев смешанных оксидов цинка-олова, нанесенных в реакционной атмосфере, образованной из смеси кислорода и аргона, из катодов из сплавов цинка-олова различных составов. Первый смешанный оксид толщиной около 77 нм наносится из металлических мишеней из сплава ZnSn с 52% Zn и 48% Sn (мас.), чтобы образовать шпинельную структуру станната цинка ZnSnO. Второй смешанный оксид цинка-олова ZnSnO толщиной около 13 нм наносится из мишеней из сплава ZnSn, содержащего 90% Zn и 10% Sn (мас.).
e) Второй отражающий инфракрасное излучение функциональный слой, сформированный из около 18 нм серебра из мишени из практически чистого серебра в нейтральной атмосфере аргона.
f) Слой поглощающего материала, образованный из около 1 нм палладия из палладиевой мишени в той же самой нейтральной атмосфере аргона, как и слой е).
g) Второй двойной слой расходуемого металла, сформированный из первого слоя NiCr толщиной 1 нм, покрытого вторым слоем из 2,5 нм Ti, таким же образом, как для первого двойного слоя расходуемого металла, описанного выше.
x
2
4
h) Третье диэлектрическое покрытие, наружное диэлектрическое покрытие, образованное из двух слоев оксидов, нанесенных в реакционной атмосфере, образованной из смеси кислорода и аргона, из катодов из сплавов цинка-олова различных составов. Первый смешанный оксид цинка-олова ZnSnO толщиной около 7 нм наносят из металлических мишеней из сплава ZnSn, содержащего 90% Zn и 10% Sn (мас.). Второй смешанный оксид цинка-олова толщиной около 17 нм наносят из мишеней из сплава ZnSn, содержащего 52% Zn и 48% Sn (мас.), чтобы образовать шпинельную структуру станната цинка ZnSnO.
i) Слоистую структуру затем завершают нанесением верхнего защитного слоя TiN толщиной 5 нм, нанесенного в атмосфере азота из титановой мишени.
x
x
2
x
Следует отметить, что все слои ZnSnO достаточно окислены, чтобы быть прозрачными, насколько возможно. Следует также отметить, что толщины Ti, TiO и TiN даны как эквивалент толщины TiO (т.е. как результат окисления Ti, TiO или TiN), который является их состоянием в конечном продукте после термической обработки, и уже состоянием даже в промежуточном остеклении, которое пригодно для термической обработки в отношении Ti.
Когда стеклянный лист с только что наложенной многослойной солнцезащитной структурой покидает устройство по наложению слоев, он имеет следующие свойства:
LT=51,1%; SF=32,5%; ε (излучательная способность)=0,025; поглощение=34,5%, из которых 10% относятся к палладиевому слою поглощающего материала; оттенок в проходящем свете выражается следующими значениями:
L*=71,5; a*=-3,9; b*=+3,5
оттенок в отраженном свете на стороне стекла выражается следующими величинами:
d
LR=14,5%; L*=45,5; а*=-10,0; b*=-15,8; λ=478 нм; чистота=30,7%.
d
В настоящем изобретении для измеряемых и расчетных величин используются следующие общие термины и выражения. Пропускание света (LT), отражение света (LR), поглощение света (LA) (процентная доля светового потока - источника D65 - поглощенного остеклением) и оттенок в проходящем свете (1976 CIELAB значения L*a*b*) измеряются с источником света D65/2°. Что касается оттенка в отраженном свете, 1976 CIELAB значения (L*a*b*), также как доминирующая длина волны (λ) и чистота (р), измеряются с использованием источника света D65/10°. Солнечный фактор (SF или g) рассчитывается в соответствии со стандартом EN410. Значение U (коэффициент k) и излучательная способность (ε) рассчитываются в соответствии со стандартами EN673 и ISO 10292.
