Остекление, обеспеченное тонкослойным пакетом для защиты от солнца - RU2676302C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится к остеклениям, включающим в себя пакет тонких слоев, которые действуют на солнечное излучение и предназначены, в частности, для защиты от солнца.

Остекление согласно изобретению пригодно, в частности, для сборных строений, хотя не ограничивается этим, и, конкретно, оно может применяться в автомобильной промышленности в качестве бокового стекла, люка в крыше и еще заднего стекла.

Известным образом, путем выбора химической природы, толщины и последовательности тонких слоев, составляющих пакет, можно существенно действовать на количество энергии от солнечного излучения, входящего или покидающего помещения или пассажирский салон. В частности, такое остекление позволяет предотвратить чрезмерный нагрев внутри упомянутых зданий или пассажирского салона летом и тем самым способствовать ограничению потребления энергии, требующейся для кондиционирования в них воздуха.

Изобретение также относится к остеклению, используемому в качестве подоконной стеновой панели после того, как сделана непрозрачной, так чтобы быть частью фасадной облицовочной панели, и которое позволяет в сочетании с другими видимыми остеклениями обеспечивать здания наружными поверхностями, которые полностью остеклены и одинаковы.

Эти слоистые остекления (и подоконные стеновые панели) применяются с учетом определенного ряда ограничений: что касается остеклений, используемые слои должны, прежде всего, достаточно отводить солнечное излучение, т.е. они должны допускать термоизоляцию, позволяя проходить, тем не менее, по меньшей мере, части света, как измерено с помощью светопропускания T_L. К тому же, эти тепловые эксплуатационные характеристики должны сберегать оптический и эстетический вид остекления: желательно, таким образом, иметь возможность регулировать уровень светопропускания подложки, при сохранении, в то же время, цвета, считающегося эстетичным и предпочтительно по существу нейтральным, в особенности, в наружном отраженном свете. Это также верно для подоконных стеновых панелей относительно вида в отраженном свете.

Согласно другому основному аспекту, эти слои должны также быть достаточно долговечными, тем более, если в остеклении после того, как установлено, они находятся на одной из наружных поверхностей остекления (в противоположность "внутренним" поверхностям, повернутым по направлению к промежуточному, заполненному газом пространству, например, двойного остекления).

Существует другое ограничение, которое приобретает большее значение в настоящее время: когда остекления, по меньшей мере, частично состоят из стеклянных подложек, последние очень часто подвергаются одной или более термообработкам, например, типа гибки, если желательно придать им искривленную форму (витрина магазина), или еще типа закалки или отжига, если желательно, чтобы они были более стойкими и, поэтому, менее опасными в случае ударов.

Хотя нанесение слоев после термообработки стекла является сложным или дорогим, известно также, что осаждение слоев на стекло перед осуществлением упомянутой термообработки может вызывать существенное изменение свойств, конкретно, оптических и энергетических свойств упомянутых пакетов.

Таким образом, добиваются получить, а это является целью настоящего изобретения, тонкослойные пакеты, которые могут выдержать термообработки без слишком значительного изменения оптических/тепловых свойств остекления в целом и без ухудшения его общего вида, наблюдаемого перед закалкой. В частности, в таком случае, ссылка будет делаться на сгибаемые или закаливаемые слои.

Пример солнцезащитного остекления для зданий приведен в патентах EP-0511901 и EP-0678483: имеются функциональные слои для отведения солнечного излучения, которые изготовлены из сплава никель-хром, необязательно азотированного, из нержавеющей стали или из тантала, и которые размещаются между двумя диэлектрическими слоями оксида металлов, такими как SnO₂, TiO₂ или Ta₂O₅. Эти остекления являются хорошими солнцезащитными остеклениями и имеют удовлетворительные механическую и химическую стойкости, но, не являются в самом деле, "сгибаемыми" или "закаливаемыми", поскольку слои оксида, окружающего функциональный слой, не могут предотвратить его окисление во время операции гибки или закалки, причем упомянутое окисление сопровождается изменением светопропускания и, вообще, вида остекления в целом.

