DE19616841B4 - Coated glassy material panel with high translucency, low solar factor and neutral appearance when reflected and used in a multiple glazing unit - Google Patents
Coated glassy material panel with high translucency, low solar factor and neutral appearance when reflected and used in a multiple glazing unit Download PDFInfo
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Abstract
Beschichtete
Scheibe aus glasartigem Material mit einem hohen Grad an Lichtdurchlässigkeit,
einem geringen Solarfaktor und einem neutralen Aussehen bei Reflexion,
umfassend eine Oberfläche,
welche die folgenden Beschichtungsschichten in der angegebenen Reihenfolge
trägt:
(i)
eine erste Schicht von transparentem dielektrischem nicht-absorbierenden Material,
angrenzend an die Scheibe, mit einer optischen Dicke von zwischen
63 und 72 nm;
(ii) eine erste Schicht von Silber oder Silberlegierung
mit einer geometrischen Dicke von zwischen 9,5 und 10,5 nm;
(iii)
eine zweite Schicht von transparentem dielektrischem nicht-absorbierenden Material
mit einer optischen Dicke von zwischen 144 und 160 nm;
(iv)
eine zweite Schicht von Silber oder Silberlegierung mir einer geometrischen
Dicke von zwischen 13 und 14 nm;
(v) eine dritte Schicht aus
transparentem dielektrischem nicht-absorbierenden Material mit einer optischen
Dicke von zwischen 50 und 58 nm;
so dass die beschichtete Scheibe
die folgenden Eigenschaften zeigt:
eine Lichtdurchlässigkeit
TLC von mehr...A coated glassy material sheet having a high degree of light transmission, a low solar factor and a neutral reflection appearance, comprising a surface bearing the following coating layers in the order listed:
(i) a first layer of transparent dielectric non-absorbing material adjacent to the wafer having an optical thickness of between 63 and 72 nm;
(ii) a first layer of silver or silver alloy having a geometric thickness of between 9.5 and 10.5 nm;
(iii) a second layer of transparent dielectric non-absorbing material having an optical thickness of between 144 and 160 nm;
(iv) a second layer of silver or silver alloy having a geometric thickness of between 13 and 14 nm;
(v) a third layer of transparent dielectric non-absorbing material having an optical thickness of between 50 and 58 nm;
so that the coated disc shows the following properties:
a light transmittance TLC of more ...
Description
Diese Erfindung betrifft eine beschichtete Scheibe aus glasartigem Material, insbesondere eine beschichtete Scheibe aus glasartigem Material mit einem hohen Ausmaß an Lichtdurchlässigkeit, einem geringen Solarfaktor und einem neutralen Aussehen bei Reflexion, sowie deren Verwendung in einer Mehrfachverglasungseinheit.These The invention relates to a coated pane of vitreous material, in particular a coated disc of vitreous material with a high degree Light transmission, a low solar factor and a neutral appearance in reflection, and their use in a multiple glazing unit.
Beschichtete Substrate finden Verwendung auf verschiedenen Gebieten für verschiedene Zwecke. So wird beispielsweise beschichtetes Glas bei wenig emittierenden oder Solarabschirmungsscheiben zur Verwendung in Gebäuden und Fahrzeugen benutzt.coated Substrates find use in different fields for different Purposes. For example, coated glass becomes less emissive or solar shielding discs for use in buildings and Vehicles used.
Um dem beschichteten Substrat spezifische gewünschte Eigenschaften zu verleihen, kann die Beschichtung mehrere Schichten umfassen, von denen jede besondere Anforderungen der Beschichtung erfüllt. Die Schichtzusammensetzungen und ihre Dicken sind gewöhnlich eng definiert, um das Erreichen der spezifischen Anforderungen des beschichteten Substrats insgesamt zu gewährleisten.Around give the coated substrate specific desired properties, For example, the coating may comprise multiple layers, each of which meets special requirements of the coating. The layer compositions and their thicknesses are ordinary narrowly defined to meet the specific requirements of the To ensure coated substrate in total.
Das
Die
Die vorliegende Erfindung betrifft spezifische Komponenten und spezifisch gewählte Bereiche von Dicken der Schichten in einem Beschichtungsstapel, um die gewünschte Kombination eines hohen Ausmaßes der Lichtdurchlässigkeit, einen geringen Solarfaktor und ein neutrales Aussehen bei Reflexion zu erhalten.The The present invention relates to specific components and specifically elected Ranges of thicknesses of the layers in a coating stack, to the desired Combination of a high degree of Light transmission, a low solar factor and a neutral appearance in reflection to obtain.
Für beschichtete Substrate, die in Fenstern für Gebäude oder Fahrzeuge verwendet werden sollen, ist es erwünscht, daß das Produkt, von dem das beschichtete Substrat einen Teil bildet, einen nicht zu großen Teil der gesamten einfallenden Sonnenstrahlung durchlassen soll, d. h. damit das Innere des Gebäudes oder Fahrzeugs nicht bei sonnigem Wetter überhitzt wird. Die Durchlässigkeit der gesamten einfallenden Sonnenstrahlung kann durch den "Solarfaktor" (hier FS) ausgedrückt werden. Wie hier benutzt, bedeutet der Ausdruck "Solarfaktor" die Summe der Energie, die direkt durchgelassen wird und der Energie, die absorbiert und auf der Seite weg von der Energiequelle wieder abgestrahlt wird und ist ein Teil der gesamten auf das beschichtete Substrat einfallenden Strahlungsenergie. Die Solarfaktorwerte, die hier angegeben werden, sind gemessen gemäß dem Dokument Nr. 20 von 1972 der C. I. E. (Commision Internationale de I'Eclairage).For coated substrates to be used in windows for buildings or vehicles, it is desirable that the product from which the coated substrate forms part should transmit a not too large part of the total incident solar radiation, ie the interior of the building or vehicle is not overheated in sunny weather. The permeability of the total incident solar radiation can be expressed by the "solar factor" (here F S ). As used herein, the term "solar factor" means the sum of the energy that is transmitted directly and the energy that is absorbed and re-radiated on the side away from the energy source and is part of the total radiant energy incident on the coated substrate. The solar factor values given here are measured according to document no. 20 of 1972 of the CIE (Commision Internationale de I'Eclairage).