2
Остекление с покрытием с образованной на листе стекла многослойной солнцезащитной слоистой структурой затем подвергается термической операции закаливания, во время которой подвергается воздействию температуры 690°С в течение 6 минут и затем быстро охлаждается струями холодного воздуха. Во время этой термической обработки тонкие пленки барьерных слоев из NiCr окисляются в достаточной степени, чтобы быть прозрачными, образуя в то же время эффективный и устойчивый экран для защиты серебряных слоев. Верхний защитный слой из TiN окисляется сам, образуя TiO.
После этой обработки покрытое и закаленное остекление имеет следующие свойства:
LT=68,1%; ε (излучательная способность)=0,023; Rs=1,6 Ω/квадрат; поглощение=21,2%, из которых около 10% относятся к палладиевому слою поглощающего материала;
оттенок в проходящем свете выражается следующими величинами:
L*=86,1; а*=-2,0; b*=+1,2; мутность=0,09%;
и оттенок в отраженном свете на стороне стекла выражается следующими величинами:
D
LR=10,6%; L*=39,3; а*=-2,1; b*=-12,1; λ=474 нм; р=22,1%.
Значение мутности определяется как отношение пропускания рассеянного света к общему пропусканию свету, умноженное на 100 для получения % величины. Эта величина измеряется в соответствии со стандартом ASTM D1003.
Было найдено, что величина поглощения благодаря поглощающему слою после высокотемпературной термической обработки не уменьшается.
Это остекление с покрытием затем объединяется в двойное остекление с другим 6 мм прозрачным стеклянным листом, в котором покрытие расположено на стороне внутреннего пространства двойного остекления. Пространство между этими двумя листами составляет 15 мм, и воздух в нем заменяется аргоном. Если смотреть на двойное остекление со стороны стекла, покрытого остеклением со слоистой структурой, помещенной в позицию 2, то есть, если смотреть на сторону стекла, остекление, снабженное слоистой структурой, видится первым, а затем прозрачный стеклянный лист без слоя, то отмечаются следующие свойства:
2
LT=61,7%; LR=14,4%; SF=36,5%; S=1,7 значение U=1,05W/(м.К);
оттенок в проходящем свете выражается следующими величинами:
L*=82,8 ;a*=-2,9; b*=+l,4
оттенок в отраженном свете выражается следующими значениями:
D
L*=45,0; а*=-2,5; b*=-9,9; λ=475 нм; р=17,1%.
Визуальный осмотр в отраженном свете двойного остекления показывает однородный оттенок и внешний вид по всей поверхности. Настоящее изобретение позволяет создать двойное остекление с низким солнечным фактором, которое сохраняет адекватное пропускание света и имеет очень высокую эстетическую привлекательность.
Пример 2.
Пример 2 выполняется так же, как пример 1, но с другой слоистой структурой. В этом примере используется следующая последовательность:
2
4
x
a) первое диэлектрическое покрытие, сформированное из двух оксидных слоев, нанесенных в реакционной атмосфере, образованной из смеси аргона и кислорода, из катодов из сплава цинка-олова различных составов. Первый смешанный оксид цинка-олова толщиной около 24 нм образуется из катодов из сплава цинка-олова с 52 мас.% цинка и 48 мас.% олова и имеет шпинельную структуру станната цинка ZnSnO. Второй смешанный оксид цинка-олова ZnSnO толщиной около 8 нм наносится из мишеней из сплава цинка-олова с 90 мас.% цинка и 10 мас.% олова.
b) Первый отражающий инфракрасное излучение функциональный слой, образованный из около 9 нм серебра из мишени из практически чистого серебра в нейтральной атмосфере аргона.
c) Первый слой расходуемого металла, образованный из слоя Ti толщиной 5 нм, нанесенный из титановой мишени. Этот слой наносят в потоке аргона, с небольшой примесью кислорода из соседних камер. Следует отметить, что окисляющая атмосфера плазмы во время нанесения следующего слоя, описанного ниже, только частично окисляет этот слой титана.