В последнее время были проведены многие исследования, для того чтобы изготовить слои изгибаемые/закаливаемые в области остеклений с низкой излучательной способностью, которые вместо этого предназначаются для высоких пропусканий света, несмотря на солнцезащитные остекления. Уже было предложено для использования поверх функциональных слоев серебра слоев диэлектрика на основе нитрида кремния, причем этот материал является относительно инертным, что касается высокотемпературного окисления, и оказывающимся способным к сохранению нижележащего слоя серебра, как описано в патенте EP-0718250.

Были описаны другие пакеты слоев, которые действуют на солнечное излучение и которые, как предполагается, являются изгибаемыми/закаливаемыми, обращающиеся за помощью к функциональным слоям кроме серебра: патент EP-0536607 использует функциональные слои нитрида металлов, типа TiN или CrN, с защитными слоями металла или производных кремния, патент EP-0747329 описывает функциональные слои никелевого сплава типа NiCr, объединенные со слоями нитрида кремния.

Пакетные структуры, использующие диоксид титана (TiO₂) или диоксид циркония (ZrO₂) в качестве слоя, который действует, главным образом, на солнечное излучение, причем этот слой осаждают на подслой нитрида кремния, известны, более того, из заявки на патент WO 2007/028913.

Такой продукт оказался, таким образом, относительно эффективным, что касается его свойств отражения тепла от солнечного излучения и относительно простым и экономичным для осаждения с использованием технологии магнитно усиленного распыления (магнетронного распыления). Как описано в заявке WO 2007/028913, осаждение пакета, предварительно описанного типа, использующего такую технологию, позволяет осаждать пакеты слоев, толщина которых может регулироваться до нанометра, тем самым делая возможным желательную регулируемую колориметрию остекления, конкретно, его колориметрическую нейтральность. Пакет, таким образом осажденный, является также удовлетворительным с точки зрения его свойств механической температурной прочности, конкретно, в условиях термообработки около 600-630°C, характеристике самых обычных процессов закалки или гибки. Таким образом, остекление согласно заявке WO 2007/028913, которое подвергали такой термообработке, не проявляет каких-либо примечательных изменений его свойств, в смысле ли уровней энергетической эффективности или колориметрии. Кроме того, показано, что такая термообработка не вызывает появления какого-либо оптического дефекта, такого как микротрещины или точечные отверстия внутри пакета.

Эксперименты, проведенные заявителем, демонстрируют, тем не менее, что при высокой температуре, т.е. если закалка, гибка или отжиг проводятся свыше 650°C, хотя пакет не проявляет какой-либо микротрещины или другого дефекта, появляется явление помутнения, причем без какого-либо определенного структурного изменения, наблюдаемого внутри остекления, которое способно объяснить такое явление.

Для целей настоящего изобретения термин "помутнение", измеренное как процентное соотношение, предназначен обозначать потерю за счет рассеивания света, т.е. обычно отношение рассеянной части света (диффузная часть или T_d) к свету, прямо пропущенному через остекление (T_L), обычно выраженное в процентах. Диффузное пропускание, таким образом, измеряет долю света, рассеянную слоями, осажденными на поверхности стеклянной подложки. Помутнение обычно может быть измерено с помощью методов спектроскопии, использующих спектрофотометр, причем интеграция свыше всего видимого диапазона (380-780 нм) позволяет определение нормального пропускания T_L и диффузного пропускания T_d.

Подобным образом, для таких остеклений возможно, чтобы они использовались в области строительства в качестве подоконного остекления, после того как, по меньшей мере, частично или, самое обычное, сделаны полностью матовыми. Подоконное остекление, часто называемое перемычка в области (строительства), может, например, позволять скрыть элементы конструкции, такие как электрическую сеть, водопровод, кондиционирование воздуха или, вообще, все элементы конструкции здания. В частности, в зданиях, которые содержат в себе очень большие остекленные площади, применение подоконных остеклений является выгодным для соблюдения эстетики и архитектурного единства большой остекленной площади, которая может покрывать фактически всю площадь поверхности здания.

