Прозрачная стеклянная подложка с покрытием из последовательно расположенных слоев

Номер патента: 23422

Опубликовано: 30.06.2016

Авторы: Тиксон Эрик, Дидье Дельфин

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Прозрачная стеклянная подложка с покрытием, содержащим в следующем порядке от подложки:

первый слой для нейтрализации цвета в отраженном свете,

второй слой с низким коэффициентом излучения, состоящий, по существу, из SnO2:F, с толщиной в диапазоне от 455 до 800 нм, и

третий слой, состоящий, по существу, из SiOx, где x меньше или равно 2, с толщиной в диапазоне от 40 до 65 нм или от 140 до 180 нм.

2. Стеклянная подложка по п.1, у которой первый нейтрализующий слой представляет собой монослой, по существу, состоящий из оксинитридов кремния SiOxNy или оксикарбидов кремния SiOxCy, где х меньше 2, и его показатель преломления находится в диапазоне 1,65-1,75, а толщина этого слоя находится в диапазоне от 55 до 95 нм.

3. Стеклянная подложка по п.1, у которой первый нейтрализующий слой является двойным слоем, состоящим из слоя TiO2, расположенного на стеклянной подложке и покрытого слоем оксида кремния, оксикарбида кремния SiOxCy или оксинитрида кремния SiOxNy, где х меньше или равен 2, а толщина TiO2 предпочтительно составляет от 5 до 15 нм и толщина оксида, оксикарбида или оксинитрида кремния составляет от 15 до 40 нм.

4. Стеклянная подложка по п.1, у которой первый нейтрализующий слой является двойным слоем, состоящим из слоя SnO2 или ZnO, расположенного на стеклянной подложке и покрытого слоем оксида кремния, оксикарбида кремния SiOxCy или оксинитрида кремния SiOxNy, где х меньше или равен 2, а толщина SnO2 или ZnO составляет от 15 до 35 нм, толщина оксида, оксикарбида или оксинитрида кремния составляет от 15 до 40 нм.

5. Стеклянная подложка по п.1, у которой первый нейтрализующий слой является смешанным слоем, по существу, состоящим из оксидов Sn и Si, толщина которого находится в диапазоне от 55 до 95 нм.

6. Стеклянная подложка по одному из пп.1-5, у которой толщина второго слоя с низким коэффициентом излучения находится в диапазоне от 455 до 740 нм.

7. Стеклянная подложка по одному из пп.1-6, у которой третий слой, по существу, состоящий из SiOx, имеет толщину в диапазоне от 43 до 60 нм.

8. Двойной стеклопакет, включающий две прозрачных стеклянных подложки, одна из которых является стеклянной подложкой по одному из пп.1-7, у которой коэффициент теплообмена U≤1,4 Вт/м2×К, коэффициент излучения меньше или равен 0,12, предпочтительно меньше или равен 0,1, а коэффициент пропускания солнечной энергии составляет по меньшей мере 73%.

9. Двойной стеклопакет по п.8, имеющий коэффициент пропускания солнечной энергии от 75 до 81%.

10. Двойной стеклопакет по п.8 или 9, имеющий значение δa*b* не более 3,5.

11. Окно, состоящее из базовой рамы, которая представляет 25% площади окна и имеет U≤1,2 Вт/м2×К, и двойного стеклопакета по одному из пп.8-10, имеющее значение энергосберегающей характеристики WER больше или равное нулю, в частности в диапазоне от 1 до 10 кВтч/м2/год.

12. Тройной стеклопакет, включающий три прозрачных стеклянных подложки, по меньшей мере одна из которых является стеклянной подложкой по одному из пп.1-7, у которой U≤1,1 Вт/м2×К, коэффициент излучения меньше или равен 0,12, а коэффициент пропускания солнечной энергии составляет по меньшей мере 64%.

13. Тройной стеклопакет по п.12, имеющий коэффициент пропускания солнечной энергии в диапазоне от 65 до 75%.

14. Тройной стеклопакет согласно п.12 или 13, имеющий значение δa*b* не более 3,5.

15. Окно, состоящее из базовой рамы, которая представляет 25% площади окна и имеет U≤1,2 Вт/м2×К, и тройного стеклопакета по одному из пп.12-14, имеющее значение WER больше или равное нулю, в частности в диапазоне от 1 до 10 кВтч/м2/год.