x
d) Второе диэлектрическое покрытие, сформированное из двух слоев смешанных оксидов цинка-олова, нанесенных в реакционной атмосфере, образованной из смеси кислорода и аргона, из катодов из сплавов цинка-олова различных составов. Первый смешанный оксид цинка-олова толщиной около 65 нм наносится из металлических мишеней из сплава ZnSn с 52% Zn и 48% Sn (мас.) с образованием шпинельной структуры станната цинка Zn2Sn04. Второй смешанный оксид цинка-олова ZnSnO толщиной около 10 нм наносят из мишеней из сплава ZnSn с 90% Zn и 10% Sn (мас.).
e) Второй отражающий инфракрасное излучение функциональный слой, образованный из около 15 нм серебра из мишени из практически чистого серебра в нейтральной атмосфере аргона.
f) Слой поглощающего материала, образованного из около 1,8 нм палладия из палладиевой мишени в той же нейтральной атмосфере аргона, как слой е).
g) Второй слой расходуемого металла, образованный из слоя 2,5 нм Ti так же, как первый слой расходуемого металла, описанный выше, который будет окисляться атмосферой плазмы для нанесения следующего диэлектрического слоя.
x
2
4
h) Третье диэлектрическое покрытие, наружное диэлектрическое покрытие, образованное из двух слоев оксидов, нанесенных в реакционной атмосфере, образованной смесью кислорода и аргона, из катодов из сплавов цинка-олова различных составов. Первый смешанный оксид цинка-олова ZnSnO толщиной около 7 нм наносится из металлических мишеней из сплава ZnSn с 90% Zn и 10% Sn (мас.). Второй смешанный оксид цинка-олова толщиной около 15 нм наносится из мишеней из сплава ZnSn, содержащего 52% Zn и 48% Sn (мас.), чтобы образовать шпинельную структуру станната цинка ZnSnO.
i) Слоистую структуру затем завершают нанесением верхнего защитного слоя толщиной 5 нм из TiN, нанесенного в атмосфере азота из титановой мишени.
2
Следует отметить, что толщины Ti даны как эквивалент толщины TiO (то есть как результат окисления Ti), который является их состоянием в конечном продукте после термической обработки. Более того, для слоя g), Ti уже находится в окисленном состоянии в промежуточном остеклении, которое пригодно для проведения термической обработки.
Когда лист стекла, только что покрытый многослойной солнцезащитной слоистой структурой, покидает устройство для нанесения слоев, он имеет следующие свойства:
LT=19,7%; SF=26,4%; ε (излучательная способность)=0,030; поглощение=67,4%, из которых около 20% относятся к поглощающему слою из палладия;
оттенок в проходящем свете выражается следующими величинами:
L*=51,4; a*=-6,1; b*=-6,8
оттенок в отраженном свете на стороне стекла выражается следующими величинами:
D
LR=12,9%; L*=42,7; а*=-5,8; b*=-31,9; λ=480 нм; чистота=49,9%.
2
Это покрытое остекление с многослойной солнцезащитной слоистой структурой, сформированной на листе стекла, подвергается затем термической операции закаливания, во время которой оно подвергается воздействию температуры 690°С в течение 6 минут и затем быстро охлаждается струями холодного воздуха. Во время этой термической обработки титан все еще находится в форме металла, в частности внутри первого расходуемого металлического слоя с), и он достаточно окислен, чтобы быть прозрачным, в то же время все еще образуя эффективный и стабильный экран для защиты лежащего ниже серебряного слоя. Верхний защитный слой Ti окисляется сам, образуя верхний прозрачный защитный слой TiO.
После этой обработки покрытое и закаленное остекление имеет следующие свойства:
LT=59,1%; ε (излучательная способность)=0,026; Rs=1/8 Ω/квадрат; поглощение=31,0%, из которых около 20% относятся к палладиевому слою поглощающего материала;
оттенок в проходящем свете выражается следующими значениями: L*=81,3; а*=-3,0; b*=-5,0; мутность=0,12%;
и оттенок в отраженном свете на стороне стекла выражается следующими значениями:
D
LR=9,9%; L*=37,6; а*=-0,1; b*=-5,6; λ=477 нм; р=9,6%.