Точнее, для таких зданий, если имеется значительный размер остекленных площадей поверхности, используемые остекления должны включать в себя по всей их площади поверхности пакеты, которые имеют солнцезащитные свойства, что позволяет ограничивать стоимость кондиционирования воздуха летом, и предпочтительно теплоизоляционные свойства, которые позволяют уменьшать потери энергии, выделенной зданием зимой. Остекления, присутствующее по фактически всей площади поверхности здания, поэтому покрывают и части, которые должны обладать свойством значительного пропускания света (тогда называемое видимым остеклением) и те, пропускание которых должно быть фактически нулевым (эффект затемнения), для того чтобы спрятать элементы конструкции здания (спандрельное остекление). С этой целью является обычным использование слоев матовой эмали для получения такого маскирования.

Для единой эстетики от внешнего вида здания полезно сохранять систему слоев даже в частях, покрытых эмалью, которая приводит к необходимости наносить эмаль на пакет слоев на по меньшей мере одну часть, обычно на все полностью спандрельное остекление. На этих слоях нанесение слоя эмали, в частности термическая обработка, требующаяся для его образования, может также вызывать появление дефектов. Конкретно, пакеты слоев, обычно образованных вакуумным осаждением распылительного типа, менее стойкие, чем пиролитические слои, являются, как правило, более хрупкими, что касается высоких температур, и нанесение эмали, часто дает видимые дефекты после термообработки. Точнее говоря, эмаль, которую обычно наносят, состоит из порошка, содержащего стеклянную фритту (стеклообразная матрица) и пигментов, используемых как красители (причем фритта и пигменты имеют в основе оксиды металлов), и среды, также называемой как носитель, которая допускает нанесение порошка на стекло и его адгезию к нему во время отложения. Для того чтобы получить конечное эмалированное покрытие, необходимо, таким образом, обжечь его, и является обычным для такой операции обжига проводить ее в сопровождении операции закалки/гибки стекла. Для дополнительных подробностей по эмалевым композициям ссылка может быть сделана на патенты patents FR-2736348, WO96/41773, EP-718248, EP-712813 и EP-636588. Эмаль - минеральное покрытие - является прочной и прилипает к стеклу, и является, поэтому идеальным заглушающим (свет) покрытием. Однако, как предварительно указано, когда остекление обеспечено заблаговременно тонкими слоями, это трудно использовать, поскольку обжиг эмали включает высокотемпературную термообработку, обычно при примерно 650°C или выше для пакета слоев. При таких температурах химические вещества, получающиеся от приготовления для эмали или от самой эмали, стремятся диффундировать в нижележащие слои пакета и химически изменить их. Для того чтобы исключить это явление, заявка WO 2011/045412 предлагает использование поверхностного слоя пакета (т.е. слоя непосредственно в контакте с эмалью) на основе оксида титана, оксида ниобия или оксида тантала, причем упомянутый поверхностный слой сделан более стойким за счет введения оксида металла из группы Ta, Nb, Al, Zr, Hf, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Si или еще Zr.

Целью настоящего изобретения тогда является разработать остекление, включающее в себя подложку стеклянного типа, несущую пакет тонких слоев, которые действуют в случае солнечного излучения, которое позволяет решить ранее изложенные проблемы. Конкретно, желательное остекление согласно изобретению имеет тепловые свойства, пригодные для защиты от солнца зданий, характеристики оптической колориметрии и светопропускания, которые также пригодны для такого использования, и также способность выдерживать термообработки без разрушения, в частности, эмалирование, т.е. без появления помутнения даже при высокой температуре, т.е. больше или равной 650°C.