Текст

Смотреть все

ПРОЗРАЧНАЯ СТЕКЛЯННАЯ ПОДЛОЖКА С ПОКРЫТИЕМ ИЗ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО РАСПОЛОЖЕННЫХ СЛОЕВ Настоящее изобретение относится к прозрачной стеклянной подложке с покрытием, содержащим в следующем порядке: первый слой для нейтрализации цвета в отраженном свете, второй слой с низким коэффициентом излучения, состоящий по существу из SnO2:F и имеющий толщину в диапазоне от 455 до 800 нм, и третий слой, состоящий по существу из SiOx, где x меньше или равно 2, и имеющий толщину в диапазоне от 40 до 65 нм или от 140 до 180 нм. Настоящее изобретение также относится к двойному листу стекла и тройному листу стекла, произведенному из такой стеклянной подложки, и к окну, содержащему такие стеклянные листы.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: АГК ГЛАСС ЮРОП (BE) Настоящее изобретение относится к прозрачной подложке, покрытой последовательно расположенными слоями, по меньшей мере один из которых является слоем с низкой излучательной способностью, называемым слоем с низким значением Е, отличающейся тем, что слоистая структура имеет высокие значения пропускания солнечной энергии. Таким образом, подложка с покрытием образует функциональную структуру стекла, как правило, включающую по меньшей мере один двойной стеклопакет. Известно формирование различных слоистых структур, содержащих последовательные слои соединений на основе, в частности, металлов или полупроводников и их оксидов, нитридов, оксинитридов на прозрачной подложке, такой как стекло, для получения определенных оптических и электрических свойств. Таким образом, можно привести примеры слоистых структур для применений, в которых используется солнечная энергия, таких как фотоэлектрические, архитектурные применения, где требуются определенные отражательные и просветляющие свойства и низкий или высокий коэффициент пропускания солнечной энергии при поддержании стабильного цвета независимо от угла наблюдения, для автомобильных, бытовых применений, таких как дверцы духовок и т.д. Примеры многослойных структур на стеклянной подложке включают слоистые структуры, которые обеспечивают низкие значения Е вследствие применения таких соединений, как SnO2:F, SnO2:Sb, ITO(легированный оловом оксид индия) или металлов, таких как серебро. Также может быть выгодным включить между подложкой и функциональным слоем с низким значением Е слой, который, с одной стороны, предотвращает миграцию ионов натрия из стекла для снижения иризации и, с другой стороны,препятствует образованию изменяющихся цветов стекла с покрытием в отражении при разных углах наблюдения. Для архитектурных применений, т.е. для домов или зданий с окнами, к стеклянным подложкам предъявляются определенные экологические требования, такие как коэффициент пропускания солнечной энергии (SF или g), который должен быть как можно более высоким, при одновременной минимизации излучательной способности (Е) в дальнем инфракрасном диапазоне (IR), т.е. для длин волн свыше 2500 нм. Таким образом, указанные конструкции остекления, в частности, двойные стеклопакеты с обладающим низкой излучательной способностью слоем, выполняют двоякую функцию: обеспечивают весьма удовлетворительную теплоизоляцию и сохранение тепла в здании благодаря слою с низким значением Е и поступление "бесплатной" энергии благодаря высокому значению SF. В качестве примеров следует отметить стеклянные подложки:прозрачное стекло - SiOx - SnO2:F, характеристики которых таковы, что коэффициент излучения составляет всего лишь 0,1, a SF - около 73% для двойного стеклопакета, в котором одна из стеклянных подложек покрыта указанными слоями. Подслой из SiOx используется в этом случае для предотвращения миграции ионов натрия из стекла, а также для нейтрализации цвета в отражении от стекла с покрытием, т.е. для предотвращения интерференционных цветов в отражении. Другой параметр, который необходимо учитывать,это энергосберегающие характеристики всего окна полностью, т.е. стеклопакета и соответствующей рамы, обозначаемые сокращением WER (WindowEnergy Rating) - "Оценка теплоизоляции окон". Окна, в которых используются двойные стеклопакеты,могут также классифицироваться по степени энергосбережения, обозначаемой буквами от А до G, где"А" соответствует наивысшему уровню эффективности. Например, для двойного стеклопакета с рамойWER можно рассчитать согласно критериям, установленным Британским советом по классификации систем остекления (British Fenestration Rating Council - BFRC, Лондон, Великобритания). Согласно BFRC оценка WER определяется по следующей формуле: где g = SF - коэффициент пропускания солнечной энергии;L - потери тепла, связанные с прохождением воздуха через окно (Вт/м 2 К). Следовательно, положительные значения WER демонстрируют экономию кВтч (киловатт-часов) на квадратный метр окна в год, а отрицательные указывают на то, что окно вызывает потребление энергии. Согласно этой формуле окно с этикеткой "А" имеет положительный WER, этикетка "В" используется для окон, имеющих WER в диапазоне от -10 до 0, этикетка "G" указывает на то, что окно имеет WER менее-70. Наличие этикетки "А" очень рекомендуется для окон, поставляемых на британский рынок. В патентной заявке WO 94/25410 описаны стеклопакеты, включающие стеклянную подложку с тонким функциональным слоем, который, в частности, обладает низкой излучательной способностью, а