Было найдено, что величина поглощения благодаря поглощающему слою после высокотемпературной термической обработки не уменьшается.
Это покрытое остекление затем объединяется в двойное остекление с другим 6 мм прозрачным листом стекла, в котором покрытие расположено на стороне внутреннего пространства двойного остекления. Пространство между этими двумя листами составляет 15 мм, и воздух в нем заменяется аргоном. Если смотреть на двойное остекление со стороны стекла, покрытого остеклением со слоистой структурой, помещенной в позицию 2, то есть, если смотреть со стороны стекла, остекление, снабженное слоистой структурой, видно первым, и затем прозрачный лист стекла без слоя, и отмечаются следующие свойства:
2
LT=53,0%; LR=12,7%; SF=29,9%; S=1,78 значение U=1,1W/(м·К);
оттенок в проходящем свете выражается следующими величинами:
L*=77,9; a*=-4,1; b*=-4,0
оттенок в отраженном свете выражается следующими величинами:
D
L*=42,3; а*=-0,9; b*=-6,1; λ=480 нм: р=15,6%.
Визуальный осмотр в отраженном свете двойного остекления показывает однородный оттенок и внешний вид по всей поверхности. Настоящее изобретение позволяет создать двойное остекление с очень низким солнечным фактором, которое сохраняет адекватное пропускание света и имеет очень высокую эстетическую привлекательность.
Примеры 3-15.
Если не указано иначе, следующие Примеры 3-15 осуществляются подобно вышеприведенному Примеру 1, но с другими структурами. Структуры соответствующих слоев даются в Таблице 1 с последующим объяснением использованных сокращений:
3
4
x
3
4
- D1 = первое диэлектрическое покрытие, образованное из двух или трех оксидных или нитридных или, возможно, оксинитридных слоев. Нитридные слои наносятся в реакционной смеси азота и аргона из металлической мишени. Это применяется для других диэлектриков слоистой структуры, где это подходит. Слои из SiN, использованные в примерах, могут быть слегка окислены в виде SiONy. Следует отметить, что слои из SiN и ZnO могут быть допированы алюминием хорошо известным образом.
- D2 = промежуточное диэлектрическое покрытие, образованное, если присутствует в примере, из оксидных, или нитридных, или, возможно, оксинитридных слоев, как D1.
- D3 = наружное диэлектрическое покрытие, образованное из одного или двух оксидных или нитридных или, возможно, оксинитридных слоев, как D1.
- IR1 и IR2 = первый и второй функциональные слои, отражающие инфракрасное излучение.
- Р1 и Р2 = первый и второй слои расходуемого металла, где каждый образован из одного или двух слоев металла или сплава металлов в металлической или возможно субоксидной форме. Эти слои предназначены для защиты от окисления материала (IR1 и IR2), отражающего инфракрасное излучение, такого как серебро, окисляясь вместо него, в частности, во время нанесения последующих слоев или во время термической обработки слоя, если это происходит. В конечном продукте они, предпочтительно, в сущности будут полностью окислены.
2
5
2
5
x
x
x
x
x
x
x
x
x
5
Таблица 1 показывает состояние слоев, когда они выходят из распыляющего устройства перед какой-либо термической обработкой, то есть расходуемые металлические слои уже окислены плазмой для нанесения следующих слоев, если дело обстоит именно так. В этом случае они представлены в своем окисленном состоянии и не присутствуют в форме, в которой они были нанесены. Например, TiO, ZAlO и NbO из колонок Р1 и/или Р2 Примеров 3-7 и 11-15 были нанесены в форме металла и окислены во время нанесения следующего оксида, и уже не оставляют запаса для окисления при последующей обработке. Напротив, NiCrO и TiO в Примерах 9, 10 и 13 наносятся в субокисленной форме и остаются субокисленными до конца процесса нанесения, так что они действительно сохраняют резерв для окисления при последующей обработке. NiCrO (Примеры 9 и 13) наносится из катода NiCr в слегка окисляющей реакционной атмосфере с системой регулирования (control loop) степени окисления, тогда как TiO (Пример 10) наносится из керамического TiO катода в атмосфере, состоящей по существу из аргона. В рамках настоящего изобретения также можно наносить TiO таким же образом как NiCrO. В Примере 15 (в Р1), TiO также наносится из керамического TiO катода в атмосфере, состоящей по существу из аргона, с низкой долей кислорода, и находится в сильно окисленном состоянии после нанесения следующего оксида (ZSO).