В своей наиболее общей форме настоящее изобретение относится к солнцезащитному остеклению, включающему в себя подложку, предпочтительно изготовленную из стекла, обеспеченную тонкослойным пакетом, в котором упомянутый пакет состоит из последовательности следующих слоев, начиная от поверхности стекла:

- подслой или набор подслоев, причем упомянутый(ые) подслой(и) состоит(ят) из диэлектрических материалов,

- слой на основе оксида титана, также содержащий кремний, причем общее атомное отношение Si/Ti в упомянутом слое находится между 0,01 и 0,25, в каковом слое Si и Ti представляют по меньшей мере 90% атомов кроме кислорода, предпочтительно по меньшей мере 95% или даже по меньшей мере,97%, даже все из атомов кроме кислорода, причем физическая толщина упомянутого слоя находится между 20 и 70 нм, предпочтительно между 20 и 50 нм,

- покрывающий слой или набор покрывающих слоев, причем упомянутый(ые) слой(и) состоит(ят) из диэлектрических материалов.

Вдобавок к слою на основе оксида титана, тонкослойный пакет согласно настоящему изобретению, поэтому, включает в себя только слои, состоящие из диэлектрических материалов и, следовательно, не включает в себя, в частности, ни слои металлической природы, в частности, типа тех, которые предварительно описаны для отражения ими инфракрасного излучения и/или абсорбционных свойств, в частности, те, которые состоят из драгоценных металлов, таких как Ag, Pt, Pd, Au или еще Cu, ни слои, изготовленные из нитрида металла типа TiN или CrN, или еще на основе никеля, такого как NiCr.

Согласно определенным и предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения, которые могут, конечно, где подходит, объединяться друг с другом:

- Диэлектрические материалы, составляющие покрывающие слои и подслои, выбирают из оксидов цинка, оксидов кремния, оксидов олова, оксидов титана, оксидов цинка-олова, нитридов кремния и/или алюминия, а также оксинитридов кремния и/или алюминия.

- Полная оптическая толщина покрывающего(их) слоя(ев) находится между 30 и 90 нм, более предпочтительно между 40 и 70 нм.

- Полная оптическая толщина покрывающего(их) слоя(ев) находится между 7 и 30 нм, более предпочтительно между 10 и 20 нм.

- Остекление включает в себя между поверхностью стекла и слоем оксида титана два подслоя, заключающих в себе один слой на основе оксида кремния, физическая толщина которого находится предпочтительно между 10 и 20 нм, и один слой на основе нитрида кремния, физическая толщина которого находится между 15 и 25 нм.

- Остекление включает в себя между поверхностью стекла и слоем оксида титана единственный слой на основе нитрида кремния, физическая толщина которого находится предпочтительно между 15 и 35 нм.

- Остекление включает в себя поверх слоя оксида титана, последовательность из покрывающего слоя на основе оксида кремния, предпочтительно имеющего физическую толщину между 5 и 10 нм, и покрывающего слоя на основе оксида титана, предпочтительно имеющего толщину между 1 и 3 нм.

- Согласно первому варианту осуществления упомянутое отношение Si/Ti является одинаковым по всей толщине слоя на основе оксида титана.

- Согласно другому варианту осуществления, отличающегося от предыдущего варианта осуществления, слой на основе оксида титана включает в себя последовательность наслоений, в которых отношение Si/Ti изменяется между 0 и 0,20.

- Полное атомное отношение Si/Ti в слое находится между 0,05 и 0,20, более предпочтительно находится между 0,05 и 0,15.

- Светопропускание T_L остекления находится между 50% и 80%, и более предпочтительно между 60% и 70%, и солнечный фактор SF находится около величины T_L. Термин "около" предназначен обозначать, что разница между двумя величинами составляет менее 5%, и более предпочтительно менее 3%, или даже составляет примерно 1%.

Остекление согласно изобретению может подвергаться термообработке типа гибки, закалки и/или отжига.

