Покрытое изделие, имеющее покрытие с низкой излучательной способностью, обладающее низким пропусканием видимого света, которое может быть использовано в блоке ис-окна для серого внешнего вида - RU2674417C2

Чертежи

Описание

[0001] Данное изобретение относится к покрытому изделию, имеющему покрытие с низкой излучательной способностью (низким E), для придания изделию из покрытого стекла желаемой серой окраски при отражении от стекла, без обязательного наличия подложки из серого стекла. В определенных примерных вариантах воплощения покрытие с низким E обеспечено на подложке (например, на стеклянной подложке) и включает в себя, по меньшей мере, первый и второй инфракрасные (ИК) отражающие слои (например, слои на основе серебра), которые отделены друг от друга контактными слоями (например, слоями на основе NiCr) и диэлектрическим слоем, состоящим или включающим в себя такой материал, как нитрид кремния. В определенных примерных вариантах воплощения покрытое изделие (в монолитной форме и/или в форме блока ИС-окна) обладает низким коэффициентом пропускания видимого света (например, не более 55%, более предпочтительно, не более примерно 50%, более предпочтительно, не более примерно 45%, и наиболее предпочтительно, не более примерно 40%). В определенных примерных вариантах воплощения покрытое изделие может быть подвергнуто термообработке (например, термической закалке и/или изгибанию при нагреве), и оно спроектировано как по существу термически стабильное при термообработке (ТО) так, что его значение ΔΕ* (при отражении со стороны стекла) в результате ТО составляет не более 5,0, а более предпочтительно, не более 4,5, и наиболее предпочтительно, не более 4,1. Покрытые изделия согласно определенным примерным вариантам воплощения данного изобретения могут быть использованы в контексте оконных блоков из изоляционного стекла (ИС), окон автомобилей или других типов окон.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Покрытые изделия известны из уровня техники для использования в оконных применениях, таких как оконные блоки из изоляционного стекла (ИС), окна транспортных средств, и/или т.п. Известно, что в определенных случаях является желательным подвергать такие покрытые изделия термообработке (например, термической закалке, изгибанию при нагреве и/или термическому упрочнению) в целях закалки, изгибания, и т.п. Термообработка (ТО) покрытых изделий обычно требует использования температуры (температур), по меньшей мере, 580°C, более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 600°C, а еще более предпочтительно, по меньшей мере, 620°C. Такие высокие температуры (например, в течение 5-10 минут или более) часто вызывают разрушение покрытий и/или ухудшение или изменение их свойств непредсказуемым образом. Таким образом, для покрытий является желательным, чтобы они могли выдерживать такую термообработку (например, термическую закалку), если желательно, предсказуемым образом, чтобы покрытия существенным образом не повреждались.

[0003] В определенных ситуациях, проектировщики покрытых изделий добиваются получения сочетания желаемой прозрачности для видимого света, желаемого цвета, низкой излучательной способности (или коэффициента излучения) и низкого поверхностного сопротивления слоя (Rs). Характеристики низкой излучательной способности (низкой E) и низкого поверхностного сопротивления слоя позволяют таким покрытым изделиям блокировать значительные количества ИК-излучения, для снижения, например, нежелательного нагрева внутреннего пространства транспортного средства или здания.

[0004] В Патенте США № 7,521,096, включенном в настоящую заявку в виде ссылки, раскрыто покрытие с низким E, в котором использованы контактные слои на основе оксида цинка (ZnO), расположенные ниже серебряных ИК-отражающих слоев, и выше нижнего серебряного (Ag) ИК-отражающего слоя, с использованием контактного слоя NiCrOx, следующего за центральным диэлектрическим слоем на основе оксида олова (SnO₂). Хотя контактные слои ZnO, расположенные ниже серебряных ИК-отражающих слоев, обеспечивают хорошие структурные свойства для роста серебра, было обнаружено, что в определенных случаях ZnO демонстрирует химическое разрушение и ущерб для окружающей среды и механической долговечности покрытия.

[0005] В Патенте США № 5,557,462 раскрыто покрытие с низким E с пакетом слоев SiN/NiCr/Ag/NiCr/SiN/NiCr/Ag/NiCr/SiN. Однако, покрытое изделие согласно патенту '462 сконструировано для получения высокой прозрачности для видимого света, равной, по меньшей мере, 63%. В патенте '462 в столбце 3, в строках 12-15 указано, что прозрачность для видимого света ниже 70% (монолитное покрытое изделие) и ниже 63% (блок ИС-окна) является нежелательным. Таким образом, патент '462 не раскрывает покрытых изделий с прозрачностью для видимого света менее 63%. Более того, как разъясняется в Патенте США № 8,173,263, покрытые изделия согласно патенту '462 не поддаются термообработке, поскольку при термообработке поверхностное сопротивление слоя (Rs) повышается, например, примерно от 3-5 до более чем 10, что приводит к возникновению тенденции к замутнению, и значение ΔΕ* для отражения со стороны стекла является нежелательным, поскольку оно составляет более 5,0.

[0006] Следовательно, было бы желательным обеспечить покрытое изделие, которое характеризуется одним, двумя, тремя или всеми четырьмя из следующих свойств: (i) низким пропусканием для видимого света, (ii) хорошей долговечностью, (iii) желательной окраской и/или (iv) термической стабильностью при ТО, для реализации значения ΔΕ* для отражения от стекла не более примерно 5,0, более предпочтительно, не более примерно 4,5. Более того, также может быть желательным, чтобы блоки ИС-окон, которые включают в себя такие покрытые изделия, обладали низким солнечным фактором (solar factor, SF) и/или низким коэффициентом внешнего отражения, таким как не более примерно 12%, более предпочтительно, не более примерно 11%, еще более предпочтительно, не более примерно 10%, и наиболее предпочтительно, не более примерно 9%, - см. EN 410 относительно расчета SF и пропускания для видимого света ИС-блока.

[0007] Термин ΔΕ* (и ΔΕ) хорошо известен в данной области, и о нем сообщается, наряду с различными методиками для его определения, в ASTM 2244-93, а также о нем сообщается в работе Hunter et. al., Measurement of Appearance, 2nd Ed. Cptr. 9, page 162 et seq. [John Wiley & Sons, 1987]. Как использовано в методике, ΔΕ* (и ΔΕ) - это способ надлежащего отображения изменения (или его отсутствия) коэффициента отражения и/или коэффициента пропускания (и, таким образом, также внешней окраски) в изделии после или из-за его термообработки. ΔΕ может быть рассчитано с помощью технологии «ab», или с помощью технологии Хантера (обозначенной подстрочным индексом «H»). ΔΕ соответствует показателю Hunter Lab L, шкала a, b (или Lh, bh). Аналогично, ΔΕ* соответствует шкале CIE LAB L*, a*, b*. И то и другое рассматривается как пригодное и эквивалентное для целей настоящего изобретения. Например, как сообщается в работе Hunter et. al., упомянутой выше, может быть использована технология прямоугольных координат/масштаба (CIE LAB 1976), известная как масштаб L*, a*, b, в которой: L* представляет собой единицы светлоты (CIE 1976) ; a* представляет собой единицы красного-зеленого (CIE 1976); b* представляет собой единицы желтого-синего (CIE 1976); а разность ΔΕ* между L*0 a*0 b*0 и L*1 a*1 b*1 составляет: ΔΕ*=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2] l/2, где: ΔL*=L*1 - L*0; Δa*=a*1-a*0; Ab*= b*1-b*0; где нижний индекс «0» соответствует покрытию (покрытому изделию) до термообработки, а нижний индекс «1» соответствует покрытию (покрытому изделию) после термообработки; а используемые величины (например, a*, b*, L*) представляют собой величины, рассчитанные согласно вышеупомянутой методике (CIE LAB 1976) L*, a*, b* координат. Например, когда измерены значения ΔΕ* отражения со стороны стекла, используются значения a*, b* и L* для отражения от стекла. Аналогичным образом, ΔΕ может быть рассчитано, с использованием вышеуказанного уравнения для ΔΕ*, т.е., ΔΕ*=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]l/2, путем замены a*, b*, L* на значения Hunter Lab ah, bh, Lh. Также согласно объему настоящего изобретения и количественному определению ΔΕ* они являются эквивалентными величинами, если они преобразуются в величины, рассчитанные согласно любой другой технологии, использующей ту же концепцию ΔΕ*, что указана выше.

[0008] Значение U (иногда называемое U-фактором) - это мера потери тепла в таком элементе здания, как стена, пол, окно или крыша. Он также может называться общим коэффициентом теплопередачи и показывает то, насколько хорошо части здания передают тепло. Это означает, что чем выше значение U, тем хуже тепловое функционирование оболочки здания. Низкое значение U обычно указывает на высокие уровни изоляции. Иными словами, значение U показывает то, насколько хорошо продукт предотвращает уход тепла из дома или здания. Чем ниже значение U, тем лучше продукт удерживает тепло внутри здания. Значение U здесь измеряют в единицах Вт/м2К), пока не указано иное, см. EN 673, где рассмотрен расчет значения U.

СУЩНОСТЬ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009] Данное изобретение относится к покрытому изделию, включающему в себя покрытие с низкой излучательной способностью (с низким E) для обеспечения того, чтобы покрытое стеклянное изделие имело желательную отражающую окраску стекла, без необходимости в наличии серой стеклянной подложки. В определенных примерных вариантах воплощения покрытие с низким E обеспечено на подложке (например, на стеклянной подложке) и включает в себя, по меньшей мере, первый и второй отражающие инфракрасное (ИК) излучение слои (например, слои на основе серебра), которые разделены контактными слоями (например, слоями на основе NiCr) и диэлектрическим слоем, состоящим или включающим в себя такой материал, как нитрид кремния. В определенных примерных вариантах воплощения покрытое изделие обладает низким пропусканием видимого света (например, не более 55%, более предпочтительно, не более примерно 50%, более предпочтительно, не более примерно 45%, и наиболее предпочтительно, не более примерно 40%, измеренной на монолите и/или в ИС-блоке). В определенных примерных вариантах воплощения покрытое изделие может быть подвергнуто термообработке (например, к термической закалке и/или изгибу при нагреве), и сконструировано таким образом, чтобы оно было по существу термически стабильным при термообработке (ТО) так, чтобы его значение ΔΕ* (для отражения для стекла), измеренное на монолите, после ТО, составляло не более 5,0, более предпочтительно, не более 4,5, и еще более предпочтительно, не более 4,1. Такое низкое значение ΔΕ* указывает на то, что покрытое изделие обладает приблизительно теми же характеристиками пропускания и цвета, видимыми невооруженным глазом, как перед, так и после термообработки (например, термической закалки). Покрытые изделия согласно определенным примерным вариантам воплощения этого изобретения могут быть использованы применительно к оконным блокам из изоляционного стекла (ИС), окнам транспортных средств или другим типам окон.

[0010] Является желательным обеспечить покрытое изделие, которое характеризуется одним, двумя, тремя или всеми четырьмя из следующих свойств: (i) низким пропусканием видимого света, (ii) хорошей долговечностью, (iii) желательной серой окраской стекла, и (iv) термической стабильностью при ТО, для реализации значения отражающего ΔΕ* для стекла не более 5,0, более предпочтительно, не более 4,5. Более того, для блоков ИС-окон, которые включают в себя такие покрытые изделия, является желательным, чтобы они имели одно, два, или все три из следующих свойств: (a) низкий солнечный фактор (solar factor, SF) такой как не более примерно 33%, более предпочтительно, не более примерно 31%, еще более предпочтительно, не более примерно 29%, и даже более предпочтительно, не более примерно 27%, (b) низкий коэффициент внешнего отражения, такой как не более примерно 12%, более предпочтительно, не более примерно 11%, еще более предпочтительно, не более примерно 10%, и наиболее предпочтительно, не более примерно 9%, и/или (c) внешнюю серую окраску при отражении.

[0011] В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения обеспечен оконный блок из изоляционного стекла (ИС), содержащий: покрытое изделие, включающее в себя покрытие, нанесенное на первую стеклянную подложку; при этом первая стеклянная подложка с нанесенным на него покрытием связана со второй стеклянной подложкой с зазором между ними, и в котором первая стеклянная подложка адаптирована таким образом, чтобы она находилась на внешней/наружной стороне блока ИС-окна, а вторая стеклянная подложка адаптирована таким образом, чтобы она находилась на внутренней стороне блока ИС-окна, прилегающей к внутреннему пространству здания, на котором закреплен или может быть закреплен блок ИС-окна, причем покрытие находится на основной поверхности первой стеклянной подложки, обращенной к зазору между подложками; в котором покрытие, нанесенное на первую стеклянную подложку, содержит: первый и второй инфракрасный (ИК) отражающие слои, содержащие серебро, причем первый ИК-отражающий слой расположен ближе к стеклянной подложке, чем второй ИК-отражающий слой; первый контактный слой, содержащий NiCr, расположенный поверх и непосредственно контактирующий с первым ИК-отражающим слоем, содержащим серебро; диэлектрический слой, содержащий нитрид кремния, расположенный поверх и непосредственно контактирующий с первым контактным слоем, содержащим NiCr; второй контактный слой, расположенный поверх и непосредственно контактирующий со слоем, содержащим нитрид кремния; второй ИК-отражающий слой, содержащий серебро, расположенный поверх и непосредственно контактирующий со вторым контактным слоем; третий контактный слой, содержащий NiCr, расположенный поверх и непосредственно контактирующий со вторым ИК-отражающим слоем; другой диэлектрический слой, содержащий нитрид кремния, расположенный поверх и непосредственно контактирующий с третьим контактным слоем, содержащим NiCr; причем второй ИК-отражающий слой, содержащий серебро, по меньшей мере, на 30 ангстрем толще, чем первый ИК-отражающий слой, содержащий серебро; при этом блок ИС-окна обладает пропусканием видимого света не более 50% и отражательной способностью для наружного видимого света не более 12%; и блок ИС-окна является серым или темно-серым по внешнему виду, если смотреть снаружи, и причем первая и вторая стеклянные подложки блока ИС-окна являются бесцветными, не серыми стеклянными подложками.

[0012] В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения обеспечено покрытое изделие, включающее в себя покрытие, нанесенное на стеклянную подложку, причем покрытие содержит: первый и второй инфракрасный (ИК) отражающие слои, содержащие серебро, причем первый ИК-отражающий слой расположен ближе к стеклянной подложке, чем второй ИК-отражающий слой; первый контактный слой, содержащий NiCr, расположенный поверх и непосредственно контактирующий с первым ИК-отражающим слоем, содержащим серебро; диэлектрический слой, содержащий нитрид кремния, расположенный поверх и непосредственно контактирующий с первым контактным слоем, содержащим NiCr; второй контактный слой, содержащий NiCr, расположенный поверх и непосредственно контактирующий со слоем, содержащим нитрид кремния; второй ИК-отражающий слой, содержащий серебро, расположенный поверх и непосредственно контактирующий со вторым контактным слоем, содержащим NiCr; третий контактный слой, содержащий NiCr, расположенный поверх и непосредственно контактирующий со вторым ИК-отражающим слоем; другой диэлектрический слой, содержащий нитрид кремния, расположенный поверх и непосредственно контактирующий с третьим контактным слоем, содержащим NiCr; в котором второй ИК-отражающий слой, содержащий серебро, по меньшей мере, в два раза толще, чем первый ИК-отражающий слой, содержащий серебро; причем покрытое изделие обладает пропусканием видимого света, измеренным на монолите, не более 55%, и отражающей способностью стекла для видимого света, измеренной на монолите, не более 11%.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0013] ФИГУРА 1 представляет собой поперечный разрез покрытого изделия согласно примерному варианту воплощения данного изобретения.

[0014] ФИГУРА 2 представляет собой поперечный разрез, показывающий покрытое изделие ФИГ. 1, обеспеченное в блоке ИС-окна согласно примерному варианту воплощения данного изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0015] Покрытые изделия, приведенные в настоящей заявке, могут быть использованы для таких применений, как блоки ИС-окон, блоки ламинированных окон (например, для использования в применениях в транспортных средствах или в здании), окна транспортных средств, монолитные архитектурные окна, окна жилых помещений, и/или в любых других подходящих оконных применениях, которые включает в себя одиночные или множественные стеклянные подложки.

[0016] В определенных примерных вариантах воплощения внешняя окраска (со стороны стекла) блока ИС-окна, включающего в себя покрытое изделие, будет серой или темно-серой, а покрытие пригодно для обеспечения для блоков ИС-окон возможности реализации низкого пропускания видимого света, низкого солнечного фактора, низкого внешнего отражения видимого света, низкой излучательной способности и низкого значения U. В определенных примерных вариантах воплощения можно достигнуть очень низкого внешнего отражения в блоках ИС-окон с внешней отражающей серой окраской, когда бесцветное матричное стекло используется в покрытом изделии, которое может определять внешний облик блока ИС-окна. Таким образом, не является обязательным использование серого матричного стекла для упомянутого внешнего впечатления. Бесцветное стекло является менее дорогим и обладает намного лучшей пригодностью к эксплуатации, чем серое матричное стекло. Хотя серые стеклянные подложки, возможно, могут быть использованы в примерных вариантах воплощения данного изобретения, в предпочтительных вариантах воплощения используют бесцветные или нейтрально окрашенные стеклянные подложки, и достигают желаемой серой окраски благодаря дизайну покрытия, без необходимости в наличии стекла, окрашенного в серый цвет. Хотя покрытые изделия здесь могут быть подвергнуты термообработке (например, термической закалке), покрытые изделия согласно примерным вариантам воплощения данного изобретения не нуждаются в термообработке и могут быть, как подвергнуты, так и не подвергнуты термообработке.