NiCr (P1, Пример 4) является металлическим сплавом, состоящим из 80 мас.% Ni и 20 мас.% Cr, который используется как расходуемый металл. NiV (P1 и Р2, Пример 6) является металлическим сплавом, состоящим из 93 мас.% никеля и 7 мас.% ванадия, который также используется как расходуемый металл. В этих примерах оба (NiCr и NiV) образуют резерв для окисления при последующей операции высокотемпературной термической обработки. Они окисляются после термической обработки.
В случае TiRu15 в Примере 8 Ti образует резерв для окисления при последующей операции термической обработки, в то время как Ru является поглощающим материалом, который остается в форме поглощающего металла после термической обработки.
- CS = верхний защитный слой, возможно образованный из двух слоев.
- АВ = поглощающий слой, если поглощающий материал наносят в виде отдельного слоя.
Если иначе, то поглощающий материал присутствует в виде сплава или в допированной форме с материалом, отражающим инфракрасное излучение, и/или с расходуемым металлом. В Таблице 1 поглощающий материал представлен выделенным шрифтом. Число рядом с поглощающим материалом показывает атомный процент этого материала в сплаве с материалом функционального слоя или расходуемого металла. Ag:Pd3, например, означает, что в серебре содержится 3 атомных % абсорбента палладия, и то же самое применимо соответственно для Ag:Pd2, Ag:Pd30, Ag:Co5, Ag:Os11 и Ag:Au8. А также TiRu15 показывает, что 15 атомных % абсорбента рутения содержится в сплаве с расходуемым металлом Ti; и т.д.
Ag:NiCr10 показывает, что 10 атомных % сплава NiCr (сплав с 80 мас.% Ni и 20 мас.% Cr) находится в серебре. Этот функциональный слой, содержащий поглощающий материал, может быть нанесен путем совместного распыления из серебряного катода и NiCr катода, или он может быть получен из одного катода из сплава AgNiCr.
Как вариант Примера 12, был использован Ag:NiV10 с 10 атом.% NiV (сплав 93 мас.% Ni с 7 мас.% V) в серебре, и были получены те же самые результаты, как перечисленные выше.
CoCr является сплавом 80 мас.% Со с 20 мас.% Cr. Этот слой может быть нанесен с помощью магнетрона без каких-либо проблем, связанных с тем фактом, что CoCr не является ферромагнетиком, как в случае упомянутых выше NiCr или NiV, в противоположность чистому Со и чистому Ni.
- ZSO5 = смешанный оксид цинка-олова, полученный катодным распылением в окислительной атмосфере из металлической мишени из сплава ZnSn с 52% Zn и 48% Sn;
- ZSO9 = смешанный оксид цинка-олова, полученный катодным распылением в окислительной атмосфере из металлической мишени из сплава ZnSn с 90% Zn и 10% Sn;
- ZAlO2 или ZAlO5 = оксид цинка ZnO, содержащий 2 или 5 атомных % алюминия Al соответственно.
Листы стекла в Примерах 3-15 имеют толщину 6 мм.
Остекления, покрытые слоистыми структурами согласно Примерам 3-10 и 13-14, затем подвергались термической операции закаливания, во время которой они подвергались воздействию температуры 690°С в течение 6 минут и потом быстро охлаждались струями холодного воздуха.