Изобретение также относится к спандрельному остеклению, которое, по меньшей мере, частично сделано непрозрачным, и предпочтительно полностью непрозрачным, с помощью дополнительного покрытия, причем упомянутое покрытие находится в виде эмали или лака. В таком спандрельном остеклении дополнительное покрытие в виде эмали или лака может быть нанесено поверх пакета слоев.

В конечном счете, изобретение относится к многослойному остеклению, конкретно, двойному остеклению, включающему в себя остекление, как описано ранее.

Как указано ранее, пакет слоев согласно изобретению может быть эмалирован при очень высоких температурах, конкретно, примерно 650°C, или даже выше, в том смысле, что возможно нанести фритту эмали на лицевую сторону непокрытой подложки или предпочтительно на уже покрытую лицевую сторону пакета слоев и обжечь при высокой температуре без существенного изменения оптического вида остекления в целом, что касается видимого остекления, обеспеченного такими же слоями, конкретно, во внешнем отраженном свете. В частности, возможно согласно изобретению наносить эмаль при очень высокой температуре без появления помутнения на остеклении. На основании таких преимуществ, становится возможным обеспечить подоконные стеновые панели, которые предлагают гармоничный цвет и большое единообразие в смысле внешнего вида с видимыми остеклениями, и тем самым сформировать полностью остекленные, одинаковые и эстетические фасады.

Согласно изобретению, покрывающий(е) слой(и) пакета, изготовленные из диэлектрических материалов, конкретно, те, которые имеют в основе кремний, конкретно, на основе нитрида или оксинитрида кремния, могут также содержать металл, который является неосновным по сравнению с кремнием, например, алюминий, например, вплоть до 10 мол.% относительно кремния. Это особенно полезно для ускорения нанесения слоя реактивным магнетронным распылением, когда кремниевая мишень изготовлена более проводящей с помощью "легирования" алюминием. Для целей настоящего изобретения, таким образом, это, в общем, предназначено для покрывающих слоев или подслоев, изготовленных из диэлектрических материалов, чтобы по существу состояли из упомянутых материалов, без, тем не менее, исключения, что присутствуют, другие элементы, конкретно, другие катионы, но в очень незначительных количествах, конкретно для цели облегчения нанесения слоев посредством используемых способов, самым особенным образом, магнетронного распыления.

Для целей настоящего изобретения термин "оптические толщины" предназначен обозначать условно продукт его действительной (физической) толщины, умноженной на его коэффициент преломления. Таким образом, оптическая толщина в 50 нм для Si₃N₄, коэффициент преломления которого составляет приблизительно 2,0, соответствует отложению 25 нанометров (физическая толщина) упомянутого материала.

Целью изобретения являются "монолитные" остекления (т.е. состоящие из единственной подложки) или изолирующие многослойные остекления типа двойного остекления или даже тройного остекления, по меньшей мере одна из составляющих частей (листов) которого представляет собой остекление согласно изобретению. Предпочтительно, имеется ли вопрос монолитных остеклений или двойного остекления, пакеты слоев размещают на стороне 2 или на стороне 4 (обычно, стороны стеклянных подложек нумеруют снаружи вовнутрь пассажирского салона/помещений, приспособленного для того же), и, таким образом, обеспечивают оптимальный защитный эффект против солнечного излучения.

Остекления, на которых изобретение, в частности, сфокусировано, имеют T_L примерно от 50% до 80% или от 60% до 70%, а солнечный фактор SF около величины T_L. Они также преимущественно имеют относительно нейтральное окрашивание с возможно голубым или зеленым цветом во внешнем отраженном свете (на стороне подложки не обеспеченные слоями), конкретно в (L*, a*, b*) международной колориметрической системе, с отрицательными величинами a* и b* (перед и после любой возможной термообработки). Таким образом, получается привлекательный и не очень темный цвет в отраженном свете, желательный в строительной индустрии.