Die
internationale Patentanmeldung
Im Handel erhältliche Solarabschirmungsprodukte sind Glasscheiben, welche eine einzige oder eine mehrfache Beschichtung tragen.in the Commercially available Solar shielding products are glass panes, which are a single or wear a multiple coating.
Es ist erwünscht, beschichtete Substrate bereitzustellen, die bei Reflexion von der Seite entgegengesetzt der beschichteten Seite (der "entgegengesetzten" Seite wie hier benutzt) praktisch neutral sind, d. h. die Reinheit der reflektierten Farbe ist gering. Es wurde gefunden, daß geringe Reinheit an Farbe besonders schwierig gleichzeitig mit einem geringen Solarfaktor und einem hohen Grad an Lichtdurchlässigkeit zu erreichen ist. Die Reinheit einer Farbe wird gemäß einer linearen Skala definiert, wo eine definierte Weißlichtquelle eine Reinheit von Null und eine reine Farbe einer Reinheit von 100% hat. Durch den Ausdruck "Farbreinheit", wie er hier benutzt wird, ist die Anregungs- bzw. die Exzitationsreinheit gemeint, gemessen mit Beleuchtung C, wie im International Lighting Vocabulary, definiert, herausgegeben von der International an Commission Illumination (C. I. E.), 1987, Seiten 87 und 89. Die "Farbreinheit" wird von der entgegengesetzten Seite des Produkts gemessen.It is desired To provide coated substrates, which in reflection from the Side opposite the coated side (the "opposite" side as used here) are practically neutral, d. H. the purity of the reflected color is low. It has been found that low purity of color especially difficult at the same time with a low solar factor and to achieve a high degree of light transmission. The purity of a color is defined according to a linear scale, where a defined white light source a Purity of zero and a pure color of 100% purity. By the term "color purity" as used here is, is the excitation or the excitation purity meant, measured with illumination C, as defined in International Lighting Vocabulary, issued by the International to Commission Illumination (C. I.E.), 1987, pages 87 and 89. The "color purity" is from the opposite side of the product.
Bei beschichteten Substraten gemäß dem Stand der Technik besteht die Neigung für eine überwiegende Wellenlänge (λD) bei Reflexion und zu einer Änderung der Farbreinheit gemäß dem Ansichtswinkel und insbesondere dafür, daß beschichtete Substrate ein rosafarbenes Aussehen haben, wenn sie mit 45° zur entgegengesetzten Oberfläche betrachtet werden.Coated substrates of the prior art tend to have a predominant wavelength (λ D ) upon reflection and a change in color purity according to the viewing angle and, in particular, that coated substrates have a pinkish appearance when viewed at 45 ° to the opposite surface to be viewed as.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein beschichtetes Substrat mit hohem Grad an Lichtdurchlässigkeit, einem geringen Solarfaktor und einem neutralen Aussehen bei Reflexion zu liefern.It One object of the present invention is a coated substrate with a high degree of light transmission, a low solar factor and a neutral appearance in reflection to deliver.
Es wurde gefunden, daß dieses Ziel erreicht werden kann und andere Vorteile erzielt werden können durch ein mehrfach beschichtetes Substrat, bei dem die Beschichtungsschichten aus spezifischen Materialien gebildet sind und innerhalb spezifischer Dickengrenzen vorliegen.It it was found that this Target can be achieved and other benefits can be achieved through a multi-coated substrate in which the coating layers are made of specific materials and within more specific Thickness limits are present.
Gemäß der Erfindung wird eine beschichtete Scheibe aus glasartigem Material mit hohem Grad an Lichtdurchlässigkeit, einem geringen Solarfaktor und einem neutralen Aussehen bei Reflexion bereitgestellt, umfassend eine Oberfläche, welche die folgenden Beschichtungsschichten in der angegebenen Reihenfolge trägt:
- (i) eine erste Schicht von transparentem dielektrischem nicht-absorbierenden Material, angrenzend an die Scheibe, mit einer optischen Dicke von zwischen 63 und 72 nm;
- (ii) eine erste Schicht von Silber oder Silberlegierung mit einer geometrischen Dicke von zwischen 9,5 und 10,5 nm;
- (iii) eine zweite Schicht von transparentem dielektrischem nicht-absorbierendem Material mit einer optischen Dicke von zwischen 144 und 160 nm;
- (iv) einer zweiten Schicht von Silber oder Silberlegierung mit einer geometrischen Dicke von zwischen 13 und 14 nm;
- (v) eine dritte Schicht aus transparentem dielektrischem nicht-absorbierenden Material mit einer optischen Dicke von zwischen 50 und 58 nm;
eine Lichtdurchlässigkeit TLC von mehr als 70%, vorzugsweise wenigstens 75%;
einen Solarfaktor FS von weniger als 47%, vorzugsweise nicht mehr als 46% und
am meisten bevorzugt nicht mehr als 45%; und
eine Reinheit der Färbung bei Reflexion senkrecht zur entgegengesetzten Oberfläche von nicht mehr als 12%, vorzugsweise nicht mehr als 10% und am meisten bevorzugt nicht mehr als 9%.According to the invention there is provided a coated glassy material sheet having a high degree of light transmission, a low solar factor and a neutral reflection appearance, comprising a surface bearing the following coating layers in the order given:
- (i) a first layer of transparent dielectric non-absorbing material adjacent to the wafer having an optical thickness of between 63 and 72 nm;
- (ii) a first layer of silver or silver alloy having a geometric thickness of between 9.5 and 10.5 nm;
- (iii) a second layer of transparent dielectric non-absorbing material having an optical thickness of between 144 and 160 nm;
- (iv) a second layer of silver or silver alloy having a geometric thickness of between 13 and 14 nm;
- (v) a third layer of transparent dielectric non-absorbing material having an optical thickness of between 50 and 58 nm;
a light transmittance TLC of more than 70%, preferably at least 75%;
a solar factor F S of less than 47%, preferably not more than 46% and
most preferably not more than 45%; and
a purity of coloration when reflected perpendicularly to the opposite surface of not more than 12%, preferably not more than 10%, and most preferably not more than 9%.
Die genannten Eigenschaften der beschichteten Scheibe sind auf der Basis einer einzigen Scheibe von gewöhnlichem klaren Natronkalkglas mit einer Dicke von 6 mm, beobachtet von der Seite, entgegengesetzt zur beschichteten Seite, d. h. von der Glasseite. In dieser Beziehung sei bemerkt, daß die entgegengesetzte Seite gewöhnlich unbeschichtet ist.The mentioned properties of the coated disc are based on a single slice of ordinary Clear soda-lime glass with a thickness of 6 mm, observed from the Side, opposite to the coated side, d. H. from the glass side. In this regard, note that the opposite side usually is uncoated.
Die Beziehung zwischen der Dicke der verschiedenen Schichten von nicht-absorbierendem Material und den optischen Eigenschaften der beschichteten Scheibe werden nicht vollkommen verstanden, jedoch ist klar, daß die Dicke dieser Schichten kritisch ist.The Relationship between the thickness of different layers of non-absorbent material and the optical properties of the coated disc will not perfectly understood, however, it is clear that the thickness of these layers is critical.
Bei der Anordnung und der Dicke der Beschichtungsschichten wie sie hier definiert und beansprucht sind, hat die beschichtete Scheibe (Substrat) eine hohe Lichtdurchlässigkeit, einen niederen Solarfaktor und eine neutrale Färbung bei Reflexion von der entgegengesetzten Seite. Außerdem ist die Stabilität der Färbung hoch, d. h. daß im Falle einer beschränkten Veränderung in der Dicke von einer der Schichten (die beispielsweise von einem Mangel an Gleichmäßigkeit der Dicke zwischen einem Punkt auf dem Substrat zu einem anderen stammt) keine signifikante Veränderung in der Färbung auftritt und daß die Färbung nahe an Neutral liegt, wenn der Beobachtungswinkel dazu neigt gegen die Senkrechte zur entgegengesetzten Seite zu gehen.at the arrangement and the thickness of the coating layers as here are defined and claimed, the coated disc (substrate) has a high light transmission, a low solar factor and a neutral color in reflection of the opposite side. Furthermore is the stability the coloring high, d. H. that in the Case of a limited change in the thickness of one of the layers (for example of a Lack of uniformity the thickness between one point on the substrate to another comes) no significant change in the coloring occurs and that the coloring close to neutral, if the viewing angle tends towards to go the vertical to the opposite side.
Andererseits zeigt die beschichtete Scheibe gemäß der Erfindung eine Färbung bei Reflexion bei Beobachtung senkrecht zur entgegengesetzten Seite die ästhetisch angenehm ist, ohne daß sie gelb oder rosa wäre. Wenn die Reinheit der Reflexion gering ist, kann ein Hauch von Gelb oder Rosa bemerkbar sein. Diese Färbung bleibt ästhetisch angenehm, selbst wenn sie bei einem Winkel zur Oberfläche gesehen wird, d. h. die reflektierte Farbe wird weder gelb noch rosa, wenn der Beobachtungswinkel abnimmt. Dies ist ein sehr wichtiger Faktor, wenn man Verglasungsscheiben berücksichtigt, die in einem großen Gebäude sind. Tatsächlich ist der Betrachtungswinkel der Fassade eines Gebäudes beispielsweise verschieden, wenn ein stationärer Betrachter auf das Erdgeschoß, ein mittleres Geschoß oder das oberste Geschoß des Gebäudes schaut. Wenn die Verglasungsscheiben im Erdgeschoß blaugrün erscheinen während diejenigen in einem mittleren Geschoß rosa erscheinen, ist diese Änderung recht bemerkbar. In entsprechender Weise, wenn der Betrachter sich bewegen würde, würde der Betrachtungswinkel sich ändern, jedoch die Färbung sollte innerhalb der bevorzugten ästhetischen Normen gleich bleiben.on the other hand The coated disc according to the invention contributes to coloration Reflection when observed perpendicular to the opposite side the aesthetic pleasant without them yellow or pink would be. If the purity of the reflection is low, there may be a hint of yellow or pink be noticeable. This coloring remains aesthetic pleasant, even when viewed at an angle to the surface is, d. H. the reflected color will not turn yellow or pink, though the observation angle decreases. This is a very important factor if you consider glazing panes, in a big one building are. Actually for example, the viewing angle of the facade of a building is different, if a stationary Viewer on the ground floor, a middle storey or the top floor of the building looks. If the glazing panes on the ground floor appear blue-green while those in a middle storey appear pink, this change is quite noticeable. In a similar way, when the viewer turns would move would the Changing viewing angles, however, the coloring should remain the same within the preferred aesthetic norms.
Andererseits gestattet es diese besondere Anordnung von Schichten eine geringe Lichtreflexion (hier RL) nahe der Lichtreflexion zu erhalten, die mit einem unbeschichteten Substrat erreicht wird.On the other hand, this particular arrangement of layers allows low light reflection (here R L ) to be obtained near the light reflection achieved with an uncoated substrate.
In den beschichteten Scheiben gemäß der Erfindung können die Art und die Dicke der Beschichtungsschichten so sein, daß die direkte Energiedurchlässigkeit TED (definiert als Bruch der Solarenergie, die durch die beschichtete Scheibe ohne Änderung in der Wellenlänge durchgelassen wird), vorzugsweise 34% bis 40%, vorteilhafterweise 36% bis 39% ist.In the coated wafers according to the invention, the nature and thickness of the coating layers may be such that the direct energy transmission T ED (defined as the fraction of solar energy transmitted through the coated wafer without change in wavelength) is preferably 34% to 40% %, advantageously 36% to 39%.