Оптические и энергетические свойства остекления с покрытием после закаливания, если это происходило (Примеры 3-10 и 13-14), или после нанесения покрытия, если они не были термически обработаны (Примеры 11, 12 и 15), представлены в Таблице 2.
Значения, представленные для Примеров 3-8 и 13-14, являются значениями после термической обработки.
Для Примеров 9 и 10 значения перед термической обработкой также представлены (Таблицы 2 и 3) в строке, выделенной курсивом, ПЗ (перед закаливанием). Было обнаружено для этих двух примеров, что свойства не изменяются значительным образом после обработки закаливанием и что эти закаленные варианты, следовательно, могут быть размещены вместе с их гомологичными незакаленными вариантами.
В Примерах 3-10 и 13-14 отмечено, что остекления с покрытием являются абсорбентом после закалки и что излучательная способность является низкой.
Примеры 11, 12 и 15 представляют собой незакаляемые слоистые структуры, то есть они используются как таковые, без подвергания термической обработке. Значения, данные в Таблице 2 для примеров 11, 12 и 15, являются, следовательно, значениями, измеренными на выходе из устройства для распыления слоев или после хранения без термической обработки.
RV
RV
RV
- L*, a*, b* представляют 1976 CIELAB значения оттенка в отраженном свете на стороне стекла.
d(RV)
(RV)
- λ и p представляют доминирующую длину волны и чистоту оттенка в отраженном свете на стороне стекла.
-  представляет изменение оттенка во время термической обработки.
Таблица 2
Пр.
LT(%)
LR(%)
LA(%)
SF(%)
ε
L<sub>RV*</sub>
a<sub>RV*</sub>
b<sub>RV*</sub>
λ<sub>d(RV)</sub>(нм)
P<sub>(RV)</sub>(%)
ΔЕ*
3
47,7
43,7
8,6
31,3
0,03
72,2
-2,3
-3,3
479
4,7
-
4
42,5
14,8
42,8
27,5
0,03
45,5
-0,9
-8,1
473
13,1
-
5
67,8
11,0
21,3
40,5
0,03
39,8
-1,9
-10,4
474
18,8
-
6
67,6
11,2
21,3
43,0
0,02
41,0
-2,7
-10,3
474
19,1
-
7
43,1
14,5
42,5
27,5
0,04
45,1
-1,6
-7,3
474
12,5
-
8
60,8
10,5
28,7
37,5
0,03
39,2
-1,8
-12,9
473
23,4
-
9ПЗ
33,9
27,0
29,1
22,7
0,04
59,0
-1,5
-2,0
479
3,5
1,00
9
34,2
27,7
38,0
23,2
0,04
59,7
-2,2
-2,2
480
4,1
10ПЗ
56,5
11,4
22,1
33,6
0,04
40,2
0,2
-14,9
477
24,6
1,05
10
57,6
10,8
31,6
34,0
0,03
39,6
0,7
-15,6
470
25,7
11
58,7
32,1
9,2
40,2
0,04
63,7
-3,0
-6,3
477
9,2
-
12
68,6
11,0
20,4
42,5
0,03
39,8
-1,3
-10,4
473
18,7
13
55,6
13,5
31,0
34,8
0,02
43,8
-2,3
-10,4
474
18,0
14
56,5
13,1
30,4
34,0
0,02
43,2
-0,3
-9,8
478
16,0
15
55,5
16,8
27,7
37,1
0,03
48,4
0,0
-13,1
470
19,7
Величина поглощения света поглощающим материалом в различных примерах составляет соответственно около 4% для Примера 3, около 30% для Примера 4, около 11% для Примера 5, около 10% для Примера 6, около 32% для Примера 7, около 18% для Примера 8, около 28% для Примера 9, около 22% для Примера 10, около 4% для Примера 11, около 9% для Примера 12, около 21% для Примера 13, около 20% для Примера 14 и около 17% для Примера 15. Эта величина поглощения света поглощающим материалом света в слоистой структуре не изменялась после высокотемпературной термической обработки, которой подвергались слоистые структуры Примеров 3-10 и 13-14.