Для целей настоящего описания оптические и энергетические параметры согласно изобретению измерены по данным, изложенным в международном стандарте ISO 9050 (2003).

Предметом изобретения является также слоистая подложка, по меньшей мере, частично, сделанная непрозрачной с покрытием типа лака или эмали, с целью получения подоконных стеновых панелей, когда сделанное непрозрачным покрытие может быть в непосредственном контакте с лицевой стороной подложки, уже покрытой пакетом слоев. Пакет слоев может быть, следовательно, полностью идентичным для видимого остекления и для подоконной стеновой панели. Лицевая сторона подложки, уже обеспеченная пакетом тонких слоев, и на которую можно нанести согласно обычным технологиям композицию эмали без появления оптических дефектов в пакете, и с очень ограниченным оптическим изменением, и, в частности, без появления помутнения, и, как считают, в частности, согласно изобретению является "эмалируемой". Это также означает, что пакет имеет удовлетворительную стойкость без какого-либо нежелательного повреждения пакета в контакте с эмалью, или при его обжиге или с течением времени, после того как остекление смонтировано.

Хотя применением, в частности, предназначенным изобретением, является остекление для зданий, ясно, что можно предвидеть другие применения, конкретно, в окнах транспортного средства (кроме ветровых стекол, где требуется очень высокое светопропускание), таких как боковые стекла, люк в крыше или заднее стекло.

Преимущества настоящего изобретения иллюстрированы посредством неограничивающих примеров, которые следуют и соответствуют изобретению и сравнению.

Все подложки изготовлены из прозрачного стекла толщиной 6 мм типа Planilux, поставляемого компанией Saint-Gobain Glass France.

Все слои осаждают хорошо известными методами магнетронного распыления.

Точнее говоря:

- слои на основе оксида титана осаждают, используя мишени из металлического титана, также содержащего, согласно примерам, кремний или цирконий, причем мишени распыляются плазмой в окислительной атмосфере для осаждения различных слоев на основе оксида титана,

- слои нитрида кремния осаждают, используя мишень из металлического кремния, содержащего 8% по весу алюминия, распыляемого в активной атмосфере, содержащей азот (40% Ar и 60% N₂ для SiN_x). Слои нитрида кремния, поэтому, также содержат незначительное количество алюминия,

- слои оксида кремния осаждают, используя мишень из металлического кремния, имеющего такой же состав, как предыдущий состав, распыляемого в активной окислительной атмосфере.

Примеры, которые следуют, осуществляли, для того чтобы получить остекления, обеспеченные пакетами с толщиной и природой слоев, которые регулируются для получения такого же самого уровня энергетической эффективности, т.е. солнечного фактора 68%.

Пример 1

В этом сравнительном примере и в соответствии с идеей предшествующей заявки WO 2007/028913 пакет, состоящий из подслоя нитрида кремния, слоя оксида титана TiO_x и двух покрывающих слоев SiO₂ и TiO_x, осаждают на стеклянную подложку согласно следующей последовательности:

Стекло/SiN_x(30 нм)/TiO_x(22 нм)/SiO₂(7 нм)/TiO_x(1 нм)

В этом сравнительном примере слой оксида титана осаждают, используя металлическую мишень, состоящую только из титана.

Пример 2

В этом примере согласно изобретению, пакет, подобный описанному согласно примеру 1, осаждают на такую же подложку, но слой TiO_x замещают на слой на основе TiO_x, также содержащий кремний. Слой осаждают, используя металлическую мишень, содержащую сплав титана и кремния в атомной пропорции 90/10. Толщины различных составляющих слоев пакета также регулируют согласно технологиям производства, чтобы энергетическая эффективность остекления, таким образом полученного, была идентичной энергетической эффективности остекления согласно предшествующему примеру 1.