[0017] В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения покрытие включает в себя двойной серебряный пакет. Обратимся к ФИГ. 1, где, например, в определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения показано покрытое изделие, включающее в себя покрытие 30, нанесенное на стеклянную подложку 1, причем покрытие 30 содержит: первый 9 и второй 19 отражающие инфракрасное излучение (ИК) слои, содержащие или состоящие в основном из серебра, причем первый ИК-отражающий слой 9 расположен ближе к стеклянной подложке 1, чем второй ИК-отражающий слой 19; первый контактный слой, содержащий NiCr 7, расположенный под и непосредственно контактирующий с первым ИК-отражающим слоем, содержащим серебро 9, второй контактный слой 11 расположенный поверх и непосредственно контактирующий с первым ИК-отражающим слоем, содержащим серебро 9; прозрачный диэлектрический слой из или включающий в себя нитрид кремния 14, расположенный поверх и непосредственно контактирующий со вторым контактным слоем, содержащим NiCr 11; третий контактный слой, содержащий NiCr 17, расположенный поверх и непосредственно контактирующий со слоем, содержащим нитрид кремния 14; второй ИК-отражающий слой, содержащий серебро 19, расположенный поверх и непосредственно контактирующий с третьим контактным слоем, содержащим NiCr 17; четвертый контактный слой, содержащий NiCr 21, расположенный поверх и непосредственно контактирующий со вторым ИК-отражающим слоем 19, и в котором второй ИК-отражающий слой, содержащий серебро 19, по меньшей мере, имеет такую толщину, что и первый ИК-отражающий слой, содержащий серебро 9. В определенных предпочтительных вариантах воплощения было обнаружено, что неожиданно выгодные результаты могут быть достигнуты, когда второй ИК-отражающий слой, состоящий из или включающий в себя серебро 19, толще, чем первый ИК-отражающий слой, состоящий из или включающий в себя серебро 9, более предпочтительно, когда второй ИК-отражающий слой 19, по меньшей мере, на 10 ангстрем (Å) толще (более предпочтительно, по меньшей мере, на 20 ангстрем толще, даже более предпочтительно, по меньшей мере, на 30 ангстрем толще, еще более предпочтительно, по меньшей мере, на 40 ангстрем толще, еще более предпочтительно, по меньшей мере, на 50 ангстрем толще, и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, на 65 ангстрем толще), чем первый ИК-отражающий слой, содержащий серебро 9. Покрытие, показанное на ФИГ. 1 включает в себя три прозрачных диэлектрических слоя 3, 14 и 24, состоящих или включающих в себя нитрид кремния, как показано на ФИГ. 1. Более того, покрытие может не обязательно включать в себя слой врхнего покрытия (не показан), состоящий или включающий в себя оксид циркония и/или оксинитрид циркония, причем такой необязательный слой верхнего покрытия может быть расположен поверх и непосредственно контактировать со слоем на основе нитрида кремния 24. В определенных примерных вариантах воплощения этот слой нанесенного покрытия, состоящий или включающий в себя оксид циркония и/или оксинитрид циркония 27, может быть тоньше, чем один или оба из ИК-отражающих слоев 9, 19. В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения каждый из ИК-отражающих слоев, содержащих серебро 9 и 19, может быть, по меньшей мере, в два раза толще, и более предпочтительно, по меньшей мере, в три раза толще, чем необязательный слой нанесенного покрытия, состоящий или включающий в себя оксид циркония и/или оксинитрид циркония. В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения покрытие 30 включает в себя только два ИК-отражающих слоя 9, 19, состоящих или включающих в себя серебро, и т.п.

[0018] Для повышения долговечности, наряду с оптическими и термическими свойствами, и для предотвращения значительных структурных изменений до и после ТО, покрытые изделия согласно определенным примерным вариантам воплощения данного изобретения имеют центральный диэлектрический слой 14, состоящий или включающий в себя нитрид кремния, и нижние контактные слои 7, 17 созданы на основе NiCr (в противоположность ZnO). Также было обнаружено, что использование металлического или в основном металлического NiCr (возможно, частично нитрированного) для слоя(ев) 7, 11, 17 и/или 21 повышает химическую, механическую и климатическую долговечность (по сравнению с использованием нижних контактных слоев из ZnO ниже серебряных и/или сильно оксидированных верхних контактных слоев NiCr, расположенных выше серебряных). Также было обнаружено, что осажденный путем напыления слой, содержащий нитрид кремния 14, находящийся в аморфном состоянии, то есть, он является аморфным как в состоянии после осаждения, так и после ТО, способствует общей стабильности покрытия. Например, 5% HC1 при 65°C в течение одного часа будет удалять покрытие согласно Патенту США № 7,521,096, тогда как покрытие, показанное на ФИГ. 1, и приведенные здесь примеры переживут это HCl-испытание. А в среде с высокой температурой и с высокой влажностью бывает меньше опасностей для покрытия ФИГ. 1 и приведенных здесь примеров, по истечении десяти дней выдержки, чем для покрытия согласно патенту '096 по истечении двух дней выдержки. А при рассмотрении высококоррозийных химикатов, таких как химикаты, используемые для «промывки в брикете», коррозионная стойкость такова, что удаление кромки в определенном примере ИС и в ламинированных вариантах воплощения выполнять не требуется. Более того, было обнаружено, что если делать верхний ИК-отражающий слой 19 на основе Ag толще, чем нижний ИК-отражающий слой 9 на основе Ag, то это улучшает определенные оптические характеристики покрытия. Покрытие может быть использовано как нанесенное или подвергнутое термообработке, благодаря относительно низким значениям ΔΕ*, обсуждаемым в настоящей работе. Например, когда покрытие 30 размещено на поверхности #2 блока ИС-окна (как показано на ФИГ. 2), низкое значение ΔΕ* при отражении от стекла из-за термообработки указывает на то, что покрытое изделие имеет приблизительно те же характеристики пропускания и цвета, что и видимые невооруженным глазом как до, так и после термообработки (например, после термической закалки), и, таким образом, может быть использовано как только что нанесенное, либо как подвергнутое термообработке, без существенного влияния на его оптические характеристики.

[0019] В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения, таких как на ФИГ. 1, подвергнутые или не подвергнутые термообработке покрытые изделия, имеющие несколько ИК-отражающих слоев (например, два разделенных слоя на основе серебра 9 и 19), способны демонстрировать поверхностное сопротивление слоя (Rs) меньшее или равное 5,0 (более предпочтительно, меньшее или равное 4,0 Ом/100 квадратных футов). Термин «термообработка», используемый в настоящей работе, означает нагревание изделия до температуры, достаточной для достижения термической закалки, изгибания при нагреве и/или термического упрочнения изделия, включающего в себя стекло. Это определение включает в себя, например, нагрев покрытого изделия в термошкафу или в печи при температуре, по меньшей мере, примерно 580°C, более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 600°C, в течение периода времени, достаточного для обеспечения закалки, изгибания и/или термического упрочнения. В определенных случаях, ТО может быть проведена, по меньшей мере, в течение примерно 4 или 5 минут. Покрытое изделие в различных вариантах воплощения данного изобретения может быть подвергнуто или не подвергнуто термообработке.

[0020] ФИГУРА 1 представляет собой боковой поперечный разрез покрытого изделия согласно примерному не ограничивающему варианту воплощения данного изобретения. Покрытое изделие включает в себя подложку 1 (например, бесцветную, зеленую, красновато-коричневую, серую или сине-зеленую стеклянную подложку толщиной примерно 1,0-12,0 мм, более предпочтительно, примерно 4-8 мм), и покрытие 30 (или систему слоев) с низким E, обеспеченное на подложке 1, непосредственно или опосредованно. Покрытие (или система слоев) 30 включает в себя, например: нижний диэлектрический слой 3 нитрида кремния, который может представлять собой Si₃N₄ или обогащенный Si тип нитрида кремния для снижения помутнения, или слой любого другого подходящего стехиометрического нитрида кремния в различных вариантах воплощения данного изобретения, нижний контактный слой 7 (который контактирует с нижним ИК-отражающим слоем 9), первый проводящий и предпочтительно металлический или по существу металлический отражающий инфракрасное излучение (ИК) слой 9, верхний контактный слой 11 (который контактирует со слоем 9), диэлектрический слой 14 на основе нитрида кремния и/или включающий в себя нитрид кремния, более нижний контактный слой 17 (который контактирует с ИК-отражающим слоем 19), второй проводящий и предпочтительно металлический или в основном металлический ИК-отражающий слой 19, верхний контактный слой 21 (который контактирует со слоем 19) и прозрачный диэлектрический слой 24 на основе нитрида кремния, который может представлять собой Si₃N₄ или обогащенный Si тип нитрида кремния для снижения помутнения, или слой из любого другого подходящего стехиометрического нитрида кремния в различных вариантах воплощения данного изобретения. Каждый из «контактных» слоев 7, 11, 17 и 21 контактирует с ИК-отражающим слоем (например, со слоем на основе Ag). Вышеупомянутые слои 3-24 составляют покрытие 30 с низким E (т.е., низкой излучательной способностью), которое обеспечено на стеклянной подложке 1. Слои 3-24 могут быть осаждены напылением на подложку 1 в определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения, где каждый слой осажден напылением в вакууме, с использованием одной или более мишеней, при необходимости (мишени для напыления могут быть керамическими или металлическими). Металлические или в основном металлические слои (например, слои 7, 9, 11, 17, 19 и 21) могут быть напылены в атмосфере, содержащей газообразный аргон, тогда как нитридные слои (например, слои 3, 7, 11, 14, 17, 21 и 24) могут быть напылены в атмосфере, содержащей смесь газообразного азота и аргона. Контактные слои 7, 11, 17 и 21 в различных примерных вариантах воплощения данного изобретения могут быть нитрированными или не нитрированными.

[0021] В случаях монолита, покрытое изделие включает в себя только одну стеклянную подложку 1, как проиллюстрировано на ФИГ. 1. Однако, приведенные здесь монолитные покрытые изделия могут быть использованы в таких устройствах, как передние ламинированные стекла транспортных средств, блоки ИС-окон, и т.п. В случае блоков ИС-окон, блок ИС-окна может включать в себя две разделенные стеклянные подложки. Примерный блок ИС-окна проиллюстрирован и описан, например, в Патентном документе США № 2004/0005467, раскрытие которого, таким образом, включено в настоящую работу в виде ссылки. ФИГ. 2 показывает примерный блок ИС-окна, включающий в себя покрытую стеклянную подложку 1, показанную на ФИГ. 1, связанную с другой стеклянной подложкой 2 через разделитель (разделители), герметик (герметики) 40, и т.п, с зазором 50, заданным между ними. Этот зазор 50 между подложками в блоке ИС-окна согласно вариантам воплощения в определенных случаях может быть заполнен газом, таким как аргон (Ar). Примерный ИС-блок может содержать пару разнесенных бесцветных стеклянных подложек 1 и 2, каждая толщиной примерно 3-4 мм, одна из которых в данной работе покрыта покрытием 30, в определенных примерных случаях, при этом зазор 50 между подложками может составлять примерно 5-30 мм, более предпочтительно, примерно 10-20 мм, и наиболее предпочтительно, примерно 16 мм. В определенных примерных случаях, покрытие 30 с низким E может быть обеспечено на внутренней поверхности любой подложки, обращенной к зазору (покрытие показано на внутренней основной поверхности подложки 1 на ФИГ. 2, обращенной к зазору 50, но вместо этого может находиться на внутренней основной поверхности подложки 2, обращенной к зазору 50). Любая подложка 1 или подложка 2 может представлять собой самую внешнюю подложку блока ИС-окна на внешней поверхности здания (например, на ФИГ. 2 подложка 1 представляет собой подложку, ближайшую к внешней поверхности здания, и покрытие 30 обеспечено на поверхности #2 блока ИС-окна). В предпочтительных вариантах воплощения данного изобретения покрытие 30 обеспечено на поверхности #2 блока ИС-окна, как показано на Фиг. 2.

[0022] В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения один, два, три или все четыре из контактных слоев 7, 11, 17, 21 могут состоять из или включать в себя NiCr (любое подходящее соотношение Ni:Cr), и могут быть, а могут и не быть нитридными (NiCrNx). В определенных примерных вариантах воплощения один, два, три или все четыре из этих включающих NiCr слоев 7, 11, 17, 21 являются по существу или полностью не оксидированными. В определенных примерных вариантах воплощения все слои 7, 11, 17 и 21 могут представлять собой металлический NiCr или по существу металлический NiCr (хотя могут присутствовать следовые количества других элементов). В определенных примерных вариантах воплощения один, два, три или все четыре слоя на основе NiCr 7, 11, 17, 21 могут содержать 0-10% кислорода, более предпочтительно, 0-5% кислорода, а наиболее предпочтительно, 0-2% кислорода (атомных %). В определенных примерных вариантах воплощения один, два, три или все четыре из этих слоев 7, 11, 17, 21 могут содержать 0-20% азота, более предпочтительно, 1-15% азота, и наиболее предпочтительно, примерно 1-12% азота (атомных %). Слои на основе NiCr 7, 11, 17 и/или 21 могут быть, и могут не быть легированными другим материалом (материалами), таким как нержавеющая сталь, Mo и т.п. Было обнаружено, что использование контактного слоя (слоев) 7 и/или 17 на основе NiCr под ИК-отражающим слоем (слоями) на основе серебра 9, 19 повышает долговечность покрытого изделия (по сравнению со случаем, если бы слои 7 и 17 были выполнены из ZnO). Более того, было неожиданно обнаружено, что создание слоев 7, 11, 17 и 21 выполненными из или состоящими в основном из NiCr, обеспечивает повышенную долговечность, тогда как введение более чем следовых количеств кислорода приводило к нежелательному помутнению и снижению долговечности, по сравнению со случаем, когда слои 7, 11, 17 и 21 состоят в основном из NiCr,

[0023] Диэлектрические слои 3, 14, и 24 могут в определенных вариантах воплощения данного изобретения состоять из или включать в себя нитрид кремния. Слои на основе нитрида кремния 3, 14 и 24 могут, среди прочих вещей, повышать пригодность для термообработки покрытых изделий и защищать другие слои в ходе необязательной ТО, например, такой как термическая закалка, и т.п. Один или более из нитридов кремния слоев 3, 14, 24 в различных вариантах воплощения данного изобретения могут быть нитридами кремния стехиометрического типа (т.е., Si₃N₄), или, в качестве альтернативы, типа нитрида кремния, обогащенного Si. Присутствие свободного Si в Si-обогащенном слое 3 и/или 14, содержащем нитрид кремния, может, например, обеспечивать эффективную остановку определенных атомов, таких как натрий (Na), которые мигрируют из стекла 1 наружу в ходе ТО, слоем, содержащим Si-обогащенный нитрид кремния (нитриды кремния), до того, как они смогут достичь серебра и повредить его. Таким образом, предполагается, что Si-обогащенный Si_xN_y в определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения может снизить степень повреждения слоя (слоев) серебра в ходе ТО, с обеспечением, таким образом, снижения поверхностного сопротивления (Rs) слоя или поддержания его примерно таким же удовлетворительным образом. Более того, предполагается, что Si-обогащенный Si_xN_y в слоях 3, 14 и/или 24 в определенных примерных необязательных вариантах воплощения данного изобретения может снизить степень повреждения (например, окисления) серебра и/или NiCr в ходе ТО. В определенных примерных вариантах воплощения, при использовании Si-обогащенного нитрида кремния, Si-обогащенный слой на основе нитрида кремния (3, 14 и/или 24), который был осажден, может характеризоваться слоем (слоями) SixNy, где x/y может составлять 0,76-1,5, более предпочтительно, 0,8-1,4, еще более предпочтительно, 0,82-1,2. Любой и/или все из слоев на основе нитрида кремния, обсуждаемые в настоящей работе, в определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения могут быть легированы другими материалами, такими как нержавеющая сталь или алюминий. Например, любой и/или все слои на основе нитрида кремния 3, 14, 24, обсуждаемые в настоящей работе, в определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения могут (не обязательно) включать в себя примерно 0-15% алюминия, более предпочтительно, примерно 1-10% алюминия. Нитрид кремния слоев 3, 14, 24 в определенных вариантах воплощения данного изобретения может быть осажден путем напыления мишени, состоящей из Si или SiAl, в атмосфере, содержащей газообразный аргон и азот. В определенных случаях в слоях на основе нитрида кремния также могут быть обеспечены небольшие количества кислорода.

[0024] Является предпочтительным, чтобы отражающие инфракрасное излучение (ИК) слои 9 и 19 были почти или полностью металлическими и/или проводящими и могли содержать или состоять в основном из серебра (Ag), золота или любого другого подходящего ИК-отражающего материала. ИК-отражающие слои 9 и 19 способствуют обеспечению покрытия, обладающего характеристиками низкого E и/или хорошего контроля характеристик в отношении солнечной энергии.

[0025] Выше или ниже проиллюстрированного покрытия также может быть обеспечен другой слой (слои). Таким образом, тогда как система слоев или покрытие находится «на» или «нанесено на» подложку 1 (непосредственно или опосредованно), другой слой (слои) может быть обеспечен между ними. Таким образом, например, покрытие на ФИГ. 1 можно рассматривать как «находящееся на» и «нанесенное на» подложку 1, даже если между слоем 3 и подложкой 1 предусмотрен другой слой (слои). Более того, в определенных вариантах воплощения определенные слои проиллюстрированного покрытия могут быть удалены, тогда как в других вариантах воплощения данного изобретения другие слои могут быть добавлены между различными слоями, или различные слои могут быть разделены другим слоем (слоями), добавленным между разделенными участками, без отступления от общей сущности определенных вариантов воплощения данного изобретения. В качестве другого примера, в покрытии 30 может быть обеспечен слой верхнего покрытия на основе оксида циркония.

[0026] Хотя в различных вариантах воплощения данного изобретения в слоях могут быть использованы различные толщины и материалы, примерные толщины и материалы для соответствующих слоев на стеклянной подложке 1 в варианте воплощения согласно ФИГ. 1 являются следующими, начиная от стеклянной подложки наружу (перечислены физические толщины):

Примерные материалы/толщины; вариант воплощения согласно ФИГ. 1

[0027] Второй ИК-отражающий слой, содержащий серебро 19, по меньшей мере, толще, чем первый ИК-отражающий слой, содержащий серебро 9. В определенных предпочтительных вариантах воплощения, было обнаружено, что неожиданно выгодные результаты могут быть достигнуты, когда второй ИК-отражающий слой, содержащий серебро 19, является более толстым, чем первый ИК-отражающий слой, содержащий серебро 9, более предпочтительно, когда второй ИК-отражающий слой 19, по меньшей мере, на 10 ангстрем (Å) толще, более предпочтительно, по меньшей мере, на 20 ангстрем толще, даже более предпочтительно, по меньшей мере, на 30 ангстрем толще, еще более предпочтительно, по меньшей мере, на 40 ангстрем толще, еще более предпочтительно, по меньшей мере, на 50 ангстрем толще, и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, на 65 ангстрем толще), чем первый ИК-отражающий слой, содержащий серебро 9. В определенных примерных вариантах воплощения, второй ИК-отражающий слой 19, состоящий или включающий в себя Ag, по меньшей мере, в два раза толще, чем первый ИК-отражающий слой 9, состоящий или включающий в себя Ag. Все приведенные здесь толщины представляют собой физические толщины.

[0028] В необязательных вариантах воплощения представлены покрытия, которые включают в себя верхнее покрытие (не показано), состоящее или включающее в себя оксид циркония и/или оксинитрид циркония, причем данное верхнее покрытие может быть тоньше, чем каждый из ИК-отражающих слоев 9, 19, содержащих серебро, в покрытии 30. В примерах таких вариантов воплощения каждый из ИК-отражающих слоев 9 и 19, по меньшей мере, в два раза толще, и более предпочтительно, по меньшей мере, в три раза толще, чем слой верхнего покрытия, состоящий или включающий в себя оксид циркония и/или оксинитрид циркония.

[0029] В определенных примерных вариантах воплощения центральный слой на основе нитрида кремния 14 является более толстым, чем каждый из других слоев на основе нитрида кремния 3 и 24, предпочтительно, по меньшей мере, на 100 ангстрем, более предпочтительно, по меньшей мере, на 200 ангстрем, и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, на 300 ангстрем. Более того, в определенных примерных вариантах воплощения каждый из слоев на основе нитрида кремния 3, 14 и 24, по меньшей мере, в два раза толще, чем один или оба из ИК-отражающих слоев 9 и 19 на основе Ag.

[0030] Покрытие 30 придает хорошую долговечность и предусматривает более низкое отражение от поверхности стекла и внешнего отражения видимого света, по сравнению с одиночным покрытием на основе серебра с низким E.

[0031] В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения, приведенные здесь покрытые изделия могут иметь следующие оптические и солнечные характеристики, будучи измеренными на монолите (до и/или после необязательной ТО). Поверхностные сопротивления слоев (Rs), приведенные в настоящей работе, принимают в расчет все ИК-отражающие слои (например, слои 9, 19 из серебра). Следует отметить, что понятие «до термообработки» означает отожженный, но до высокотемпературной термообработки, такой как термическая закалка, как описано в настоящей работе. Также следует отметить, что En относится к нормальной излучательной способности, Tvis относится к пропусканию видимого света, RgY относится к отражающей способности для видимого света от поверхности стекла, а значения a* и b*, приведенные ниже, с нижним индексом «g» относятся к величинам цветовой характеристики, соответственно, a* и b* для света, отраженного от поверхностей стекла.

Оптические/солнечные характеристики (для монолита - до термообработки)

Оптические/солнечные характеристики (для монолита – после термообработки)

[0032] Из вышеприведенного видно, что термообработка (например, термическая закалка) слегка повышает пропускание видимого света покрытого изделия.

[0033] В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения приведены ИС-окна, в которых имеются приведенные в настоящей работе покрытые изделия, который были (не обязательно) подвергнуты термообработке, до степени, достаточной для проведения закалки, и которые были связаны с другой стеклянной подложкой, с образованием ИС-блока, и они могут иметь перечисленные ниже оптические/солнечные характеристики в структуре, которая показана на ФИГ. 2 (например, где каждый из двух листов стекла обладают толщиной примерно 3,5-6 мм для бесцветного стекла с зазором между ними примерно 13-16 мм, заполненным смесью аргон/воздух в соотношении 90/10).

Оптические/солнечные характеристики (ИС-блок – без ТО)

Оптические/солнечные характеристики (ИС-блок – проведена термообработка)

[0034] Следующие примеры данного изобретения обеспечены только для примера, и они не предназначены для ограничения, пока иное специально не заявлено.

ПРИМЕРЫ 1-3

[0035] Следующие Примеры 1-3 были созданы путем напыления покрытий на бесцветные и прозрачные стеклянные подложки толщиной 6 мм, для получения приблизительной толщины слоя, показанной в столбце «пример», в диаграмме, приведенной выше, в которой рассматриваются толщины слоев.

[0036] Ниже изложены оптические характеристики согласно Примерам 1-3, измеренные для монолитного покрытого изделия, как показано на ФИГ. 1. Все измеренные значения в Таблице, приведенные непосредственно ниже, представляют собой данные до ТО. Следует отметить, что «f» относится к отражению пленки, т.е., к отражению от стороны с пленкой покрытого изделия, тогда как «g» относится к отражению со стороны стекла. Оптическая система представляла собой III. C, 2° для наблюдателя, если не указано иное.

Монолитное (повторная ТО)

[0037] Из вышеприведенных примеров видно, что покрытые изделия, измеренные в монолите обладают желаемой низким пропусканием видимого света, и обладают желаемой низкой отражающей способностью для видимого света со стороны стекла и желаемыми цветовыми значениями при отражения света от стороны стекла. Показатель отражения видимого света от стороны стекла (RgY) был хорош тем, что он составлял менее 10%, более предпочтительно, не более 9%. Такие характеристики являются желательными, особенно, когда покрытое изделие необходимо помещать в блок ИС-окна, как показано на ФИГ. 2.

Монолитное (после ТО)

[0038] Из вышеприведенных примеров видно, что покрытые изделия при измерении на монолите обладают желаемым низким пропусканием для видимого света (TViS или TY), желаемой низкой отражающей способностью для видимого света для стекла (RgY), и обладает безусловно желаемым цветом при отражении света со стороны стекла. Отражающая способность для видимого света со стороны стекла была хороша тем, что она составляла менее 10%. Эти характеристики являются желательными, особенно когда покрытое изделие должно быть помещено в блок ИС-окна, как показано на ФИГ. 2, вследствие чего покрытие заканчивается на поверхности два блока ИС-окна.

[0039] Покрытые изделия согласно Примерам 1-3 были помещены в блоки ИС-окон, как показано на ФИГ. 2, где стеклянная подложка 1 имела толщину 6 мм и представляла собой стекло Guardian ExtraClear glass, стеклянная подложка 2 имела толщину 4 мм и представляла собой стекло Guardian ExtraClear glass, зазор 50 имел толщину 16 мм, и зазор 50 был заполнен на 90% газообразным аргоном и на 10% воздухом. Ниже изложены оптические характеристики блоков ИС-окон, включающие в себя покрытые изделия согласно Примерам 1-3, а именно, когда покрытые изделия расположены в блоках ИС-окон, как показано на ФИГ. 2 (на поверхности #2 ИС-блока таким образом, чтобы значения отражающей способности со стороны поверхности стекла были показательны для отражения снаружи). Соответствующие таблицы, приведенные ниже, демонстрируют версии, как для наличия, так и для отсутствия ТО для покрытых изделий в соответствующих блоках ИС-окон. Термин «без-ТО» относится к отожженным покрытым изделиям и стеклянным подложкам в ИС-блоках, тогда как «ТО» относится к термически закаленным покрытым изделиям и стеклянным подложкам в ИС-блоках. Блоки ИС-окон были серыми/темно-серыми по внешнему виду, и этот внешний вид был достигнут без использования серых стеклянных подложек (вместо этого были использованы бесцветные стеклянные подложки, но серый внешний вид был все-таки достигнут, благодаря дизайну покрытия). Также было желательно, чтобы ИС-блоки демонстрировали низкое пропускание для видимого света, низкую отражательная способность для внешнего видимого света, низкие значения U и низкие солнечные факторы.

ИС-блок (без-ТО)

ИС-блок (ТО)

[0040] Хотя изобретение было описано применительно к тому, что оно в настоящее время рассматривается в качестве практически наиболее применимого и наиболее предпочтительного варианта воплощения, следует понимать, что изобретение не ограничено раскрытым вариантом воплощения, а напротив, его следует рассматривать как охватывающее различные модификации и эквивалентные расположения, включенные в сущность и объем прилагаемой формулы изобретения.

Реферат

Изобретение относится к области промышленного производства и касается покрытого изделия. Покрытое изделие содержит подложку и последовательно расположенные на подложке первый содержащий серебро и отражающий инфракрасное (ИК) излучение слой, первый содержащий NiCr контактный слой, первый содержащий нитрид кремния диэлектрический слой, второй содержащий NiCr контактный слой, второй содержащий серебро и отражающий инфракрасное излучение слой, третий содержащий NiCr контактный слой и второй содержащий нитрид кремния диэлектрический слой. Второй ИК-отражающий слой по меньшей мере в два раза толще, чем первый ИК-отражающий слой. Покрытое изделие обладает пропусканием видимого света, измеренным на монолите, не более 55% и отражающей способностью для видимого света со стороны стекла, измеренной на монолите, не более 11%. Технический результат заключается в обеспечении покрытого изделия, обладающего низким пропусканием для видимого света, низким коэффициентом отражения, хорошей долговечностью, желательной (серой) окраской и термической стабильностью при термической обработке. 3 н. и 31 з.п. ф-лы, 2 ил., 9 табл.

Формула