Как вариант Примера 12 поглощающий материал NiCr, который присутствует как сплав с 10 атомных % в серебре второго функционального слоя, был заменен на 10 атомных % Ti в серебре или на 4 атомных % Pd в серебре без изменения толщины функционального слоя (IR2), при этом были получены такие же оптические свойства, включая оттенок, как значения, представленные в Таблице 2 для Примера 12. Пример 12 и его варианты относятся к незакаляемым слоистым структурам. Когда речь идет о закаливаемой слоистой структуре, заменяющий поглощающий материал должен выбираться из поглощающих материалов, перечисленных выше, как предпочтительных для образования закаливаемых слоистых структур, то есть из следующих материалов: Pd, Pt, Au, Ir, Rh, Ru, Os, Co, La, Ce, Pr, Nd и их сплавов.
В Таблице 3 представлены оптические и энергетические свойства остеклений с покрытием, объединенных в двойное остекление таким же образом, как в Примере 1, с прозрачным стеклянным листом толщиной 6 мм и пространством между листами шириной 15 мм, заполненным 100% аргоном. Остекление изучается со стороны слоистой структуры, размещенной в позиции 2 на наружном листе внутри двойного остекления, то есть, когда смотрят со стороны стекла, остекление, снабженное слоистой структурой, видят первым, а потом прозрачный стеклянный лист без слоя. Двойные остекления в Примерах 9 и 10, собранные с закаленными слоистыми структурами, могут быть эстетически размещены вместе с их гомологичными конструкциями с такими же незакаливаемыми слоистыми структурами, поскольку очень низкое значение Δ Е*.
Таблица 3
Пр.
LT(%)
LR(%)
LA(%)
SF(%)
S
U (или k) (Вт/м<sup>2</sup>k)
L<sub>RV*</sub>
a<sub>RV*</sub>
b<sub>RV*</sub>
λ<sub>d(RV)</sub>(нм)
P<sub>(RV)</sub>(%)
ΔЕ*
3
43,7
45,5
10,7
27,7
1,58
1,1
73,4
-2,4
-2,7
480
4,2
-
4
38,1
16,2
45,7
21,2
1,80
1,1
47,4
-1,8
-7,4
474
12,3
-
5
60,6
14,6
24,7
34,5
1,76
1,1
45,3
-3,1
-8,1
476
14,6
-
6
61,7
14,4
23,9
37,0
1,67
1,1
45,0
-2,5
-9,9
475
17,1
-
7
38,6
16,0
45,4
53,0
1,82
1,1
47,1
-2,5
-6,5
476
11,5
-
8
54,7
14,2
31,1
31,3
1,75
1,1
44,8
-2,0
-10,8
474
18,2
-
9 ПЗ
31,1
27,9
41,0
17,3
1,79
1,1
59,8
-1,6
-2,0
479
3,4
1,06
9
31,2
28,7
40,1
17,8
1,75
1,1
60,5
-2,4
-2,1
481
4,0
10 ПЗ
50,7
13,8
35,5
27,2
1,86
1,1
44,0
-1,2
-12,0
469
78,2
0,91
10
51,5
13,4
35,1
27,6
1,87
1,1
43,7
-0,7
-12,7
472
20,5
11
53,2
34,9
11,8
28,6
1,50
1,1
65,9
-3,1
-5,2
478
7,8
12
61,4
14,8
23,8
36,4
1,69
1,1
45,5
-2,5
-8,2
475
14,3
13
50,0
15,9
34,1
29,4
1,70
1,0
47,2
-3,1
-9,0
475
15,8
14
50,8
15,7
33,5
28,2
1,81
1,0
47,0
-2,0
-8,7
474
14,6
15
49,8
19,3
30,9
29,2
1,71
1,1
51,4
-1,1
-11,7
473
16,9