Нанесенный пакет соответствует следующей последовательности:

Стекло/SiN_x(23 нм)/Ti_0,9Si_0,1O_x(31 нм)/SiO₂(7 нм)/TiO_x(1 нм)

Проверено с помощью рентгеновской спектроскопии (EPMA microprobe) (electron probe microanalysis microprobe - микропроба электронного микрозондового анализа), что атомные пропорции титана и кремния в слое на основе титана, осажденного таким способом, соответствуют по существу тем, которые первоначально присутствуют в металлической мишени, причем измеренное атомное отношение Si/Ti составляет приблизительно 0,1.

Пример 3

В этом сравнительном примере пакет такой же природы, как тот, который описан согласно примеру 1, осаждают на такую же подложку, но слой TiO_x замещают слоем на основе TiO_x, также содержащий цирконий. Слой осаждают, используя металлическую мишень, содержащую сплав титана и циркония в атомной пропорции 90/10. Толщины различных составляющих слоев пакета также регулируются согласно технологиям производства, чтобы энергетическая эффективность остекления, таким образом полученного, была идентична энергетической эффективности остекления согласно предшествующему примеру 1.

Нанесенный пакет, следовательно, соответствует следующей последовательности:

Стекло/SiN_x(25 нм)/Ti_0,9Zr_0,1O_x(30 нм)/SiO₂(7 нм)/TiO_x(1 нм)

Оптические свойства и колориметрия различных остеклений, таким образом полученных согласно примерам 1-3, измерены согласно следующим критериям:

- пропускание T_L: светопропускание в % согласно источнику света D_65,

- отражение света стороной стекла: (RL_v) в %,

- a*(R_v), b*(R_v): колориметрические координаты во внешнем отраженном свете согласно L*, a*, b* колориметрической системе,

- пропускание энергии: солнечный фактор SF в %, который определяет величину отношения общей энергии, входящей в помещения, к падающей солнечной энергии.

Результаты, представленные в таблице 1, показывают, что уровни оптический, колориметрический и энергетической эффективности в трех примерах по существу одинаковы.

Вышеприведенные пакеты затем подвергают такой же термообработке, как та, которая указана в предшествующей заявке WO 2007/028913, состоящей из нагрева при 620°C в течение 10 минут с последующей закалкой.

ΔE* определяют следующим образом:

ΔE*=(ΔL*²+Δa*²+Δb*²)^1/2, с ΔL*, Δa* и Δb* разницей в измерениях L*, a* и b* до и после термообработки.

ΔE* до и после термообработки составляет примерно или около 1%, и все остекления сохраняют свое солнцезащитное свойство неизмененным, как оценено с помощью SF фактора. Они также отлично калиброваны с эстетической точки зрения, самым особенным образом, во внешнем отраженном свете, когда величины a* и b* близки к нулю или немного отрицательные, дающие очень нейтральный или слегка сине-зеленый цвет, который считается подходящим для остеклений с высоким внешним отражением. Все измеренные величины очень слабо изменяются под влиянием термообработки: величины T_L и SF сохраняются в пределах приблизительно 1%, колориметрические данные меняются очень мало, и нет никакого колебания от одного оттенка до другого оттенка во внешнем отраженном свете. На трех остеклениях не наблюдается никакого дефекта типа микротрещины или микроотверстия.

Стойкость пакетов к термообработкам при высокой температуре затем измеряют согласно следующему экспериментальному протоколу.

Ламели тех же остеклений, как предварительно описано согласно примерам 1-3, сначала покрывают полосой эмали поверх тонкослойного пакета, нанесенной трафаретной печатью и отвержденной путем сушки при 160°C.

Ламели затем подвергают воздействию термообработки в градиентной печи, содержащей три разных зоны сопротивления. Расположения 3 зон первоначально регулируются таким способом, что температура для каждой из ламелей подвергается изменениям от одного предела до другого между 580 и 680°C. Градиент измеряют в тот момент, когда стекло выходит из градиентной печи, используя пирометр, который записывает 14 точек измерения на эмали.