его набор цветов на стороне слоя при отражении лежит в синем спектре. Этот документ описывает слоистые структуры, содержащие: (i) внутреннее покрытие, нанесенное непосредственно на стекло, на основе оксинитридов или оксикарбидов кремния или на основе оксидов металлов, таких как TiO2, SnO2 и ZnO,имеющее показатель преломления в диапазоне от 1,65 до 1,90 и толщину от 70 до 135 мм; (ii) функциональный слой, имеющий показатель преломления, близкий к 2, толщину в диапазоне от 300 до 450 нм и,например, состоящий из SnO2:F, и (iii) внешний слой, расположенный на функциональном слое и состоящий, в частности, из SiO2, имеющий толщину в диапазоне от 70 до 110 нм и показатель преломления от 1,40 до 1,70. Подложки с таким покрытием собирают в двойной стеклопакет, обладающий показателем отражения света не более 15%, цвет в отражении в синей гамме, в частности от 465 до 480 нм, и чис-1 023422 тоту в отражении на стороне слоя не более 5%. В патенте США US 6174599 B1 описаны стеклопакеты, включающие стекло с тонким функциональным слоем, который, в частности, обладает низкой излучательной способностью, а его набор цветов на стороне слоя при отражении лежит в синем спектре. Этот документ описывает слоистые структуры,содержащие: (i) внутреннее покрытие, нанесенное непосредственно на стекло, на основе, в частности,оксида кремния, оксикарбида кремния или оксинитрида кремния, с градиентом показателя преломления;(ii) функциональный слой, имеющий показатель преломления от 1,8 до 2, толщину от 350 до 550 мм и состоящий, например, из SnO2:F, и (iii) внешний слой, расположенный на функциональном слое и состоящий, в частности, из SiO2, имеющий толщину в диапазоне от 70 до 120 нм и показатель преломления от 1,4 до 1,7. Подложка с таким покрытием имеет коэффициент пропускания света не менее 75%, цвет в отражении в синей гамме и коэффициент излучения не более 0,18. Одной из целей настоящего изобретения является создание прозрачной стеклянной подложки, покрытой слоями, отличающейся тем, что сборка образует слоистую структуру, и указанная стеклянная подложка составляет часть двойного или тройного стеклопакета. Таким образом, такой двойной или тройной стеклопакет должен не просто обладать одним оптимизированным свойством, а обеспечивать удачный компромисс между нейтральностью цвета в отражении, стабильностью цвета независимо от угла наблюдения с низким показателем излучательной способности, предпочтительно меньшей или равной 0,12, и самым высоким из возможных показателем SF, тем самым позволяя получить положительные значения WER для окна, состоящего из указанного стекла и соответствующей рамы, позволяющей достигнуть упомянутые значения WER. Также необходимо, чтобы остекление имело показатель мутности менее 1%, или даже менее 0,6%, чтобы избежать нежелательного "молочного" внешнего вида. Таким образом, изобретение относится к прозрачной стеклянной подложке, имеющей покрытие,содержащее в следующем порядке: первый слой для нейтрализации цвета в отраженном свете,второй слой с низким коэффициентом излучения, состоящий в основном из SnO2:F с толщиной в диапазоне от 455 до 800 нм, и третий слой, состоящий по существу из SiOx, где х меньше или равно 2, с толщиной в диапазоне от 40 до 65 нм или от 140 до 180 нм. Заявитель продемонстрировал, что за счет выбора материалов, образующих слои многослойной структуры прозрачной стеклянной подложки, и их толщины, можно получить двойные стеклопакеты с улучшенными характеристиками в плане коэффициента пропускания солнечной энергии, WER, коэффициента излучения и, в то же время, стабильности нейтрального цвета при различных углах наблюдения. Значения SF по меньшей мере 73%, даже близкие к 75% или выше, или даже до 81% могут достигаться для остекления со значением Е меньше или равным 0,12 и, таким образом, обеспечивать получение положительных значений WER. В то же время нейтральность цвета под различными углами наблюдения может сохраняться при a0, предпочтительно -1 а-3, и b5, предпочтительно -6b5, предпочтительно -5b5 и особенно предпочтительно -2b2 (значения в отражении для угла наблюдения в диапазоне от 8 до 55 - источник света D65), что также применимо для тройного стеклопакета. Эти значенияa и b позволяют поддерживать нейтральность цвета в отражении, т.е. допускаются небольшие отражения желтовато-зеленого или сине-зеленого цвета, но исключается нежелательное, эстетически неприемлемое отражение красного цвета, и придавать остеклению стабильность цвета в отражении независимо от угла наблюдения, что измеряется ab со значением не более 3,5 (см. ниже). В рамках настоящего изобретения нейтральность и стабильность при отражении наблюдаются или измеряются по отношению к внешней стороне здания, т.е. со стороны "Р 1". Специалист в данной области техники сможет найти в технической литературе всю информацию, связанную с измерением значений a и b, в частности, в работе Ray G. Gordon и R.S. Hunter, изложенной в патентах US 4377613, US 4187336 и US 4419386. Кроме того, значения мутности могут поддерживаться на минимальном уровне, до менее, чем 1%, или даже менее, чем 0,6%. Однако, чтобы получить указанные выше значения Е, необходимо, чтобы толщинаSnO2:F была такой, как указано в формуле изобретения, что может, к сожалению, мешать достижению требуемых низких значений мутности. Следовательно, для достижения указанных целей способ нанесения SnO2:F предусматривает присутствие неорганической кислоты в предшественниках, такой как HCl или HNO3, действие которой заключается в "выравнивании" или сглаживания шероховатости этого слоя в соответствии с описанием WO 2010/107998. Одним из преимуществ данного изобретения, в частности, в случае двойного остекления или тройного остекления, является возможность достижения указанных эксплуатационных качеств без необходимости в добавлении одного или нескольких прозрачных стекол, которые, как известно, увеличивают SF,и/или без использования криптона или ксенона в качестве газа-наполнителя в этих стеклопакетах, который, как известно, уменьшает U. Поэтому заявитель указывает, что для достижения этих целей необходимо выбрать, в частности,толщину слоя SiOx (третьего слоя), что позволит увеличить SF при обеспечении нейтральности или стабильности цвета при отражении. Кроме того, для достижения наименьших возможных значений U(двойной стеклопакет), т.е., как правило, меньших или равных 1,4 Вт/м 2 К, необходимо использовать значения толщины SnO2:F в соответствии с изобретением. В более общих чертах, именно сочетание конкретных слоев с определенными диапазонами толщины позволяет достичь указанной цели, поскольку оптимизация определенного параметра, такого как SF, E стабильности цвета оказывает влияние на значения других параметров. Кроме того, необходимо, чтобы слоистые структуры изготовлялись в промышленных масштабах и, предпочтительно, последовательно в ванне расплавленного олова или в лере,расположенном ниже по потоку от области ванны с оловом, с оптимизированной реализацией операций,в частности, без дополнительных чрезмерно высоких расходов и без значительного засорения реакторов. Окна, оснащенные такими стеклопакетами, двойными или тройными, и базовыми рамами, которые обычно представляют 25% площади окна и имеют значение U не более 1,2 Вт/м 2 К, этикетку WER "А" и значения a0 и b5 в отражении. Специалист в данной области сможет выбрать соответствующую раму, в то же время, учитывая то, что эффекты настоящего изобретения связаны со слоями и их толщиной. В рамках настоящего изобретения окно следует рассматривать в самом широком смысле, т.е. этот термин может означать окна в жилых и промышленных зданиях или даже остекленные фасадные элементы зданий, т.е. элементы типа VEA (наружное закрепленное остекление). Коэффициент пропускания солнечной энергии (SF) измеряется в соответствии со стандартом EN 410. Значения a и b получают в соответствии с колориметрический системой Lab, определеннойCIE (Международной комиссией по цветоведению), при использовании стандартного источника светаD65, соответствующий дневному свету с цветовой температурой 6500 К. Три компонента: L, a и b обычно представлены в трехмерном пространстве. Компонент L - чистота - соответствует вертикальной оси, простирающейся от 0 (черный) до 100 (белый). В горизонтальной плоскости компонент a представляет на одной оси диапазон цветов от красного (положительные значения a) до зеленого (отрицательные значения a), проходящий через серый (a = 0), а компонент b представляет на второй оси диапазон цветов от желтого (положительные значения b) до синего (отрицательные значения b), проходящий через серый (b = 0). Если значения a и b в отражении малы, цвет считается нейтральным. В дополнение к нейтральности строительный рынок требует, чтобы в цветах в отражении отсутствовали значения a0. Угловая стабильность цвета, дополнительно к нейтральности, определяется путем измерения ab в отражении. Чем ниже это значение, тем выше нейтральность цвета при различных углах наблюдения. Указанное измерение ab представляет собой среднее значение данных, полученных при углах наблюдения 8, 20, 30, 45 и 55. Таким образом, Угол наблюдения(8-55) - это угол наклона остекления, измеренный по отношению к оси, перпендикулярной к остеклению ( = 0). Значения ab для двойных и тройных стеклопакетов предпочтительно составляют не более 3,5, а более предпочтительно - не более 3. Двойные стеклопакеты со слоистой структурой согласно изобретениюэто стеклопакеты, обычно используемые в архитектурной области, со стеклянными подложками, расположенными на расстоянии 14-17 мм друг от друга, и пространством между ними, заполненным инертным газом, таким как аргон. Прозрачная подложка предпочтительно представляет собой прозрачное или очень прозрачное стекло различной толщины, обычно в диапазоне от около 3,8 до 8 мм. Термин "очень прозрачное стекло" означает стекло с максимальным содержанием железа, выраженным в виде Fe2O3, менее 0,04 мас.%, в частности менее 0,02 мас.%. Прозрачное стекло следует понимать как стекло с максимальным содержанием железа, выраженным в виде Fe2O3, в диапазоне от 0,04 до 0,4 мас.%. Назначение первого слоя состоит в нейтрализации цвета в отражении от стекла с покрытием, т.е. для предотвращения интерференционных цветов в отражении. Он предпочтительно пребывает в непосредственном контакте со стеклянной подложкой и предпочтительно представляет собой моно-слой, по существу состоящей из оксинитридов кремния SiOxNy или оксикарбидов кремния SiOxCy, где x меньше 2,его показатель преломления находится в диапазоне 1,65-1,75, а толщина этого слоя находится в диапазо-3 023422 не от 55 до 95 нм, предпочтительно от 60 до 90 нм и наиболее предпочтительно от 70 до 90 нм. Значения"x" и "y" выбирают для получения требуемых значений показателя преломления. В общем, последний вариант нейтрализующего слоя обозначается SiOx, где x меньше 2. Кроме того, первый нейтрализующий слой может быть смешанным слоем, изготовленным в основном из оксидов Sn и Si, толщина которого находится в диапазоне от 55 до 95 нм, предпочтительно от 60 до 90 нм, наиболее предпочтительно от 70 до 90 нм. В других вариантах первый нейтрализующий слой может, в свою очередь, быть двойным слоем, состоящим из слоя TiO2, расположенного на стеклянной подложке и покрытого слоем оксида кремния, оксикарбида кремния, SiOxCy или оксинитрида кремния, SiOxNy, где x меньше или равен 2, а толщина TiO2 предпочтительно составляет 5-15 нм, толщина оксида, оксикарбида или оксинитрида кремния составляет 15-40 нм. В еще одном варианте первый нейтрализующий слой может быть двойным слоем, состоящим из слоя SnO2 или ZnO, расположенного на стеклянной подложке и покрытого слоем оксида кремния, оксикарбида кремния, SiOxCy или оксинитрида кремния, SiOxNy, где х меньше или равен 2, а толщина SnO2 или ZnO предпочтительно составляет 15-35 нм, толщина оксида, оксикарбида или оксинитрида кремния составляет 15-40 нм. Второй слой с низким коэффициентом излучения, который предпочтительных вариантах осуществления изобретения расположен непосредственно на первом нейтрализующем слое, по существу состоящий из SnO2:F, имеет коэффициент излучения Е меньше или равный 0,12, предпочтительно меньше или равный 0,1, и толщину в диапазоне от 455 до 800 нм, наиболее предпочтительно от 455 до 740 нм. Такой слой получают с использованием классических технологий, таких как CVD. Именно этот слой придает остеклению низкие значения коэффициента излучения. В конкретных вариантах осуществления SnO2:F может дополнительно легироваться оксидом циркония. В этом случае процентное содержание атомов циркония (ат% Zr) в слое находится в диапазоне от 0,3 ат% и предпочтительно от 0,5 ат% до 2 ат%. Третий слой, который в соответствии с предпочтительными вариантами изобретения расположен поверх второго слоя с низким коэффициентом излучения, предпочтительно выполнен из оксида, оксикарбида или оксинитрида кремния, таким образом, предпочтительно соответствует определению SiOx,причем предпочтение отдается SiO2. Показатели преломления предпочтительно находятся в диапазоне от 1,3 до 1,6. Материал третьего слоя обладает тем преимуществом, что он не является поглощающим и обладает малым показателем преломления. Таким образом, остекление согласно изобретению позволяет значительно уменьшить отражение света (LR), что обеспечивает увеличение SF. Однако диапазон значений толщины, обеспечивающий наиболее значительное снижение отражения, может стать причиной недостаточной угловой стабильности цвета в отраженном свете. Было обнаружено, что наилучший компромисс достигается при толщине этого слоя в диапазоне от 40 до 65 нм или от 140 до 180 нм. Толщина этого слоя предпочтительно находится в диапазоне от 40 до 60 нм, наиболее предпочтительно - от 45 до 60 нм. Хотя толщина в диапазоне от 140 до 180 нм позволяет достичь желаемых эффектов, тем не менее,этот диапазон является менее предпочтительным ввиду технических трудностей, связанных с использованием материала такой толщины, и значительного риска загрязнения реакторов. Следует отметить, что в рамках настоящего изобретения все слои, образующие слоистую структуру, получают традиционными способами с использованием химических и/или физических методов осаждения, таких как CVD (химическое осаждение из паровой фазы), PECVD (плазмохимическое осаждение из паровой фазы), магнетронное распыление или их сочетания. Эти слои могут быть нанесены в поточном режиме с использованием обрабатывающего оборудования, которое традиционно применяется в так называемой технологии флоат-стекла. Например, первый, нейтрализующий слой и третий слой могут быть нанесены методом химического осаждения (CVD), используя в качестве исходного материала предшественники в газообразной форме,содержащие, например, силан (SiH4), окислительный газ, такой как кислород или диоксид углерода(CO2), этилен, если это необходимо, и азот в качестве вектор-газа, причем потоки газа направлены на горячую поверхность стекла. Определенное соотношение предшественников позволяет осуществить осаждение, например, SiOx, где x меньше или равно 2. Специалист в данной области может обратиться к патентным заявкам WO 2010/107998, US 7037555 или FR 2666325, причем этот список не является исчерпывающим. Слои SnO2 или SnO2:F, используемые, соответственно, в первом слое, нейтрализующем слое, на стекле и для формирования второго слоя с низким коэффициентом излучения, также получают способом,известным специалисту в данной области, причем предпочтение отдается CVD. С помощью CVD этот слой обычно формируют с использованием оловянных предшественников, которые могут быть металлоорганическими производными, такими как монобутил олова трихлорид (МВТС), или неорганическими производными, такими как тетрахлорид олова (SnCl4), воздух, вода в виде пара, кислород, а для слояSnO2:F -фторированный источник для легирования, такой как HF или трифторуксусная кислота, и в случае необходимости HNO3, в частности, для снижения мутности (WO 2010/107998). Эти газообразные предшественники преимущественно направляются и наносятся в поточном режиме на горячее стекло. Нанесение TiO2, образующего часть первого слоя, нейтрализующего слоя, на стекло предпочтительно выполняют с использованием методов CVD. Предшественники на основе органических или неорганических производных титана, такие как TTiP (тетраизопропоксид титана) или TiCl4, используются вCVD вместо указанных выше производных олова и силана, как описано в WO99/48828. В соответствии с особо предпочтительными вариантами осуществления изобретение относится к двойному стеклопакету, состоящему из двух прозрачных стеклянных подложек, одна из которых является стеклянной подложкой, на которую нанесен слой согласно изобретению, для которого U1,4 Вт/м 2 К,коэффициент излучения меньше или равен 0,12, предпочтительно меньше или равен 0,1, а коэффициент пропускания солнечной энергии составляет по меньшей мере 73%, предпочтительно по меньшей мере 75% и, в частности, в диапазоне от 75 до 81%. Такие двойные стеклопакеты были описаны выше и, как правило, соответствуют доступным на рынке. В указанных стеклопакетах одна стеклянная подложка покрыта слоистой структурой согласно изобретению, которая обычно располагается в положении "P3", т.е. на внутренней стеклянной подложке, причем слои направлены наружу. В этом случае WER также имеет положительные значения, и это возможно только при использовании соответствующей рамы, которая,как правило, составляет 25% площади поверхности окна, и U рамы не превосходит 1,2 Вт/м 2 К. Базовую раму определяют как составляющую 25% площади поверхности окна и имеющую значение U рамы, которое не превосходит 1,2 Вт/м 2 К. При использовании данного двойного стеклопакета получают окно, состоящее из базовой рамы,определение которой приведено здесь, и двойного стеклопакета согласно изобретению со значениямиWER большими или равными нулю, в частности, в диапазоне от 1 до 10 кВтч/м 2/год. В соответствии с другими вариантами осуществления изобретение относится к тройному стеклопакету, содержащему три прозрачных стеклянных подложки, по меньшей мере одна из которых является стеклянной подложкой, на которую нанесено покрытие согласно изобретению, со значением U1,1 Вт/м 2 К, коэффициентом излучения меньшим или равным 0,12 и показателем пропускания солнечной энергии по меньшей мере 64%, где указанная подложка со слоями располагается в положении "P5", т.е. крайняя внутренняя стеклянная подложка со слоями, направленными наружу, а две других подложки расположены с наружной стороны. В случае если две из трех стеклянных подложек покрыты слоями в соответствии с данным изобретением, они, как правило, расположены в позициях P2 и P5. В этом случае WER тоже имеет положительные значения, и это возможно только при использовании соответствующей рамы, которая, как правило,составляет 25% площади поверхности окна, и U рамы не превосходит 1,2 Вт/м 2 К. Большим преимуществом является возможность достижения значений SF в диапазоне от 64 до 75%. При использовании данного тройного стеклопакета получают окно, состоящее из базовой рамы, определение которой приведено здесь, и стеклопакета согласно изобретению со значениями WER большими или равными нулю, в частности в диапазоне от 1 до 10 кВтч/м 2/год. Как указано выше, двойной или тройной стеклопакет имеет нейтральный цвет при различных углах наблюдения со следующими цветами в отражении под углом наблюдения в диапазоне от 8 до 55 при использовании источника света D65: a0, предпочтительно -1a-3 и b5, предпочтительно -6b5,предпочтительно -5b5 и наиболее предпочтительно -2b2. Значения ab для двойных и тройных стеклопакетов предпочтительно составляют не более 3,5, а более предпочтительно не более 3. Это не исключает возможности использования других стеклянных подложек в этих двойных или тройных стеклопакетах, т.е. не покрытых слоями согласно изобретению, покрытых, в свою очередь, другими слоями определенных подложен, такими как просветляющие слои. Аналогично, не исключается возможность использования подложки, покрытой слоями согласно данному изобретению, а также просветляющими слоями на стороне, противоположной поверхности со слоями согласно данному изобретению. Согласно другому аспекту изобретение относится к применению двойного стеклопакета, включающего две прозрачных стеклянных подложки, одна из которых представляет собой стеклянную подложку,имеющую покрытие, содержащее в следующем порядке: первый слой для нейтрализации цвета в отраженном свете, второй слой с низким коэффициентом излучения, по существу состоящий из SnO2:F, с толщиной в диапазоне от 455 до 800 нм и третий слой, по существу состоящий из SiOx, где х меньше или равно 2, с толщиной в диапазоне от 40 до 65 нм или от 140 до 180 нм, для обеспечения значений пропускания солнечной энергии по меньшей мере 73%, коэффициента излучения на уровне 0,12 или ниже, отличающемуся тем, что остекление имеет тепловой коэффициент U, меньший или равный 1,4 Вт/м 2 К. Большим преимуществом является то, что значения SF находятся в диапазоне от 75 до 81%. Согласно другому аспекту изобретение относится к применению тройного стеклопакета, включающего три прозрачных стеклянных подложки, одна из которых представляет собой стеклянную подложку,имеющую покрытие, содержащее в следующем порядке: первый слой для нейтрализации цвета в отраженном свете, второй слой с низким коэффициентом излучения, по существу состоящий из SnO2:F, с толщиной в диапазоне от 455 до 800 нм и третий слой, по существу состоящий из SiOx, где х меньше или равно 2, с толщиной в диапазоне от 40 до 65 нм или от 140 до 180 нм, для обеспечения значений пропус-5 023422 кания солнечной энергии по меньшей мере 64%, коэффициента излучения на уровне 0,12 или ниже, отличающемуся тем, что остекление имеет тепловой коэффициент U, меньший или равный 1,1 Вт/м 2 К. Большим преимуществом является то, что значения SF находятся в диапазоне от 65 до 75%. Предпочтительно, когда указанное покрытие, содержащее слои согласно изобретению, используется в двойном или тройном стеклопакете, этот стеклопакет имеет нейтральный цвет при различных углах наблюдения со следующими цветами в отражении под углом наблюдения в диапазоне от 8 до 55 при использовании источника света D65: a0, предпочтительно -1a-3 и b5, предпочтительно -6b5,предпочтительно -5b5 и наиболее предпочтительно -2b2. Значения ab для двойных и тройных стеклопакетов предпочтительно составляют не более 3,5, а более предпочтительно не более 3. Следующие примеры иллюстрируют изобретение, не ограничивая его объем. Примеры 1-9. Сформировали двойной стеклопакет, содержащий две подложки из прозрачного стекла, каждая с толщиной 4 мм, расположенные на расстоянии 15 мм друг от друга, с заполнением в виде 90% аргона. Одна из подложек покрыта SiOx, где x меньше 2, затем SnO2:F и, наконец, SiO2. Этот двойной стеклопакет затем устанавливали в теплоизолирующую раму, составляющую 25% от площади поверхности окна и имеющую значение U 1,2 Вт/м 2 К, а значение L окна фиксируется на уровне 0,03 Вт/м 2 К. Соответствующие толщины слоев были разными. Полученные в результате значения SF, a и b,цвета в отраженном свете и угловой стабильности цвета в отраженном свете приведены ниже в табл. 1. Значения SF измеряли в соответствии со стандартом EN 410. Значение a и b указаны для трех углов наблюдения: 8, 30 и 55 и измеряются с использованием стандартного источника света D65. В табл. 2 приведены результаты в виде значений мутности, Е (коэффициента излучения), U (двойной стеклопакет) и WER (окно). Таблица 1 Результаты в табл. 1 показывают, что примеры 1, 2, 4 и 8 обеспечивают достижение наилучшей стабильности при очень приемлемых оттенках цвета в отраженном свете, поскольку они позволяют избежать отражения в красном диапазоне. В примерах 3, 5, 6, 7 и 9 цвет в отраженном свете является очень приемлемым, однако стабильность здесь несколько ниже, хотя все еще и остается в желаемых пределах для остекления. Наиболее предпочтительными для производства в промышленном масштабе являются варианты примеров 1 и 6. Таким образом, авторы искали хороший компромисс, с одной стороны, между материалами слоев и их относительной толщиной и, с другой стороны, экономической эффективностью производства в промышленном масштабе (прибыль производства, затраты, простота изготовления и т.д.). Результаты в табл. 2 четко указывают уровни показателей, достигаемые для указанных двойных стеклопакетов, в частности, значения WER, все из которых являются положительными. Для сравнения будут в первую очередь использоваться системы остекления, предложенные на рынке. Пример А: стекло/SiOx/SnO2:F (300 нм) и пример В: стекло/SiOx/SnO2:F (450 нм). В табл. 3 приведены значения SF, коэффициента излучения и WER для двойных стеклопакетов, изготовленных с использованием указанных слоистых структур. Таблица 3 Результаты измерений этих параметров показывают, что желаемые свойства не были получены, поскольку значения WER отрицательные. Слоистые структуры, содержащие слой SiOx, где x меньше 2, на стекле, затем слой SnO2:F, а затем слой SiO2, которые не являются частью настоящего изобретения, теперь будут рассмотрены для целей сравнения. Полученные в результате значения SF, a и b, цвета в отраженном свете и угловой стабильности цвета в отраженном свете для двойных стеклопакетов, полученных с использованием указанных слоистых структур, приведены в табл. 4. Хотя в примерах С и F наблюдается очень небольшое отличие в толщине слоя SiO2 по сравнению с примерами 6 и 8, они имеют неприемлемые цвета в отраженном свете. Хотя в примере D наблюдаются вполне приемлемые цвета в отраженном свете, изменения цвета являются слишком значительными. В примере Е наблюдаются приемлемые цвета в отраженном свете при углах 8, однако значение a смещается к 0 при значении угла 55. Примеры 10-14. Сформировали тройной стеклопакет, содержащий три подложки из прозрачного стекла, каждая с толщиной 4 мм, расположенные на расстоянии 15 мм друг от друга, с заполнением в виде 90% аргона. Одна из подложек, находящаяся в позиции Р 5, покрыта SiOxCy, где x меньше 2, с показателем преломления 1,69, а затем SnO2:F и, наконец, SiO2. Этот тройной стеклопакет затем устанавливали в теплоизолирующую раму, составляющую 25% от площади поверхности окна и имеющую значение U 1,2 Вт/м 2 К, а значение L окна фиксируется на уровне 0,03 Вт/м 2 К. Соответствующие толщины слоев были разными. Полученные в результате значения SF, a и b,цвета в отраженном свете приведены ниже в табл. 5. Значения SF измеряли в соответствии со стандартомEN 410. Значение a и b указаны для трех углов наблюдения: 8, 30 и 55 и измеряются с использованием стандартного источника света D65. В табл. 6 приведены результаты в виде значений мутности, Е, U (тройной стеклопакет) и WER (окно). Таблица 5 Результаты в табл. 5 показывают, что примеры 10, 11 и 13 обеспечивают достижение наилучшей стабильности при очень приемлемых оттенках цвета в отраженном свете, поскольку они позволяют избежать отражения в красном диапазоне. В примерах 12 и 14 цвет в отраженном свете является очень приемлемым, однако стабильность здесь несколько ниже, хотя все еще и остается в желаемых пределах для остекления. Наиболее предпочтительным для производства в промышленном масштабе является вариант примера 10. Таким образом, авторы искали хороший компромисс, с одной стороны, между материалами слоев и их относительной толщиной и, с другой стороны, экономической эффективностью производства в промышленном масштабе (прибыль производства, затраты, простота изготовления и т.д.). Результаты в табл. 6 четко указывают уровни показателей, достигаемые для указанных тройных стеклопакетов, в частности, значения WER, все из которых являются положительными. Для сравнения будут в первую очередь использоваться системы остекления, предложенные на рынке. Пример G: стекло/SiOx/SnO2:F (300 нм) и пример Н: стекло/SiOx/SnO2:F (450 нм). В табл. 7 приведены значения SF, коэффициента излучения и WER для двойных стеклопакетов, изготовленных с использованием указанных слоистых структур. Таблица 7 Результаты измерений этих параметров показывают, что желаемые свойства не были получены, поскольку значения WER отрицательные. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Прозрачная стеклянная подложка с покрытием, содержащим в следующем порядке от подложки: первый слой для нейтрализации цвета в отраженном свете,второй слой с низким коэффициентом излучения, состоящий, по существу, из SnO2:F, с толщиной в диапазоне от 455 до 800 нм, и третий слой, состоящий, по существу, из SiOx, где x меньше или равно 2, с толщиной в диапазоне от 40 до 65 нм или от 140 до 180 нм. 2. Стеклянная подложка по п.1, у которой первый нейтрализующий слой представляет собой монослой, по существу, состоящий из оксинитридов кремния SiOxNy или оксикарбидов кремния SiOxCy, где х меньше 2, и его показатель преломления находится в диапазоне 1,65-1,75, а толщина этого слоя находится в диапазоне от 55 до 95 нм. 3. Стеклянная подложка по п.1, у которой первый нейтрализующий слой является двойным слоем,состоящим из слоя TiO2, расположенного на стеклянной подложке и покрытого слоем оксида кремния,оксикарбида кремния SiOxCy или оксинитрида кремния SiOxNy, где х меньше или равен 2, а толщинаTiO2 предпочтительно составляет от 5 до 15 нм и толщина оксида, оксикарбида или оксинитрида кремния составляет от 15 до 40 нм. 4. Стеклянная подложка по п.1, у которой первый нейтрализующий слой является двойным слоем,состоящим из слоя SnO2 или ZnO, расположенного на стеклянной подложке и покрытого слоем оксида кремния, оксикарбида кремния SiOxCy или оксинитрида кремния SiOxNy, где х меньше или равен 2, а толщина SnO2 или ZnO составляет от 15 до 35 нм, толщина оксида, оксикарбида или оксинитрида кремния составляет от 15 до 40 нм. 5. Стеклянная подложка по п.1, у которой первый нейтрализующий слой является смешанным сло-9 023422 ем, по существу,состоящим из оксидов Sn и Si, толщина которого находится в диапазоне от 55 до 95 нм. 6. Стеклянная подложка по одному из пп.1-5, у которой толщина второго слоя с низким коэффициентом излучения находится в диапазоне от 455 до 740 нм. 7. Стеклянная подложка по одному из пп.1-6, у которой третий слой, по существу, состоящий изSiOx, имеет толщину в диапазоне от 43 до 60 нм. 8. Двойной стеклопакет, включающий две прозрачных стеклянных подложки, одна из которых является стеклянной подложкой по одному из пп.1-7, у которой коэффициент теплообмена U1,4 Вт/м 2 К,коэффициент излучения меньше или равен 0,12, предпочтительно меньше или равен 0,1, а коэффициент пропускания солнечной энергии составляет по меньшей мере 73%. 9. Двойной стеклопакет по п.8, имеющий коэффициент пропускания солнечной энергии от 75 до 81%. 10. Двойной стеклопакет по п.8 или 9, имеющий значение ab не более 3,5. 11. Окно, состоящее из базовой рамы, которая представляет 25% площади окна и имеет U1,2 Вт/м 2 К, и двойного стеклопакета по одному из пп.8-10, имеющее значение энергосберегающей характеристики WER больше или равное нулю, в частности в диапазоне от 1 до 10 кВтч/м 2/год. 12. Тройной стеклопакет, включающий три прозрачных стеклянных подложки, по меньшей мере одна из которых является стеклянной подложкой по одному из пп.1-7, у которой U1,1 Вт/м 2 К, коэффициент излучения меньше или равен 0,12, а коэффициент пропускания солнечной энергии составляет по меньшей мере 64%. 13. Тройной стеклопакет по п.12, имеющий коэффициент пропускания солнечной энергии в диапазоне от 65 до 75%. 14. Тройной стеклопакет согласно п.12 или 13, имеющий значение ab не более 3,5. 15. Окно, состоящее из базовой рамы, которая представляет 25% площади окна и имеет U1,2 Вт/м 2 К, и тройного стеклопакета по одному из пп.12-14, имеющее значение WER больше или равное нулю, в частности в диапазоне от 1 до 10 кВтч/м 2/год.

МПК / Метки

МПК: C03C 17/34, C03C 17/36

Метки: последовательно, расположенных, стеклянная, слоев, прозрачная, подложка, покрытием

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/11-23422-prozrachnaya-steklyannaya-podlozhka-s-pokrytiem-iz-posledovatelno-raspolozhennyh-sloev.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Прозрачная стеклянная подложка с покрытием из последовательно расположенных слоев</a>

Похожие патенты