МНОГОСЛОЙНОЕ ЦВЕТНОЕ СТЕКЛО
MULTI-LAYER COLORED GLASS

Настоящее изобретение относится к области декоративных стеклянных панелей. Более конкретно, оно относится к декоративным панелям для внутренних применений, таких как, например, офисные перегородки, облицовки стен, фартуки для кухни, двери и перила, или для наружных применений, таких как остекления фасадов, защитные экраны и солнцезащитные козырьки.
Стекло является материалом, широко используемым архитекторами как для внутренней отделки зданий, так и для их наружной облицовки. Поэтому существует постоянный спрос на новые продукты, позволяющие достичь эстетической передачи, желаемой архитекторами.
Многослойные стекла обычно используются в строительной отрасли из-за их свойства быть так называемым "безопасным" остеклением. Они состоят из двух листов стекла, соединенных между собой склеивающим промежуточным слоем.
При желании получить цветные многослойные стекла одна из возможностей состоит в использовании склеивающего промежуточного слоя, который сам является окрашенным. Таким образом, окраска обеспечивается в процессе изготовления промежуточного слоя. Это решение является не очень гибким для конечного потребителя. Действительно, окраска (уровень оттенка и выбор цвета) навязывается производителем промежуточного слоя, и при этом выбор остается ограниченным. Поэтому разработка новых оттенков остается проблематичной для производителя стекол и требует значительных усилий по адаптации рецептур, чтобы и дальше можно было удовлетворить требованиям клиента. Действительно, изменение одного компонента или соотношений компонентов в композиции промежуточного слоя может повлиять на характеристики добавок и/или свойства конечного продукта. Это особенно справедливо, когда желательно получить яркие оттенки и, следовательно, необходимо значительно увеличить долю красителей в склеивающем промежуточном слое. Даже если это можно предусмотреть, обеспечение такими цветными промежуточными слоями на заказ остается дорогостоящим.
Можно также выполнить цифровую печать на склеивающем промежуточном слое перед его введением в многослойное стекло. Этот метод позволяет воспроизводить большое разнообразие сложных узоров для декоративных или коммуникационных целей (подразумеваются, например, логотипы). Однако многослойные стекла, включающие промежуточные слои с отпечатанными узорами, как правило, не имеют достаточного контраста между цветами, особенно между светлыми цветами, чтобы обеспечить удовлетворительное различение узоров, в частности, когда они находятся на открытом воздухе, например, на фасадах зданий.
Настоящее изобретение предлагает декоративную стеклопанель, позволяющую устранить указанные выше недостатки. Более конкретно, настоящее изобретение относится к многослойному стеклу, содержащему первый стеклянный лист, второй стеклянный лист и цветной склеивающий промежуточный слой между первым стеклянным листом и вторым стеклянным листом, отличающемуся тем, что между первым стеклянным листом и склеивающим промежуточным слоем расположено покрытие, образованное последовательностью следующих слоев, начиная от поверхности первого стеклянного листа:
– необязательно, первый пакет диэлектрических слоев;
– слой на основе оксида титана; и
– необязательно, второй пакет диэлектрических слоев.
Многослойное стекло согласно изобретению позволяет расширить выбор доступных эстетических решений без вмешательства в состав склеивающего промежуточного слоя. В частности, настоящее изобретение предлагает ряд многослойных стекол, обладающих более яркими цветами, исходя из уже доступной гаммы цветных склеивающих промежуточных слоев. Кроме того, настоящее изобретение позволяет также повысить контрастность между разными оттенками, в частности, светлыми оттенками. Усиление контраста особенно ценно для улучшения видимости (различимости) узоров, в частности, снаружи, независимо от того, получаются ли они с помощью склеивающих промежуточных слоев с отпечатанными узорами или за счет комбинаций безузорчатых многослойных стеклопанелей разных цветов.
Многослойное стекло согласно изобретению содержит первый стеклянный лист и второй стеклянный лист, каждый из них имеет внутреннюю поверхность, находящуюся в контакте со склеивающим промежуточным слоем, и наружную поверхность, противоположную упомянутой внутренней поверхности. Первый и второй стеклянные листы предпочтительно являются плоскими листами стекла, в частности, листами флоат–стекла, т.е. имеющими гладкую внутреннюю поверхность и гладкую наружную поверхность. Под "гладкой поверхностью" в контексте настоящего изобретения понимается поверхность, у которой неровности поверхности таковы, что падающее на поверхность излучение не отклоняется значительно этими неровностями поверхности. В некоторых вариантах осуществления наружная поверхность по меньшей мере одного из первого или второго стеклянных листов, а возможно – каждого из первого и второго стеклянных листов, может быть частично или полностью текстурированной. Под "текстурированной поверхностью" в контексте настоящего изобретения понимается поверхность, у которой состояние поверхности изменяется на масштабе, превышающем длину волны падающего на поверхность излучения, так что падающее излучение пропускается и отражается поверхностью диффузно. Такое текстурирование может быть получено любым известным способом текстурирования, например, тиснением внутренней поверхности листа стекла, предварительно нагретого до такой температуры, при которой оно может деформироваться, в частности, прокаткой валком, имеющим на своей поверхности текстуру, комплементарную текстуре, которая должна быть сформирована на внутренней поверхности листа стекла; абразивной обработкой посредством абразивных частиц или поверхностей, в частности, пескоструйной обработкой; химической обработкой, в частности, обработкой кислотой; или травлением, возможно, с использованием масок, чтобы оставить по меньшей мере часть поверхности подложки нетекстурированной.
Первый и второй стеклянные листы обычно являются листами прозрачного (бесцветного) или особо прозрачного стекла. Однако в некоторых вариантах осуществления они могут быть, напротив, выполнены из окрашенного в массе стекла, такого как, например, желтое, синее, зеленое, серое или бронзовое стекло. Каждый из них обычно может иметь толщину от 2 до 20 мм, в частности, от 3 до 12 мм, например, 4, 6, 8 или 10 мм.
Покрытие, расположенное между первым стеклянным листом и склеивающим промежуточным слоем, обычно находится в прямом контакте с внутренней поверхностью первого стеклянного листа. Оно предпочтительно находится также в прямом контакте со склеивающим промежуточным слоем. С другой стороны, второй стеклянный лист предпочтительно находится в прямом контакте со склеивающим промежуточным слоем. В контексте настоящего изобретения элемент A "в прямом контакте" с элементом B означает, что между упомянутыми элементами A и B нет никаких других элементов. Напротив, элемент A "в контакте" с элементом B не исключает присутствия другого элемента между упомянутыми элементами A и B.
Покрытие образовано следующей последовательности, начиная от внутренней поверхности первого стеклянного листа: необязательно, первый пакет диэлектрических слоев, слой на основе оксида титана и, необязательно, второй пакет диэлектрических слоев. Здесь выражение "образовано" указывает на то, что покрытие не содержит других слоев, кроме перечисленных выше. Другими словами, слой на основе оксида титана находится в прямом контакте, с одной стороны, с первым пакетом диэлектрических слоев, а, с другой стороны, со вторым пакетом диэлектрических слоев. Таким образом, кроме слоя на основе оксида титана, покрытие согласно изобретению содержит только слои, образованные из диэлектрических материалов. В особенности, оно не содержит металлических слоев, в частности, на основе серебра, платины, палладия, золота, меди или же никеля, типа NiCr. Предпочтительно, покрытие согласно изобретению не содержит также слоев нитридов металлов, в частности типа TiN, NbN или CrN. В одном предпочтительном варианте осуществления покрытие образовано последовательностью, начиная от внутренней поверхности первого стеклянного листа, из первого пакета диэлектрических слоев, слоя на основе оксида титана и второго пакета диэлектрических слоев.
Выражение "на основе" в отношение состава слоя означает, что упомянутый слой содержит более 60%, предпочтительно более 80%, предпочтительнее более 90%, и даже более 95% массовых соответствующего материала. Рассматриваемый слой может, в частности, состоять по существу из упомянутого материала, то есть содержать более 99% массовых упомянутого материала.
В покрытии согласно изобретению слой на основе оксида титана может, в частности, содержать кремний. В этом случае полное атомное отношение Si/Ti в упомянутом слое на основе титана предпочтительно составляет от 0,01, или же 0,05, до 0,25, или же 0,20 или 0,15. Отношение Si/Ti предпочтительно является одинаковым по всей толщине слоя на основе титана. Кроме того, атомы кремния и титана предпочтительно составляют по меньшей мере 90%, даже по меньшей мере 95%, по меньшей мере 97%, или же все 100% атомов, кроме кислорода, в упомянутом слое на основе титана.
Слой на основе оксида титана обычно имеет физическую толщину от 5 до 70 нм, предпочтительно от 20 до 50 нм. При отсутствии первого и второго пакетов диэлектрических слоев, слой на основе оксида титана предпочтительно имеет физическую толщину от 20 до 50 нм. Когда первый и второй пакеты диэлектрических слоев присутствуют, слой на основе оксида предпочтительно имеет физическую толщину от 10 до 50 нм.
Выражение "диэлектрический слой" в контексте настоящего изобретения означает неметаллический слой, то есть не состоящий из металла. Это выражение означает, в частности, слой, состоящий из материала, у которого отношение показателя преломления к коэффициенту экстинкции (n/k) на всем диапазоне длин волн видимого спектра (380–780 нм) больше или равно 5.
Диэлектрические слои первого пакета диэлектрических слоев и второго пакета диэлектрических слоев предпочтительно независимо выбраны из слоев на основе оксидов цинка, кремния, олова, титана, циркония, ниобия и их смесей, нитридов кремния и/или алюминия и оксинитридов кремния и/или алюминия.
Первый и второй пакеты диэлектрических слоев могут независимо содержать от 1 до 5 диэлектрических слоев, например, 1, 2 или 3 диэлектрических слоя. Таким образом, покрытие в целом может содержать от 3 до 11 слоев, например, 3, 4, 5, 6 или 7 слоев.
Полная оптическая толщина первого пакета диэлектрических слоев обычно составляет от 10 до 150 нм, предпочтительно от 20 до 120 нм, например, от 20 до 40 нм, от 70 до 90 нм или от 90 до 110 нм. Под полной оптической толщиной пакета слоев понимается сумма оптических толщин каждого слоя, из которых образован пакет, причем оптическая толщина одного слоя определяется как произведение физической толщины слоя на его показатель преломления.
В одном частном варианте осуществления первый пакет диэлектрических слоев образован из двух диэлектрических слоев, в частности, в следующем порядке, начиная от первого стеклянного листа: первый слой на основе оксида кремния и второй слой на основе нитрида кремния. Предпочтительно, первый слой имеет оптическую толщину от 5 до 50 нм или от 15 до 30 нм, а второй слой имеет оптическую толщину от 20 до 150 нм или от 50 до 100 нм.
В другом частном варианте осуществления первый пакет диэлектрических слоев образован из единственного слоя, в частности, слоя на основе нитрида кремния или оксида кремния. Этот единственный слой предпочтительно имеет оптическую толщину от 20 до 120 нм, предпочтительно от 50 до 100 нм.
Полная оптическая толщина второго пакета диэлектрических слоев обычно составляет от 5 до 50 нм, предпочтительно от 10 до 25 нм.
В одном варианте осуществления второй пакет диэлектрических слоев образован из двух диэлектрических слоев, в частности, в следующем порядке, начиная от первого стеклянного листа: первый слой на основе оксида кремния и второй слой на основе оксида титана. Предпочтительно, первый слой имеет оптическую толщину от 5 до 20 нм или от 7 до 15 нм, а второй слой имеет оптическую толщину от 2 до 10 нм или от 3 до 7 нм.
Второй стеклянный лист может быть покрыт противоотражательным покрытием на своей наружной поверхности, то есть на стороне второго стеклянного листа, которая не находится в контакте со склеивающим промежуточным слоем. Противоотражательное покрытие обычно состоит из последовательности, начиная от поверхности стекла, слоев с высоким показателем преломления и низким показателем преломления. В частности, противоотражательное покрытие может быть образовано, начиная от поверхности стекла, из первого слоя с высоким показателем преломления, в частности на основе нитрида кремния, первого слоя с низким показателем преломления, в частности на основе оксида кремния, второго слоя с высоким показателем преломления, в частности на основе нитрида кремния, и второго слоя с низким показателем преломления, в частности на основе оксида кремния. Такие противоотражательные покрытия описаны, например, в EP 1206715 или EP 1519902.
Склеивающий промежуточный слой представляет собой лист из термоформуемого или чувствительного к давлению полимерного материала. Речь может идти, в частности, о склеивающем промежуточном слое на основе поливинилбутираля (ПВБ), этиленвинилацетата (ЭВА), полиуретана (ПУ), полиэтилентерефталата (ПЭТФ) или поливинилхлорида (ПВХ). Предпочтительным является склеивающий промежуточный слой на основе ПВБ.
Склеивающий промежуточный слой является цветным (окрашенным) на по меньшей мере части своей поверхности. В первом варианте осуществления склеивающий промежуточный слой является окрашенным на всей своей поверхности, предпочтительно равномерным образом. В этом случае предпочтительно говорят об окрашенных в массе промежуточных слоях. В другом варианте осуществления склеивающий промежуточный слой может быть отпечатанным склеивающим промежуточным слоем, содержащим, в частности, цветные узоры, возможно, заключенным между двумя бесцветными склеивающими промежуточными слоями.
Склеивающий промежуточный слой обычно имеет толщину порядка от 0,2 до 1,5 мм, например, примерно 0,76 мм. Многослойное стекло согласно изобретению может содержать несколько склеивающих промежуточных слоев, например, 2 или 3, одинаковых или разных.
10
20
10a
20a
10b
20b
10
20
30
40
41
42
43
41
43
43a
43b
Фигура 1 иллюстрирует один вариант осуществления декоративного многослойного стекла согласно настоящему изобретению. Первый стеклянный лист  и второй стеклянный лист  имеют каждый внутреннюю поверхность  и  соответственно и наружную поверхность  и  соответственно. В этом варианте осуществления внутренние и наружные поверхности первого и второго стеклянных листов являются гладкими. Между первым и вторым стеклянными листами  и  расположен склеивающий промежуточный слой . Покрытие  состоит из первого пакета диэлектрических слоев , слоя  на основе оксида титана и второго пакета диэлектрических слоев . В этом варианте осуществления первый пакет диэлектрических слоев  образован из единственного слоя, например, слоя на основе нитрида кремния, а второй пакет диэлектрических слоев  образован из двух слоев: первого диэлектрического слоя , например, на основе оксида кремния, и второго диэлектрического слоя , например, на основе оксида титана.
Один пример способа изготовления декоративного многослойного стекла согласно изобретению включает:
– обеспечение первого стеклянного листа с нанесенным покрытием, цветного склеивающего промежуточного слоя и второго стеклянного листа, причем упомянутое покрытие образовано последовательностью следующих слоев, начиная от поверхности стекла:
- необязательно, первый пакет диэлектрических слоев;
- слой на основе оксида титана; и
- необязательно, второй пакет диэлектрических слоев;
– последовательное позиционирование по отношению к первому стеклянному листу склеивающего промежуточного слоя и второго стеклянного листа так, чтобы покрытие находилось в контакте со склеивающим промежуточным слоем; и
– нагревание образованной таким образом слоистой структуры до температуры выше температуры стеклования склеивающего промежуточного слоя.
Покрытие согласно изобретению осаждено на внутреннюю поверхность первого стеклянного листа, предпочтительно в вакууме, путем катодного распыления с помощью магнитного поля (называемого катодным магнетронным распылением).
Декоративное многослойное стекло согласно изобретению может быть плоским стеклом или выпуклым стеклом. Его можно использовать как для оформления интерьеров зданий, так и для их внешней облицовки. Применения во внутренней отделке зданий включают, например, офисные перегородки, облицовки стен (стеновые покрытия), фартуки для кухни, двери и перила (балюстрады). Применения во внешней облицовке зданий включают, например, остекления фасадов, защитные экраны, солнцезащитные козырьки и балюстрады. Таким образом, настоящее изобретение относится также к изделию, содержащему вышеописанное многослойное стекло, причем упомянутое изделие выбрано из офисных перегородок, облицовок стен, фартуков для кухни, дверей, перил, остеклений фасадов, защитных экранов и солнцезащитных козырьков.
Изобретение проиллюстрировано с помощью следующих неограничивающих примеров.
Пример 1
3
4
2
2
2
Декоративное многослойное стекло I1 согласно изобретению, такое как показанное на фиг. 1, приготовили из стеклянных листов PLANICLEAR толщиной 4 мм, выпускаемых в продажу заявителем. Покрытие, состоящее из пакета стекло//SiN(30нм)/TiO(22нм)/SiO(7нм)/TiO(1нм), было осаждено методом катодного магнетронного распыления на внутреннюю поверхность первого стеклянного листа. Указанные в скобках толщины соответствуют физическим толщинам. Затем первый стеклянный лист с покрытием ламинировали со вторым стеклянным листом без покрытия с помощью цветного склеивающего промежуточного слоя из ПВБ, окрашенного красителем Vanceva True Blue, размещая покрытую сторону первого стеклянного листа в контакте со склеивающим промежуточным слоем.
3
4
2
3
4
2
Многослойное стекло I2 согласно изобретению было приготовлено аналогично стеклу I1, с тем отличием, что второй стеклянный лист имел противоотражательное покрытие стекло//SiN(18нм)/SiO(28nm)/SiN(102нм)/SiO(90нм) на своей наружной поверхности.
Для сравнения было приготовлено многослойное стекло C1 идентичным многослойным стеклам I1 и I2 образом, с тем отличием, что ни первый, ни второй стеклянный лист не имели покрытия.
Измерения цвета на отражение и на пропускание света (TL) были проведены на каждом из многослойных стекол I1, I2 и C1 с помощью колориметра Minolta CM5 (осветитель D65, наблюдатель 2°, зеркальное отражение включено). Результаты измерения цвета на отражение, выраженные в системе CIE L*a*b*, были проведены на наружной поверхности второго стеклянного листа (поверхность 20b согласно фиг. 1). Измерения TL соответствуют пропусканию света от наружной поверхности второго стеклянного листа к наружной поверхности первого стеклянного листа (от поверхности 20b к поверхности 10b согласно фиг. 1). Результаты сведены в таблице 1.
Таблица 1
<b>L*</b>
<b>a*</b>
<b>b*</b>
<b>TL</b>
<b>C1</b>
25,8
3,1
–6,8
11,7
<b>I1</b>
27,5
8,0
–17,6
10,0
<b>I2</b>
14,1
18,4
–33,0
10,4
Многослойное стекло I1 согласно изобретению имеет более высокие цветовые координаты a* и b* по абсолютному значению, чем многослойное стекло C1, что выражается в более интенсивном цвете, при этом имея по существу одинаковые значения TL. Этот эффект еще более заметен для стекла I2 согласно изобретению.
Пример 2
Многослойное стекло I3 согласно изобретению было приготовлено идентично стеклу I1, с тем отличием, что использовавшийся ПВБ образован из трех зон: первая бесцветная зона, вторая желтая зона (Vanceva Sahara Sun) и третья оранжевая зона (Vanceva Tangerine).
Для сравнения было приготовлено многослойное стекло C2 идентичным многослойному стеклу I3 образом, с тем отличием, что первый стеклянный лист не имел покрытия.
i/j
i/o
j/o
Измерения цвета на отражение, выраженные в системе CIE L*a*b*, были проведены с помощью колориметра Minolta CM5 на наружной поверхности второго стеклянного листа (поверхность 20b согласно фиг. 1) для каждой из бесцветной, желтой и оранжевой зон стекол I3 и C2. Были рассчитаны разницы в цвете между бесцветной и желтой зонами (ΔE*), бесцветной и оранжевой зонами (ΔE*) и желтой и оранжевой зонами (ΔE*). Высокое значение ΔE* означает большую разницу в оттенке. Результаты сведены в таблицу 2.
Таблица 2
<b>зона</b>
<b>L*</b>
<b>a*</b>
<b>b*</b>
<b>ΔE*</b><sub><b>i/j</b></sub>
<b>ΔE*</b><sub><b>i/o</b></sub>
<b>ΔE*</b><sub><b>j/o</b></sub>
<b>C2</b>
бесцветная
33,1
–1
–0,4
7,9
9,3
11,0
желтая
33,5
–4,5
6,7
оранжевая
30,9
6,1
5,2
<b>I3</b>
бесцветная
52,9
–2,8
–2,9
25,8
32,5
32,5
желтая
52
–11,8
21,3
оранжевая
39,5
18
18,2
i/j
i/o
j/o
Значения ΔE*, ΔE* и ΔE* являются заметно более высокими для многослойного стекла I3 согласно изобретению по сравнению с многослойным стеклом C2. Поэтому различные бесцветная, желтая и оранжевая зоны кажутся более контрастными и лучше выраженными у многослойного стекла по изобретению.