Die Art und Dicke der Beschichtungsschichten kann so sein, daß die Farbreinheit neutral bleibt, wenn sich der Beobachtungswinkel ändert, insbesondere daß die beschichtete Scheibe eine Reinheit der Färbung bei Reflexion bei einem Winkel von 45° zur entgegengesetzten Oberfläche von weniger als 9%, am bevorzugtesten weniger als 6% zeigt.The The type and thickness of the coating layers may be such that the color purity remains neutral when the observation angle changes, in particular that the coated disc a purity of color in reflection at one Angle of 45 ° to opposite surface less than 9%, most preferably less than 6%.
Bei einem Winkel von 60° zur entgegengesetzten Oberfläche (konventionell wird die Senkrechte zur Oberfläche als 0° genommen) ist die Reinheit der reflektierten Färbung vorzugsweise geringer als 1%.at an angle of 60 ° to opposite surface (Conventionally, the perpendicular to the surface is taken as 0 °) is the purity the reflected color preferably less than 1%.
Wenn die beschichtete Scheibe in einer einfachen Verglasungseinheit verwendet wird, die aus einer einzigen beschichteten Scheibe von Klarglas mit einer Dicke von 6 mm besteht, ist die Lichtdurchlässigkeit TLC vorzugsweise zwischen 70% und 81%, vorteilhafterweise 75% bis 79%, der Solarfaktor ist vorzugsweise 41% bis 46%, und die Lichtreflexion RL ist vorzugsweise nicht mehr als 8%. Die Farbe der Reflexion von der entgegengesetzten Seite ist neutral mit einer Reinheit von vorzugsweise nicht mehr als 10%, bevorzugter nicht mehr als 9%. Die dominante Wellenlänge der Reflexion ist vorzugsweise zwischen 485 und 505 nm. Über diesem Bereich wird eine Gelbfärbung beobachtet. Unterhalb von diesem Bereich wird eine Rosafärbung beobachtet, wenn der Betrachtungswinkel sich ändert. Wenn die Reinheit der Färbung bei Reflexion senkrecht zur entgegengesetzten Oberfläche wenigstens 3% ist, ist es leichter zu vermeiden, daß die Farbe gegen rosa neigt, wenn sich der Betrachtungswinkel von der Senkrechten wegbewegt, insbesondere wenn die dominante Wellenlänge am unteren Ende des bevorzugten Breiches liegt. Tatsächlich neigt, wenn die Reinheit in der Größenordnung von 1 bis 2% und die dominante Wellenlänge geringer als 495 nm ist, die Färbung gegen rosa, wenn sich der Betrachtungswinkel von der Senkrechten wegbewegt und dies ist durch das Auge besonders bemerkbar trotz der sehr geringen Reinheit.When the coated disc is used in a simple glazing unit consisting of a single coated disc of clear glass with a thickness of 6 mm, the light transmittance TLC is preferably between 70% and 81%, advantageously 75% to 79%, the solar factor is preferred 41% to 46%, and the light reflection R L is preferably not more than 8%. The color of the reflection from the opposite side is neutral with a purity of preferably not more than 10%, more preferably not more than 9%. The dominant wavelength of reflection is preferably between 485 and 505 nm. Above this range, yellowing is observed. Below this range, a pink color is observed as the viewing angle changes. When the purity of the color is at least 3% when reflected normal to the opposite surface, it is easier to prevent the color from pinking as the viewing angle moves away from the vertical, especially when the dominant wavelength is at the lower end of the preferred range , In fact, when the purity is on the order of 1 to 2% and the dominant wavelength is less than 495 nm, the color tends to pink as the viewing angle moves away from the vertical, and this is particularly noticeable by the eye despite the very low purity ,
Die Metallschichten umfassen Silber oder eine Silberlegierung, wie Legierungen von Silber mit Platin oder Palladium.The Metal layers include silver or a silver alloy, such as alloys of silver with platinum or palladium.
Die beschichtete Scheibe gemäß der Erfindung kann weiter eine Schicht von Opfermaterial enthalten, die darüber (d. h. anschließend) abgeschieden und in Kontakt mit jeder Metallschicht vorgesehen ist. Der Zweck dieser Schicht aus Opfermaterial ist es das Silber oder die Silberlegierung während der Abscheidung der nächsten nicht-absorbierenden Schicht zu schützen.The coated disc according to the invention may further comprise a layer of sacrificial material overlying (i. H. subsequently) deposited and provided in contact with each metal layer. The purpose of this layer of sacrificial material is the silver or the silver alloy during the deposition of the next to protect non-absorbent layer.
Die Beschichtungsschichten werden vorzugsweise durch Kathodensprühen aufgebracht. Aus Gründen, welche das Kathodensprühverfahren betreffen, wird jede Metallschicht mit einer dünnen Schicht eines Opfermetalls (eine "Sperr"-Schicht) beschichtet, die während des Beschichtungsverfahrens in das Oxid überführt wird. Dieses Opfermetall ist vorzugsweise Titan, obwohl Zink, Kupfer, eine Nickel/Chromlegierung oder Aluminium alternativ benutzt werden können. Eine entsprechende Sperrschicht kann gegebenenfalls unter jeder Metallschicht angeordnet werden. Das Opfermaterial ist vorzugsweise in praktisch vollständig oxidiertem Zustand vorhanden, da das nicht-oxidierte Material die Wirkung haben kann, die Lichtdurchlässigkeit zu vermindern. Das Opfermaterial wird während er Abscheidung der nächsten Schicht oxidiert, wenn die nächste Schicht in einer reaktiven (z. B. O2) Atmosphäre abgeschieden wird. Der Ausdruck "Opfermaterial", wie er hier verwendet wird, soll nicht nur das Opfermetall umfassen, wie es auf den Silber- oder Silberlegierungsschichten abgeschieden wird, sondern auch das Oxid oder teilweise Oxid, in welches das Opfermetall während der weiteren Verarbeitung überführt wird. Während diese Opferschichten eine Verbesserung liefern, indem sie die Silberschicht gegen Oxidation schützen, vermindert eine weitere Verbesserung der chemischen Dauerhaftigkeit durch Erhöhung der Dicke der Opferschicht die Lichtdurchlässigkeit der Produkte. Die Dicke der Opfermaterialschichten, falls sie vorhanden sind, sind daher kritisch für die vorliegende Erfindung.The coating layers are preferably applied by cathode spraying. For reasons relating to the cathode sputtering process, each metal layer is coated with a thin layer of sacrificial metal (a "barrier" layer) which is converted into the oxide during the coating process. This sacrificial metal is preferably titanium, although zinc, copper, a nickel / chromium alloy or aluminum may alternatively be used. A corresponding barrier layer may optionally be arranged below each metal layer. The sacrificial material is preferably present in a substantially fully oxidized state, since the unoxidized material may have the effect of decreasing light transmission. The sacrificial material is oxidized during deposition of the next layer when the next layer is deposited in a reactive (eg, O 2 ) atmosphere. The term "sacrificial material" as used herein is intended to encompass not only the sacrificial metal as deposited on the silver or silver alloy layers, but also the oxide or partial oxide into which the sacrificial metal is transferred during further processing. While these sacrificial layers provide an improvement by protecting the silver layer against oxidation, further improvement in chemical durability by increasing the thickness of the sacrificial layer reduces the light transmissivity of the products. The thickness of the sacrificial material layers, if present, are therefore critical to the present invention.
Es ist bevorzugt, daß eine erste Schicht von Opfermaterial (iia) mit einer geometrischen Dicke von zwischen 2,5 und 5 nm zwischen der ersten Metallschicht (ii) und der zweiten nicht-absorbierenden Schicht (iii) und eine zweite Schicht von Opfermaterial (iva) mit einer geometrischen Dicke von zwischen 3 und 6 nm zwischen der zweiten Metallschicht (iv) und der dritten nicht-absorbierenden Schicht (v) vorgesehen wird.It is preferred that a first layer of sacrificial material (iia) with a geometric thickness of between 2.5 and 5 nm between the first metal layer (ii) and the second non-absorbing layer (iii) and a second one Layer of sacrificial material (iva) with a geometric thickness of between 3 and 6 nm between the second metal layer (iv) and the third non-absorbing layer (v) is provided.
Wenn die nächste Schicht von nicht-absorbierendem Material ein Nitrid ist (beispielsweise Si3N4) statt ein Oxid, wird die Schicht in einer Atmosphäre von Stickstoff abgeschieden. In diesem Fall braucht man keine Schicht von Opfermaterial über das Silber oder die Silberlegierung abzuscheiden, bevor das Nitrid in einer Stickstoffatmosphäre abgeschieden wird.If the next layer of non-absorbent material is a nitride (eg, Si 3 N 4 ) rather than an oxide, the layer is deposited in an atmosphere of nitrogen. In this case, one need not deposit a layer of sacrificial material over the silver or silver alloy before depositing the nitride in a nitrogen atmosphere.
Die Beschichtungsschichten können durch eine Schutzschicht ergänzt werden, wie eine dünne (3 nm geometrisch) Schicht von SiO2, welche die Beschichtung schützt ohne die optischen Eigenschaften des Produkts merklich zu verändern. Sonst wird die dritte nicht-absorbierende Schicht gewöhnlich eine freiliegende Schicht darstellen.The coating layers can be supplemented by a protective layer, such as a thin (3 nm geometric) layer of SiO 2 , which protects the coating without appreciably altering the optical properties of the product. Otherwise, the third non-absorbing layer will usually be an exposed layer.
Vorzugsweise wird die gegebenenfalls vorhandene dünne freiliegende Schutzzusatzschicht ausgewählt aus Oxiden, Nitriden und Oxynitriden von Silicium. Diese Schicht versieht die beschichtete Scheibe mit verbesserter chemischer und/oder mechanischer Dauerhaftigkeit während jede dadurch folgende Veränderung in den optischen Eigenschaften auf ein Minimum gehalten wird. Vorteilhafterweise ist diese freiliegende schützende Zusatzschicht SiO2, am meisten bevorzugt mit einer Dicke von 2 bis 5 nm (geometrisch).Preferably, the optionally present thin exposed protective additive layer is selected from oxides, nitrides and oxynitrides of silicon. This layer provides the coated disc with improved chemical and / or mechanical durability while minimizing any subsequent change in optical properties. Advantageously, this exposed protective additive layer is SiO 2 , most preferably with a thickness of 2 to 5 nm (geometric).
Insbesondere, wenn die Dicke der Schutzschicht gering ist, kann ihre Wirkung auf die optische Eigenschaft des Produkts minimal sein.Especially, if the thickness of the protective layer is low, its effect on the optical property of the product to be minimal.
Die Produkte gemäß der Erfindung können mit Nutzen in laminierten Glasstrukturen verwendet werden. Als Verglasungsscheiben können Produkte in Einzel- oder Mehrfachverglasungsanordnungen eingebaut werden. Die beschichteten Scheiben können für einen Bereich von verschiedenen Zwecken benutzt werden, wie Verglasungseinheiten an Gebäuden, insbesondere als Doppelverglasungseinheiten und auch als Windschutzscheiben für Fahrzeuge, wie laminierte Glas-strukturen.The Products according to the invention can to be used with benefit in laminated glass structures. As glazing panes can Products are installed in single or multiple glazing arrangements. The coated discs can for one Area can be used for various purposes, such as glazing units on buildings, especially as double glazing units and also as windscreens for vehicles, like laminated glass structures.
Eine Mehrfachverglasungseinheit kann wenigstens zwei Scheiben von transparentem glasartigem Material umfassen, die Fläche zu Fläche im Abstand voneinander angeordnet sind und einen Gasraum dazwischen haben, der durch einen sich um den Umfang erstreckenden Abstandshalter begrenzt wird, worin wenigstens eine der Scheiben eine beschichtete Scheibe gemäß der vorliegenden Erfindung ist, wobei die beschichtete Oberfläche gegen den Gasraum gerichtet ist.A Multiple glazing unit can have at least two slices of transparent glassy material, the area to area at a distance from each other are arranged and have a gas space in between, by a is limited around the circumference extending spacers, wherein at least one of the discs comprises a coated disc according to the present invention Invention, wherein the coated surface directed against the gas space is.
Eine laminierte Verglasungseinheit kann wenigstens zwei Scheiben aus transpartentem glasartigen Material enthalten, die miteinander mit Hilfe eines dazwischenliegenden Films aus Polymerklebematerial befestigt sind, wobei wenigstens eine der Scheiben eine beschichtete Scheibe gemäß der vorliegenden Erfindung ist, wobei die beschichtete Oberfläche gegen den Polymerklebstoff gerichtet ist.A laminated glazing unit may consist of at least two panes transparent glassy material containing each other Attached help of an intermediate film of polymer adhesive material wherein at least one of the discs is a coated disc according to the present Invention, wherein the coated surface against the polymer adhesive is directed.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, wo die beschichtete Scheibe in eine Doppelverglasungseinheit eingebaut ist, die aus zwei Scheiben von Klarglas bestehen jeweils von 6 mm Dicke, mit einem dazwischenliegenden Raum von 15 mm, der mit Argon gefüllt ist, liegt die Lichtdurchlässigkeit TLC zwischen 62% und 72%, vorteilhafterweise zwischen 66% und 70%, der Solarfaktor FS liegt zwischen 34% und 40%, vorteilhafterweise zwischen 36% und 39%, die Reinheit der Färbung bei Reflexion senkrecht zur entgegengesetzten Oberfläche ist nicht mehr als 8%, am meisten bevorzugt nicht mehr als 7%, und die Lichtreflexion ist nicht mehr als 12%. Für die Bestimmung der Eigenschaften solcher Ausführungsformen wird die Einheit als mit der Beschichtung in Stellung "2" eingebaut, betrachtet, (wobei die entgegengesetzte Seite in Stellung "1" ist), d. h. die beschichtete Scheibe ist gegen das äußere angeordnet, wobei die beschichtete Oberfläche gegen den inneren Gasraum der Doppelverglasungseinheit gerichtet ist.In preferred embodiments of the invention, where the coated pane is built into a double glazing unit consisting of two sheets of clear glass, each 6 mm thick, with an intermediate space of 15 mm filled with argon, the light transmittance TLC is between 62%. and 72%, advantageously between 66% and 70%, the solar factor F s is between 34% and 40%, advantageously between 36% and 39%, the purity of the color on reflection perpendicular to the opposite surface is not more than 8%, on most preferably not more than 7%, and the light reflection is not more than 12%. For the determination of the properties of such embodiments, the unit is considered to be installed with the coating in position "2" (with the opposite side in position "1"), ie the coated disk is placed against the outside, the coated surface directed against the inner gas space of the double glazing unit.
Die nicht-absorbierenden Schichten können durch ein einziges nicht-absorbierendes Material dargestellt sein, wie Zinkoxid, Zinnoxid oder Siliciumnitrid, ein Gemisch oder einen Komplex von nicht-absorbierenden Materialien, wie Zn2SnO4 oder durch eine Anzahl von aufeinanderfolgenden Schichten.The non-absorbing layers may be represented by a single non-absorbent material such as zinc oxide, tin oxide or silicon nitride, a mixture or complex of non-absorbent materials such as Zn 2 SnO 4, or by a number of successive layers.
Unter dem Ausdruck "nicht-absorbierendes Material", wie er hier verwendet wird, sollen Materialien gemeint sein, die einen "Brechungsindex" (nλ) haben, der größer als, vorzugsweise wesentlich größer als der Wert des "spektralen Absorptionsindex" k(λ) über das gesamte sichtbare Spektrum (380 bis 780 nm) ist. Die Definitionen von Brechungsindex und spektralem Absorptionsindex können in International Lighting Vocabulary, herausgegeben von der International Commission an Illumination (C. I. E.), 1987, Seiten 127, 138 und 139 gefunden werden. Es wurde insbesondere vorteilhaft gefunden, ein Material zu wählen, für welches der Brechungsindex n(λ) größer ist als zehnmal dem spektralen Absorptionsindex k(λ) über den Wellenlängenbereich 380 bis 780 nm. Am meisten bevorzugt wird das Material der nicht-absorbierenden Beschichtungsschichten, ausgewählt aus Aluminiumnitrid, Siliciumnitrid, ZinnIV-Oxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid und Gemischen davon. Es sei bemerkt, daß Siliciumnitrid unter Verwendung einer Kathode aus Silicium, die dotiert ist, beispielsweise mit Aluminium, Nickel, Bor, Phosphor und/oder Zinn abgeschieden wird, um den Abscheidungsprozeß zu erleichtern. Als Ergebnis können diese Dotierungselemente in der Schicht aus nicht-absorbierendem Material vorhanden sein. Vorzugsweise hat das nicht-absorbierende Material einen Brechungsindex, gemessen bei 550 nm, zwischen 1,85 und 2,2, vorteilhafterweise zwischen 1,9 und 2,1. Zinkoxid ist ein besonders bevorzugtes Material auf Grund seiner hohen Abscheidunggeschwindigkeit, seinem gut angepaßten Brechungsindex für den Zweck der Erfindung und seiner günstigen Wirkung auf die Passivierung der Silberschicht, jedoch wegen seiner verhältnismäßig hohen Porosität in dicken Beschichtungen und seiner schlechten chemischen Beständigkeit ist es bevorzugt, die Zinkoxidschicht in zwei oder mehr Schichten durch ein anderes nicht-absorbierendes Material aufzuspalten, das dazwischen abgeschieden wird, wie beispielweise ZinnIV-Oxid. Somit sind vorzugsweise eine oder mehrere dieser Schichten von nicht-absorbierenden Material zusammengesetzte Beschichtungsschichten, d. h eine einzige Schicht, die zwei oder mehr nicht-absorbierende Materialien enthält, die gleichzeitig und/oder nacheinander abgeschieden sind. Vorteilhafterweise wird eine oder werden mehrere dieser Schichten von nicht-absorbierendem Material abwechselnd durch Zinkoxid und ZinnIV-Oxid gebildet, wie ZnO/SnO2/ZnO oder ZnO/SnO2/ZnO/SnO2/ZnO/ ... etc.By the term "non-absorbent material" as used herein is meant materials having a "refractive index" (nλ) greater than, preferably substantially greater than, the value of the "spectral absorption index" k (λ) over the entire visible spectrum (380 to 780 nm). The definitions of refractive index and spectral absorption index can be found in International Lighting Vocabulary, edited by the International Commission on Illumination (CIE), 1987, pages 127, 138, and 139. It has been found particularly advantageous to choose a material for which the refractive index n (λ) is greater than ten times the spectral absorption index k (λ) over the wavelength range 380 to 780 nm. Most preferably, the material of the non-absorbing coating layers, selected from aluminum nitride, silicon nitride, tin IV oxide, zinc oxide, zirconium oxide and mixtures thereof. It should be noted that silicon nitride is deposited using a cathode of silicon doped with, for example, aluminum, nickel, boron, phosphorus and / or tin to facilitate the deposition process. As a result, these dopants may be present in the layer of non-absorbent material. Preferably, the non-absorbing material has a refractive index, measured at 550 nm, between 1.85 and 2.2, advantageously between 1.9 and 2.1. Zinc oxide is a particularly preferred material because of its high deposition rate, well-matched refractive index for the purpose of the invention, and its favorable effect on passivation of the silver layer, but because of its relatively high porosity in thick coatings and poor chemical resistance, it is preferred to use Zinc oxide layer in two or more layers by another non-absorbing material, which is deposited therebetween, such as tin IV oxide. Thus, preferably one or more of these layers of non-absorbent material are composite coating layers, i. h is a single layer containing two or more nonabsorbent materials deposited simultaneously and / or sequentially. Advantageously, one or more of these layers of non-absorbent material is alternately formed by zinc oxide and tin IV oxide, such as ZnO / SnO 2 / ZnO or ZnO / SnO 2 / ZnO / SnO 2 / ZnO / ... etc.
Bei einigen Ausführungsformen wie für die Anwendung auf dem Gebiet der Fahrzeugfenster, beispielsweise laminierter Windschutzscheiben, wird Siliciumnitrid (Si3N4) besonders bevorzugt als nicht-absorbierendes Material, insbesondere im Hinblick auf seine chemische Beständigkeit. In diesem Fall ist ein Opfermaterial nicht wirklich günstig, und es wird somit nicht notwendigerweise zwischen der Silberschicht und der darauf abgeschiedenen nicht-adsorbierenden Schicht erforderlich.In some embodiments, such as for use in the field of vehicle windows, such as laminated windshields, silicon nitride (Si 3 N 4 ) is particularly preferred as a non-absorbent material, particularly with regard to its chemical resistance. In this case, a sacrificial material is not really favorable, and thus it is not necessarily required between the silver layer and the non-adsorbing layer deposited thereon.
Es sei bemerkt, daß es in der nicht-absorbierenden Materialbeschichtungsschicht aus Metalloxid oder -nitrid nicht wesentlich für das Metall und den Sauerstoff oder Stickstoff ist, in stöchiometrischen Verhältnissen vorhanden zu sein.It be it noted that it in the non-absorbent material coating layer of metal oxide or -nitride not essential for the metal and the oxygen or nitrogen is in stoichiometric Relationships available to be.
Es können noch andere Beschichtungsschichten vorgesehen sein, jedoch wurde gefunden, daß dies die Wirkung haben kann, die Lichtdurchlässigkeit zu vermindern. Nur zwei oder drei Metallschichten werden daher bevorzugt.It can still other coating layers should be provided, but was found that this is the Can have an effect to reduce the light transmission. Just Two or three metal layers are therefore preferred.
Das Substrat hat die Form einer Scheibe aus glasartigem Material, wie Glas oder irgendeinem anderen transparenten starren Material.The substrate is in the form of a sheet of vitreous material, such as glass or some other ren transparent rigid material.
Vorzugsweise ist das Substrat Klarglas, obwohl die Erfindung sich auch auf die Verwendung von gefärbtem Glas als Substrat erstreckt, wo die Erfindung den Vorteil liefert, daß die inhärente Farbe des Substrats nicht merklich durch die Beschichtung verändert wird.Preferably the substrate is clear glass, although the invention also applies to the Use of colored Extends glass as a substrate where the invention provides the advantage that the inherent Color of the substrate is not appreciably changed by the coating.
Das Verfahren zur Bildung der Produkte gemäß der Erfindung kann durchgeführt werden durch Einführen des Substrats in eine Verarbeitungskammer, die eine geeignete Magnetron-Sprühquelle enthält und mit Eingangs- und Auslaßgasschleusen versehen ist, einer Transportvorrichtung für das Substrat, Energiequellen, Einlässe für das Sprühgas und einen Evakuierungsauslaß. Das Substrat wird an der aktivierten Sprühquelle vorbeigeführt und kalt mittels einer geeigneten Atmosphäre (Sauerstoffgas im Falle einer Oxidbeschichtung) besprüht, um die gewünschte Schicht auf dem Substrat zu liefern. Dieses Verfahren wird für jede Beschichtungsschicht wiederholt.The Process for the formation of the products according to the invention can be carried out by introducing of the substrate into a processing chamber containing a suitable magnetron spray source contains and with inlet and outlet gas locks is provided, a transport device for the substrate, energy sources, inlets for the spray gas and an evacuation outlet. The substrate is moved past the activated spray source and cold by means of a suitable atmosphere (oxygen gas in the case an oxide coating), to the desired Layer on the substrate to deliver. This method is used for every coating layer repeated.
Die Erfindung wird nun ausführlicher unter Bezugnahme auf die folgenden nicht beschränkenden Beispiele beschrieben.The Invention will now be more detailed with reference to the following non-limiting examples.
Beispiel 1example 1
Eine Glasscheibe (Substrat) wurde in eine Verfahrenskammer eingeführt, die eine Anzahl von planaren Magnetron-Sprühquellen enthielt und mit Eingangs-Gasschleusen, einer Fördervorrichtung für das Substrat, Energiequellen, Sprühgaseinlässen und einem Evakuierungsauslaß versehen war. Die Abscheidung wird erreicht, indem das Substrat mehrfach unter den gleichen Kathoden durchgeführt wird. Der Online (mitlaufende)-Abscheidungsapparat enthält zwei Abscheidungskammern und eine Eingangsschleuse. Die erste Kammer soll für die Abscheidung von Oxiden (oder Nitriden) in einer reaktiven Atmosphäre (Sauerstoff oder Stickstoff) bestimmt sein und enthält eine Anzahl von Kathoden, die mit Targets versehen sind, die aus Zink und Zinn gebildet sind, die für die Abscheidung der Beschichtung erforderlich sind. Die zweite Kammer ist für die Abscheidung von Metallen in einer inerten Atmosphäre (Ar) bestimmt und umfaßt eine Silberkathode und eine Titankathode. Das Substrat macht eine Anzahl von Rückkehrbewegungen unter den Kathoden, die wie nötig aktiviert sind, um die gewünschte Aufeinanderfolge von Beschichtungsschichten zu erhalten. Der Druck in jeder Kammer wurde auf 0,3 Pa vermindert.A Glass disc (substrate) was introduced into a process chamber, the a number of planar magnetron spray sources and with input gas locks, a conveyor for the Substrate, energy sources, Sprühgaseinlässen and provided an evacuation outlet was. The deposition is achieved by multiplying the substrate is carried out under the same cathodes. The on-line decommissioning apparatus contains two deposition chambers and an entrance lock. The first chamber should for the deposition of oxides (or nitrides) in a reactive atmosphere (oxygen or nitrogen) and contains a number of cathodes, which are provided with targets made of zinc and tin, the for the deposition of the coating are required. The second chamber is for the deposition of metals in an inert atmosphere (Ar) determined and included a silver cathode and a titanium cathode. The substrate makes one Number of return movements under the cathodes, which activated as needed are to the desired To obtain succession of coating layers. The pressure in each chamber was reduced to 0.3 Pa.
Das
beschichtete Produkt hatte die folgende Zusammensetzung und optischen
Eigenschaften:
Beispiel 2Example 2
Bei einer ersten Abänderung von Beispiel 1 wurden die Schichten aus Zinkoxid unterteilt in ZnO/SnO2/ZnO-Schichten gemäß den Verhältnissen 3/4 ZnO und 1/4 SnO2. Die Gesamtdicke dieser Schichten wird proportional vermindert um den Unterschied zwischen dem Brechungsindex von ZnO (etwa 2,0) und SnO2 (etwas 1,9) zu berücksichtigen, um die gleiche optische Dicke zu erhalten, wie die Schichten nur aus ZnO von Beispiel 1. Die beobachteten Eigenschaften sind identisch, jedoch ist die Beschichtung korrosionsbeständiger.In a first modification of Example 1, the layers of zinc oxide were subdivided into ZnO / SnO 2 / ZnO layers according to the ratios 3/4 ZnO and 1/4 SnO 2 . The overall thickness of these layers is proportionally reduced to account for the difference between the refractive index of ZnO (about 2.0) and SnO 2 (about 1.9) to obtain the same optical thickness as the ZnO only layers of Example 1 The observed properties are identical, but the coating is more corrosion resistant.
Beispiele 3 und 4Examples 3 and 4
Bei Abänderungen von Beispiel 2 wurde eine dünne (3 nm) Schutzschicht von SiO2 auf der letzten Beschichtungsschicht abgeschieden, ohne die optischen Eigenschaften des beschichteten Substrats zu verändern während eine verbesserte chemische und/oder mechanische Dauerhaftigkeit für das beschichtete Substrat im Fall von sowohl Beispiele 3 und 4 erhalten wurde und während dies voll verträglich war mit dem PVB (Polyvinylbutyral) Zwischenfilm im Fall von Beispiel 4.In modifications of Example 2, a thin (3 nm) protective layer of SiO 2 was deposited on the last coating layer without altering the optical properties of the coated substrate while providing improved chemical and / or mechanical durability to the coated substrate in the case of both Examples 3 and 4, and while this was fully compatible with the PVB (polyvinyl butyral) intermediate film in the case of Example 4.
Beispiel 5 bis 9Example 5 to 9
In weiteren Abänderungen von Beispiel 1 wurden Beschichtungen der in Tabelle A1 gezeigten Zusammensetzungen auf das Glassubstrat aufgebracht. Gemäß den Definitionen in den Ansprüchen sind die gezeigten Dicken der ZnO-Schichten optische Dicken und die für Ag und Ti sind geometrische Dicken. Um beim Vergleich der optischen und geometrischen Dicken zu helfen, sei hier erwähnt, daß der Brechungsindex von ZnO 2,0 und der Brechungsindex von TiO2 etwa 2,5 ist (optische Dicke ist = geometrische Dicke × Brechungsindex).In further variations of Example 1, coatings of the compositions shown in Table A1 were applied to the glass substrate. According to the definitions in the claims, the thicknesses of the ZnO layers shown are optical thicknesses and those for Ag and Ti are geometric thicknesses. To help compare the optical and geometric thicknesses, it should be noted here that the refractive index of ZnO is 2.0 and the refractive index of TiO 2 is about 2.5 (optical thickness = geometric thickness × refractive index).
Das
beschichtete Produkt hatte die in Tabelle A2 gezeigten optischen
Eigenschaften. Es ist ersichtlich, daß die Beschichtungsstapel der
Erfindung hochgradig wirksame Kombinationen von Lichtdurchlässigkeit,
Solarfaktor und Farbreinheit erzielen. Vielleicht am bemerkenswertesten
sind die niederen Solarfaktoren (Beispiel 6) von nur 42%. Tabelle A1
- * Vergleichsbeispiel
- * Vergleichsbeispiel
- * Comparative Example
- * Comparative Example
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: AGC FLAT GLASS EUROPE S.A., BRUXELLES, BE |
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