После охлаждения проверено, что ни один из образцов не показывает какого-либо оптического дефекта типа микротрещины или отверстия (микроотверстия). Поверхность пакетов на трех образцах, таким образом, оказывается ровной, сплошной и свободной от дефектов.

Измерение параметров L*, a*, b* в отраженном свете проводят на втором этапе через стекло на стороне непокрытой поверхности (т.е. сторона стекла). Измерение проводили, используя промышленный спектроколориметр Minolta CM-600d в режиме с D65 (источник света D65). Такое измерение оказывается представительным для наблюдения остекления снаружи.

К тому же, это представляет косвенное измерение помутнения, полученного в поверхности остекления, если смотреть снаружи. В частности, поскольку слой черной эмали является слоем, который поглощает свет, непосредственно проходящий через остекление, параметр L*, измеренный в отраженном свете спектроколориметром в поверхности ламели (сторона стекла) является прямо пропорциональным рассеянию света, полученного в уровне тонкослойного пакета. Другими словами, чем большая доля света рассеивается остеклением (в частности, пакетом слоев), тем больше величина параметра L*, измеренного на стороне стекла.

Испытания, проведенные компанией-заявителем показали, что измеренная величина L* примерно 10 или более оказывается воспринимаемой невооруженным глазом. В частности, свыше этой критической величины помутнения, остекление теряет свою прозрачность и имеет нежелательный молочный (полупрозрачный) вид, тем более что выше L*.

Различные величины, таким образом измеренные, представили на прилагающейся фигуре 1, как функцию температурного градиента, которому подвергались различные образцы. Значительные разницы в помутнении могут наблюдаться как функция от природы слоя на основе оксида титана, присутствующего в пакете, и, в частности, от критической температуры нагрева, свыше которой остекление, обеспеченное его пакетом, имеет величину L*, которая слишком высока, т.е. обычно больше 10: эта температура составляет 610°C для остекления, включающего только слой TiO_x, 640°C для остекления, включающего слой Ti_0,9Zr_0,1O_x, и 675°C для остекления, включающего слой Ti_0,9Si_0,1O_x.

Самым особенным образом, данные представленные на графике фигуры 1, демонстрируют, что только остекление, содержащее слой Ti_0,9Si_0,1O_x в солнцезащитном пакете, может подвергаться термообработке примерно 650°C, в частности, требующейся в процессе для нанесения черной эмали в поверхности остекления. В заключение, солнцезащитные остекления согласно изобретению очень выгодны для зданий с арматурой, без исключения применений в автомобильной промышленности и каких-либо транспортных средствах: боковые стекла, заднее стекло, люк в крыше, которые могут, к тому же, иметь эмалированные покрытия. С пакетом слоев, который неподвижен, в частности, согласно величинам T_L и передачи энергии (SF), которые желательны, таким образом, возможно без их изменения производить видимые остекления, которые не намерены подвергать термообработкам или которые должны быть изогнуты/закалены/отожжены, и производить подоконные стеновые панели в хорошей колориметрической гармонии с видимыми остеклениями, которые могут быть лакированы или эмалированы: таким образом, можно стандартизовать производство интерференционных слоев на подложках большого размера, что является большим преимуществом с промышленной точки зрения.

Реферат

Изобретение относится к солнцезащитному и/или теплоизолирующему остеклению. Остекление содержит стеклянную подложку, обеспеченную пакетом тонких слоев, который содержит следующие слои в порядке удаления от поверхности стекла: подслой или набор подслоев из диэлектрических материалов; слой на основе оксида титана, включающий кремний, причем общее атомное отношение Si/Ti находится между 0,01 и 0,25, и в котором Si и Ti представляют по меньшей мере 90% атомов кроме кислорода; покрывающий слой или набор покрывающих слоев из диэлектрических материалов. Слой на основе оксида титана и кремния имеет толщину от 20 до 70 нм. Технический результат – сохранение оптических характеристик покрытия после термообработки без появления помутнения. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула