НИЗКОЭМИССИОННЫЕ ПОКРЫТЫЕ ИЗДЕЛИЯ Российский патент 2012 года по МПК C03C17/36 

Варианты этого изобретения относятся к низко- и (низкоэмиссионным) покрытым изделиям. В определенных вариантах этого изобретения низкоэмиссионные покрытые изделия могут быть или могут не быть термически обработаны (например, термически закалены, термически изогнуты или термически упрочнены). В некоторых вариантах этого изобретения низкоэмиссионные покрытые изделия могут быть разработаны так, чтобы реализовать комбинацию хорошего видимого пропускания (T_вид) и превосходного коэффициента притока солнечного тепла (КПСТ) так, что должны иметь улучшенное (то есть более высокое) отношение T_вид/КПСТ. В некоторых вариантах этого изобретения низкоэмиссионные покрытые изделия, если термически обработаны (ТО), то могут иметь приблизительно те же самые цветовые показатели, как видно невооруженным глазом, до и после термической обработки (то есть низкое значение ΔE*) в определенных образцах. Такие покрытые изделия могут применяться в стеклопакетах (СП), окнах и (или) других подходящих приложениях.

Покрытые изделия известны в технологии для использования в окнах, таких как стеклопакеты, окна транспортных средств и/или подобные изделия. В определенных ситуациях проектировщики покрытых изделий могут бороться за комбинацию хорошего видимого пропускания, низкой излучательной способности и блокировки нежелательного излучения, такого как инфракрасное излучение (ИИ), чтобы предотвратить или снизить нежелательное нагревание внутреннего пространства транспортного средства или строения. Высокое видимое пропускание, например, может быть более желательным для покрытых изделий в определенных оконных применениях, тогда как низкая излучательная (низкоэмиссионная) способность, низкий КПСТ (коэффициент притока солнечного тепла), низкая характеристика СФ (солнечный фактор или величина g) позволяет покрытым изделиям блокировать значительное количество нежелательного излучения так, чтобы снизить, например, нежелательное нагревание внутренного пространства транспортного средства или строения. Солнечный фактор, вычисленный в соответствии со стандартом DIN 67507 или EN410:1998, относится к отношению полной энергии, входящей в комнату или подобное помещение через остекление, к падающей солнечной энергии. Таким образом, видно, что низкие величины солнечного фактора указывают на хорошую солнечную защиту от нежелательного нагревания комнат или подобных помещений, защищенных окнами/остеклением. Например, низкая величина солнечного фактора указывает на покрытое изделие, которая способна сохранять комнату довольно холодной в месяцы летнего периода во время жарких условий окружающей среды. Кроме того, КПСТ изделие/окно является долей падающего солнечного излучения, которое входит через изделие/окно (например, см. NFRC 100-2001, тем самым включенный здесь ссылкой).

Известны солнцерегулирующие покрывающие системы. Например, в патенте США № 5688585 раскрыто солнцерегулирующее покрытое изделие, включающее: стекло/Si₃N₄/NiCr/Si₃N₄. Одной задачей патента 5688585 является обеспечение системы нанесения слоя распылением, который после термической обработки соответствует по цвету его аналогу, не обработанному термически. В то время как покрывающие системы по патенту 5688585 подходят для намеченных задач, они имеют определенные недостатки. В частности, они имеют тенденцию иметь довольно высокие значения коэффициента излучательной способности (например, поскольку серебряный (Ag) слой не описан в патенте 5688585).

Низкоэмиссионные покрывающие системы также известны в технологии. Например, патент США № 6475626 (тем самым включенный здесь в качестве ссылки) раскрывает: стекло/Si₃N₄/NiCr/Ag/NiCr/Si₃N₄. Низкоэмиссионные покрывающие системы по патенту 6475626 обеспечивают хорошее видимое пропускание и низкоэмиссионные характеристики. Однако покрывающие системы по патенту 6475626 не могут достигнуть комбинации хорошего видимого пропускания (T_вид) и хорошего коэффициента притока солнечного тепла (КПСТ). Другими словами, покрывающие системы по патенту 6475626 имеют нежелательно низкие отношения T_вид/КПСТ. Например, в Примере 1 из патента 6475626 в стеклопакете реализуется только отношение T_вид/КПСТ, равное приблизительно 128. В качестве другого примера, в Примере 2 из патента 6475626 в стеклопакете реализуется только отношение T_вид/КПСТ, равное приблизительно 127, а в Примере 2 из патента 6475626 в монолите реализуется отношение T_вид/КПСТ, равное приблизительно 114.

В патенте США № 6782718 также раскрыто стекло/Si₃N₄/NiCr/Ag/NiCr/Si₃N₄. Однако, покрывающие системы по патенту 6782 718 имеют нежелательно низкие отношения T_вид/КПСТ. Например, в Примере колонки семнадцать из патента 6782 718 в стеклопакете реализуется только отношение T_вид/КПСТ, равное приблизительно 127 (термически обработанное или ТО) или 123 (не ТО).

В патенте США № 5800933 раскрыт другой пример покрытого изделия. Однако покрытые изделия по патенту 5800933 имеют нежелательо высокие значения КПСТ, таким образом указывая на неэффективную защиту от солнца, предохраняющую от нежелательного нагревания комнат или подобных помещений.

Потребность в соответствии (до термической обработки и после термической обработки) также известна для покрытых изделий. Стеклянные субстраты часто производятся в больших количествах и режутся по размеру, чтобы удовлетворить потребности определенной ситуации, такие как новое могооконное и многодверное офисное здание, потребности в ветровых стеклах транспортных средств и т. д. Часто желательно в таких приложениях, чтобы некоторые из окон и/или дверей были термически обработаны (то есть закалены, укреплены или изогнуты), в то время как другие не должны быть термически обработаны. Офисные здания часто используют стеклопакеты и/или слоистые пластики для безопасности и/или терморегуляции. Желательно, чтобы стеклопакеты и/или слоистые пластики, которые термически обработаны, в основном, соответствовали своим аналогам, не обработанным термически (например, относительно цвета, отражательной способности и/или подобных свойств, по меньшей мере, на стеклянной стороне) для архитектурных и/или эстетических целей. Патенты США №№ 6014872 и 5800933 (см. Пример B) раскрывают термообрабатываемую низкоэмиссионную слоистую систему, включающую: стекло TiО₂/Si₃N₄/NiCr/Ag/NiCr/Si₃N₄. К сожалению, когда термически обработана, эта низкоэмиссионная слоистая система не соответствует приблизительно по цвету ее аналогу, не обработанному термически (как оценивают со стеклянной стороны). Это происходит потому, что эта низкоэмиссионная слоистая система имеет величину ΔE* (стеклянная сторона) больше 4,1 (то есть для Примера B, Δa*_G=1,49, Δb*_G=3,81 и ΔL* (стеклянная сторона) не измеряли; если используют Уравнение (1) ниже, то ΔE* на стеклянной стороне должно обязательно быть больше 4,1 и, вероятно, является гораздо более высоким, чем это зачение).

Были предприняты попытки снизить значения КПСТ, обеспечивая многочисленные серебряные слои в покрытии (например, низкоэмиссионные покрытые изделия с двумя серебряными слоями, отражающими ИК-излучение). Например, см. Патент США № 7138182. Однако это иногда нежелательно потому, что покрытие является более дорогим и времязатратным при изготовлении и может также страдать от определенных проблем долговечности вследствие добавления второго серебряного слоя. Таким образом, иногда желательно избежать присутствия двух серебряных слоев в покрытии. Кроме того, определенные покрытия с многочисленными серебряными слоями трудно изготовить, если поддерживать способность достигать соответствия после термической обработки (то есть низкие значения ΔE*).

В других попытках понизить значения КПСТ использовались более низкие зачения видимого пропускания. Например, в настоящее время покрытие составляет стопку: стекло/Si₃N₄ (14,3 нм)/NiCr (3,8 нм)/Ag (10,6 нм)/NiCr (2,4 нм)/Si₃N₄ (48,4 нм). В то время как это покрытое изделие имеет значение ΔE* стеклянной стороны меньше 2 (монолит) и значение КПСТ 0,35 (монолит) или 0,30 (стеклопакет), видимое пропускание может достигнуть только 48,4% (монолит) или 43,4% (стеклопакет). Соответственно, отношение T_вид/КПСТ составляет только 138 (монолит) или 144 (стеклопакет с низким видимым пропусканием 43,4%). Как другой пример, двойные серебряные покрытия по Патенту США № 7138182 реализуют низкий КПСТ, но за счет низкого видимого пропускания. Таким образом, покрытия по патенту 7138182 нежелательны, так как они требуют как двух серебряных слоев, так и недостаточного видимого пропускания, чтобы реализовать низкий КПСТ.

Ввиду вышеизложенного, специалистам в технологии будет очевидно, что

существует потребность в покрытии или слоистой системе, которая могла бы удовлетворить солнечной регуляции и требованиям низкой излучающей способости, пожеланиям видимого пропускания и легкости производства. В частности, будет понятно, что существует потребность в технологии низкоэмиссионного покрытия, которое требует только одного серебряного слоя в определенных вариантах, и которое может достигнуть высокого видимого пропускания (T_вид) вместе с относительно низким коэффициентом притока солнечного тепла (КПСТ), таким образом, должно иметь улучшенное (то есть более высокое) отношение T_вид/КПСТ. Эти особенности могут быть обеспечены в контекстах монолита и/или стеклопакета.

В определенных вариантах покрытые изделия, если термически обработаны, могут также иметь низкое значение ΔE*, указывающее на термостабильность при термической обработке (ТО). Другими словами, может также существовать потребность в технологии низкоэмиссионного покрытия или слоистой системы, которые после дополнительной термической обработки, в основном, согласуются в цвете и/или отражении (например, как оценивают невооруженным человеческим глазом со стеклянной стороны) с термически необработанным аналогом.

Некоторые варианты этого изобретения отосятся к низкоэмиссионным покрытым изделиям. В определенных вариантах этого изобретения низкоэмиссионные покрытые изделия могут быть или могут не быть термически обработаны (например, термически закалены, термически изогнуты или термически упрочнены).

В некоторых вариантах этого изобретения покрытые низкоэмиссионные изделия могут быть разработаны так, чтобы реализовать комбинацию хорошего видимого пропускания (T_вид) и превосходного коэффициента притока солнечного тепла (КПСТ) так, что должно быть улучшенное (то есть более высокое) отношение T_вид/КПСТ. В определенных вариантах низкоэмиссионное покрытое изделие может иметь отношение T_вид/КПСТ, по меньшей мере, 140, более предпочтительно, по меньшей мере, 145, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 150 или 153. Кроме того, в некоторых вариантах этого изобретения, покрытое изделие может иметь значение КПСТ не больше, чем 0,36, более предпочтительно не больше, чем 0,35, еще более предпочтительно не больше, чем 0,34 или 0,33. В некоторых вариантах этого изобретения покрытое изделие может иметь видимое пропускание (T_вид) от приблизительно 40-65%, более предпочтительно от приблизительно 45-60% и наиболее предпочтительно от приблизительно 48-57% или от приблизительно 49-56%.

В некоторых вариантах этого изобретения низкоэмиссионные покрытые изделия, если термически обработаны (ТО), могут иметь приблизительно те же самые цветовые показатели, как видно невооруженным глазом, до и после термической обработки (то есть низкое значение ΔE*) в определенных образцах. Такие покрытые изделия могут использоваться в стеклопакетах, окнах и/или других соответствующих применениях. В некоторых вариантах покрытое изделие может иметь отражательное значение ΔE* стеклянной стороны не больше чем приблизительно 3,0, более предпочтительно не больше чем приблизительно 2,75, еще более предпочтительно не больше чем приблизительно 2,5 и, возможно, не больше чем приблизительно 2,25 или 2,0.

В некоторых вариантах этого изобретения обеспечиваются стеклопакеты, включающие: первые и вторые стеклянные субстраты, соединенные друг с другом ближайшими их соответствующими краями так, чтобы образовать изолированное пространство между ними; слоистую систему, поддерживаемую одним из стеклянных субстратов и расположенную рядом с изолированным пространством, причем указанная слоистая система включает слой, отражающий инфракрасное (ИК) излучение, включающий серебро, расположенное между, по меньшей мере, первым и вторым диэлектрическими слоями, в котором указанная слоистая система включает только один слой, отражающий инфракрасное (ИК) излучение, включающий серебро (или золото, или платину); и в котором стеклопакеты имеют видимое пропускание (T_вид) 47-60%, КПСТ не больше 0,36 и отношение T_вид/КПСТ, по меньшей мере, 140.

В других вариантах этого изобретения обеспечивается покрытое изделие, включающее: покрытие, поддерживаемое стеклянным субстратом, причем указанное покрытие включает слой, отражающий инфракрасное (ИК) излучение, включающий серебро, расположенное между, по меньшей мере, первым и вторым диэлектрическими слоями, в котором указанное покрытие включает только один слой, отражающий инфракрасное (ИК) излучение, включающий серебро; и в котором покрытое изделие, измеренное как монолит, имеет видимое пропускание (T_вид) 50-65%, КПСТ не больше 0,41 и отношение T_вид/КПСТ, по меньшей мере, 140.

Способ изготовлеия такого покрытого изделия может также быть обеспечен, где каждый из слоев может быть распылен или иначе нанесен на стеклянный субстрат, и необязательно после этого стеклянный субстрат с покрытием может быть термически обработан (например, термически закален).

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где:

Фиг.1 представляет собой изображение с частным боковым разрезом варианта слоистой системы согласно этому изобретению.

Фиг.2 представляет собой изображение с частным разрезом стеклопакета СП, как рассмотрено вариантом этого изобретения, в котором может использоваться слоистая система Фиг.1.

Фиг.3 представляет собой таблицу, содержащую данные Примеров 1-4 согласно вариантам этого изобретения на основе моделирования.

Некоторые варианты этого изобретения обеспечивают покрытие или слоистую систему, которые могут использоваться в применениях, таких как стеклопакеты, окна транспортных средств, ветровые стекла транспортных средств и другие соответствующие приложения. Некоторые варианты этого изобретения относятся к низкоэмиссионным покрытым изделиям. В некоторых вариантах этого изобретения покрытые изделия могут быть термически обработаны (то есть термически закалены, термически изогнуты или термически упрочнены). В некоторых вариантах этого изобретения низкоэмиссионные покрытые изделия могут быть разработаны так, чтобы реализовать комбинацию хорошего видимого пропускания (T_вид) и превосходного коэффициента притока солнечного тепла (КПСТ) так, что должны иметь улучшенное (то есть более высокое) отношение T_вид/КПСТ. Это отношение можно назвать отношением света к солнечному теплопритоку в определенных образцах. В некоторых вариантах низкоэмиссионное покрытое изделие может иметь отношение T_вид/КПСТ, по меньшей мере, 140, более предпочтительно, по меньшей мере, 145, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 150 или 153. Когда видимое пропускание (T_вид) выражают в десятичных цифрах (например, 0,60 вместо 60%), тогда эти отношения T_вид/КПСТ были бы, по меньшей мере, 1,40, более предпочтительно, по меньшей мере, 1,45, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 1,50 или 1,53. Кроме того, в определенных вариантах этого изобретения, покрытое изделие может иметь значение КПСТ не больше 0,36, более предпочтительно не больше 0,35, еще более предпочтительно не больше 0,34 или 0,33. В некоторых вариантах этого изобретения покрытое изделие может иметь видимое пропускание (T_вид) от приблизительно 40-65%, более предпочтительно от приблизительно 45-60%, и наиболее предпочтительно от приблизительно 48-57% или от приблизительно 49-56%. Вышеупомянутые данные могут быть в контексте стеклопакета и/или монолитного изделия в различных вариантах этого изобретения.

В некоторых вариантах этого изобретения низкоэмиссионные покрытые изделия, если термически обработаны (ТО), могут иметь приблизительно те же самые цветовые показатели, как оценивают невооруженным глазом, до и после термической обработки (то есть низкое значение ΔE*), в определенных образцах. Некоторые варианты этого изобретения обеспечивает слоистую систему, которая имеет превосходную стабильность окраски (то есть низкое значение ΔE* и/или низкое значение Δa*; где Δ указывает на изменение вида при термической обработке) при термической обработке (например, термической закалке, термическом изгибе или термическом упрочнении) как монолита и/или) в контексте эксплуатации двойного стекла, такого как стеклопакеты или ветровые стекла. Такие термические обработки часто требуют нагревания покрытого субстрата до температур выше 1100°F (593°C) и до 1450°F (788°C) [более предпочтительно от приблизительно 1100 до 1200°F] в течение достаточного промежутка времени, чтобы обеспечить конечный результат (например, термообработку, изгиб и/или термическое упрочнение). Некоторые варианты этого изобретения комбинируют как стабильность окраски при термической обработке, так и использование единственного серебряного слоя для селективного отражения ИК-излучения. В некоторых вариантах покрытое изделие может иметь отражательное значение ΔE* стекляной стороны не больше чем приблизительно 3,0, более предпочтительно не больше чем приблизительно 2,75, еще более предпочтительно не больше чем приблизительно 2,5, и возможно не больше чем приблизительно 2,25 или 2,0.

Фиг.1 представляет собой изображение с боковым разрезом покрытого изделия согласно примерному варианту по этому изобретению. Покрытое изделие включает субстрат 1 (например, прозрачный, зеленый, бронзовый, серый, синий или сине-зеленый стеклянный субстрат толщиной от приблизительно 1,0 до 12,0 мм, например, толщиной приблизительно 6 мм), первый диэлектрический слой 3 (например, нитрида кремния Si₃N₄ или включающий нитрид кремния, диоксид титана, нитрид титана, оксид циркония, нитрид циркония, оксид олова, оксид кремния, диоксид кремния, оксинитрид кремния или оксид цинка), слой 5, включащий металлический или в основном металлический никель (Ni) или никель-хром (NiCr), (другие устойчивые к окислению материалы могут использоваться вместо Ni или NiCr в альтернативных вариантах этого изобретения), слой 7, отражающий ИК-излучение, на основе металлического или в основном металлического серебра (Ag), слой 9, содержащий металлический или в основном металлический никель (Ni) или никель-хром (NiCr) (другие устойчивые к окислению материалы могут использоваться вместо Ni или NiCr в альтернативных вариантах этого изобретения), и второй диэлектрический слой 11 (например, нитрида кремния Si₃N₄ или включающий нитрид кремния, диоксид титана, нитрид титана, оксид циркония, нитрид циркония, оксид олова, оксид кремния, диоксид кремния, оксинитрид кремния или оксид цинка). Другой слой (слои) ниже или выше поясняемой системы покрытия может также быть обеспечен. Таким образом, в то время как слоистая система находится "на" или "поддерживается" субстратом 1 (прямо или косвенно), другой слой (слои) может быть обеспечен между ними. Таким образом, например, слоистую систему по Фиг.1 можно рассматривать "на" субстрате 1 даже при том, что другой слой (слои) может быть обеспечен между ними.

Ag слой 7, отражающий ИК-излучение, является предпочтительно металлическим Ag, хотя возможно, что некоторое малое количество его окисления могло иметь место. То же самое верно для слоев 5 и 9, включающих Ni или NiCr. Таким образом, в определенных предпочтительных вариантах этого изобретения слои 5, 7 и 9 оксидированы не больше, чем на приблизительно 25%, более предпочтительно не больше чем на приблизительно 10%, и наиболее предпочтительно не больше чем на приблизительно 1, 2 или 4 или даже на 7-8% оксидированы и/или нитридированы. В определенных предпочтительных вариантах слои 5 и/или 9 являются ненитридированным и неоксидированным никелем или сплавом никеля (например, нихромом, в весовых процентах, 80/20 никель/хром). Слои 3, 5, 7, 9 и 11 могут быть нанесены на стеклянный субстрат распылением или любым другим подходящим методом.

В вариантах этого изобретения, где слои 3 и 11 включают нитрид кремния (например, Si₃N₄ или любой другой подходящей стехиометрии), образец, включающий Si, чтобы образовать эти слои, может быть смешан с 6-20 вес. % алюминия или нержавеющей стали (например, SS-316), причем приблизительно это же количество затем появляется в слоях, образованных таким образом. Кроме того, в то время как слои 5 и 9 могут быть металлическим никелем, нихром, предпочтительно состоящий, по существу, по весу на приблизительно 80-90% из Ni и на 10-20% из Cr (или 50/50 Ni/Cr), может использоваться в определенных вариантах. Другие металлы или сплавы могут также использоваться в альтернативных вариантах, например, сплав (сплавы) включающий 10% или больше Ni. Кроме того, в то время как возможно использовать определенные другие металлы, отражающие ИК-излучение, в качестве слоя 7, такие как золото или платина, в определенных вариантах этого изобретения слой 7 здесь состоит, по существу, из металлического серебра в определенных вариантах этого изобретения. Пример слоев 5 и 9 включает не только SS-316, который состоит, по существу, из 10% Ni и 90% других ингредиентов, главным образом, Fe и Cr, но также сплав Haynes 214, который по весу состоит, по существу (как номинальная композиция), из:

Элемент % веса Ni 75,45 Fe 4,00 Cr 16,00 C 0,04 Al 4,50 Y 0,01

Фиг.2 поясняет покрытие или слоистую систему 22 по Фиг.1, используемую на поверхности #2 оконного стеклопакета. Чтобы отличить "внутреннюю сторону" стеклопакета (и вутреннюю часть строения, в котором установлен стеклопакет) от ее "внешней стороны", на внешней стороне на Фиг.2 схематично представлено солнце 19. Стеклопакет включает внешнюю стеклянную панель или лист 21 (или 1) и вутреннюю стеклянную панель или лист 23. Эти два стеклянных субстрата (например, флоат-стекло толщиной от 2 мм до 12 мм), герметизируют по их периферийным краям уплотнителем 25 или подобным веществом, и могут обеспечивать обычной осушающей полосой 27. Панели затем фиксируют в обычном окне или двери удерживающей рамой (показана в частично схематической форме). Герметизируя периферийные края стеклянных листов и заменяя воздух в изолированном пространстве (или камере) 30 газом, таким как аргон, получают типичный, высокоизолирующий стеклопакет. Необязательно, изолированное пространство 30 может находиться при давлении, меньше атмосферного давления в определенных альтернативных вариантах, хотя это, конечно, не необходимо во всех вариантах. Внутренняя стена 24 или 26 (или обе) могут быть снабжены покрытием 22 (см. Фиг.1) по этому изобретению. В этом поясняемом варианте по Фиг. 2 внутренняя стенка 24 (то есть поверхность #2) внешнего стеклянного листа 21 была покрыта слоистой системой по Фиг.1, нанесенной распылением.

Возвращаясь к Фиг.1, в то время как различные толщины могут использоваться в соответствии с одной или более целями (или) потребностями, обсужденными здесь, согласно некоторым вариантам этого изобретения, предпочтительными толщинами и материалами для соответствующих слоев на стеклянном субстрате 1 являются следующие (заметим, что стехиометрии, такие как Si₃N₄, используются только для целей примера, но не для ограничения):

ТАБЛИЦА 1
(Примерные приблизительные толщины в ангстремах) Слой Предпочтительный вариант (Å) Более предпочтительный вариант (Å) Пример (Å) Si₃N₄ (слой 3) 150-900 Å 200-350 Å 230-320 Å NiCr (слой 5) 10-80 (или 10-40) Å 15-40 Å 17-30 Å Ag (слой 7) 90-200 Å 125-180 Å 135-170 Å NiCr (слой 9) 10-80 (или 10-40) Å 15-40 Å 17-30 Å Si₃N₄ (слой 11) 400-600 Å 450-560 Å 465-540 Å

Как может быть видно из Таблицы 1 выше, по сравнению с примерами патента США № 6475626, например, Ag слой 7 утолщался, верхний слой 11 нитрида кремния утолщался, а нижний слой 3 нитрида кремния утоньшался. Слои NiCr также утоньшались. Примером превосходного интервала толщины для слоя 5 и (или) 9 является приблизительно 18-23 ангстрем. Удивительно, полагают, что одно или больше из этих изменений приводит к улучшенному (более высокому) отношению T_вид/КПСТ без значительного ущерба видимому пропусканию или значению ΔE* в необязательно термически обработанных вариантах.

Заметим, что толщины являются физическими толщинами.

Низкие значения ΔE* указывают на термостабильность при термообработке (ТО), такой как термическая закалка, термический изгиб или подобная обработка. Путь, которым вычислены значения ΔE*, изложен в патенте США № 6475626, который включен здесь ссылкой. Другими словами, в монолитных изделиях и/или стеклопакетах низкие отражательные значения ΔE* стеклянной стороны указывают на то, что два стеклянных субстрата, имеющие ту же самую покрывающую систему на них (один термически обработанный после нанесения и другой не обработанный термически), оказывается, для невооруженного человеческого глаза, выглядят, в основном, одинаково, когда оцениваются со стеклянной стороны изделия (то есть смотрят на, по меньшей мере, один стеклянный субстрат прежде, чем оценивают покрытие). Таким образом, понимают, что значения ΔE* и Δa* важны в определении, есть ли соответствие, или реальное соответствие, между термически обработанными (ТО) и не обработанными термически (не ТО) изделиями, имеющими то же самое покрытие (или между данным изделием до и после того, как оно было термически обработано (ТО)). Заметим, что цвет здесь описан в отношении обычных а*, b* величин, и термин Δa* просто показывает, как величина цвета a* изменяется вследствие термической обработки (ТО). Таким образом, ΔE* вычисляют известным методом, используя CIE LAB Scale величины L*, а*, b*, которые известны. В частности

ΔE*=[(ΔL*)²+(Δa*)²+(Δb*)²]^1/2 (1)

где

ΔL*=L*₁-L*₀ (2)

Δa*=a*₁-a*₀ (3)

Δb*=b*₁-b*₀ (4)

где нижний индекс "0" представляет покрытие (покрытое изделие) перед термической обработкой, и нижний индекс "1" представляет покрытие (покрытое изделие) после термической обработки; и используемые числа (например, а*, b*, L*) являются числами, вычисленными вышеуказанным координатным методом (CIE LAB 1976) L*, а*, b*.

В некоторых вариантах этого изобретения здесь предусмотрены покрытые изделия на прозрачном монолитном стеклянном субстрате, имеющие следующий цвет перед термической обработкой, как оценивают со стеклянной стороны покрытого изделия (R_G %):

Таблица 2
Цвет (R_G) до термической обработки (монолит)
reatment (Monolithic)   Обычный Предпочтительный a* -2,5 до +2,0 -1,5 до +0,7 b* -10,0 до +2,0 -9,0 до -1,0

После термической обработки, в определенных вариантах этого изобретения, слоистая система, созданная на прозрачных монолитных стеклянных субстратах, имеет следующие цветовые показатели ΔE* и Δa*, когда рассматривается со стеклянной (G) стороны (в противоположность стороне со слоем) покрытого изделия

Таблица 3
Цветовые показатели после (ΔE*_G и Δa*_G) термической обработки (монолит)   Обычный Предпочтительный ΔE*_G имеет значение <=3,0 <=2,5(или <=2,0) Δa*_G имеет значение <=2,0 <=1,5 Δb*_G имеет значение <=2,0 <=1,0 (или <=0,7)

Соответственно, как показано в Таблице 3 выше, монолитные покрытые изделия согласно определенным вариантам этого изобретения имеют величину ΔE* (стеклянная сторона) не больше 3,0, более предпочтительно не больше 2,5 и еще более предпочтительно не больше 2,0; и имеют величину Δa* (стеклянная сторона) не больше чем приблизительно 2,0, более предпочтительно не больше 1,5. Эти же самые значения могут также относиться к стеклопакетам (СП). Когда одно или оба из них достигнуты, результатом может быть соответствие. В определенных вариантах замечено, что значения b* не считаются столь же важными, как значения a*, потому что изменения a*, как полагают, более заметны невооруженному глазу, чем изменения b* в определенных образцах. Однако значения Δb* (стеклянная сторона) также являются низкими в определенных образцах, как изложено выше.

Таблица 4 ниже приводит характеристики монолитных покрытых изделий согласно вариантам этого изобретения. Значения в Таблице 4 относятся к изделиям, не обработанным термически (не ТО) и/или обработанным термически (ТО), за исключением того, что ΔE* применим только к термически обработанным (ТО) изделиям, и допускает прозрачный субстрат только для целей примера.

Таблица 4
Примерные характеристики (монолит) Величина/Измерение Интервал Более предпочтительный Наиболее предпочтительный Пропускание(TY) %: 45-70% 50-65% 53-61% L*_T: 70-90 73-85 77-83 a*_T: -10 до +2 -8 до 0 -6 до -2 b*_T: -8 до +8 -5 до +5 -3 до +3 Отражательная способность, оцененная со стеклянной (С) стороны: R_GY(%): 15-30% 17-28% 19-25% L*_G: 45-70 48-65 50-60 a*_G: -5 до +3 -2,5 до +2 -1,5 до +0,7 b*_G: -10 до +2 -9 до -l -3 до -8 ΔЕ* (например, со стеклянной (G) стороны: <=3,0 <=2,5 <=2,25 или 2,0 Отражательная способность, оцененная со стороны пленка/покрытие (F): R_FY (%) <=12% <=10% <-9% L*_F: <=45 <=40 <=38 a*_F: -10 до +20 -5 до +15 0 до +10 b*_F: -25 до +10 -20 до 0 -18 до -10 R_s (поверхностное сопротивление в ом/площадь): <=20 <=7 или 6 <-5 T780 28-38 30-36 31-35 Полное солнечное T,% (T_солн.): Недоступно     Коэффициент теплопередачи U: Недоступно     КПСТ: <=0,41 <=0,40 <=0,39 или 0,38 Отношение T_вид/КПСТ ratio: >=135 >=140 >=145 или 148 Солнечный фактор SF %: Недоступно     E_h (полусферическая излучательная способность <=0,08 <=0,07 <=0,06

Таблица 5 ниже приводит характеристики монолитных покрытых изделий согласно вариантам этого изобретения в контексте стеклопакетов (СП) (например, см. Фиг.2).

Таблица 5
Примерные характеристики (стеклопакет СП) Величина/Измерение Интервал Более предпочтительный Наиболее предпочтительный Пропускание(TY) %: 40-65% 47-60% 49-56% L*_T: 67-87 70-82 74-80 a*_T: -10 до +2 -8 до 0 -7 до -3 b*_T: -5 до +5 -3 до +3 -2 до +2 Отражательная способность, оцененная со стеклянной (С) стороны: R_GY(%): 18-32% 20-27% 22-26% L*_G: 48-73 51-68 52-60 a*_G: -6 до +2 -3 до +1 -2,5 до 0 b*_G: -10 до +2 -9 до -l -3 до -8 ΔЕ* (например, со стеклянной (G) стороны: <=3,0 <=2,5 <=2,25 или 2,0 Отражательная способность, оцененная со стороны пленка/покрытие (F): R_FY (%): <=19% <=18% <=16% L*_F: <=55 <=50 <=48 a*_F: -10 до +15 -5 до +10 0 до +8 b*_F: -18 до +5 -15 до 0 -12 до -4 R_s (поверхностное сопротивление в ом/площадь): <=20 <=7 или 6 <=5 Полное солнечное T,% (T_солн.): 24-31 25-30 25-29 Коэффициент теплопередачи U: 0,27-0,34 0,28-0,33 0,29-0,31 КПСТ: <=0,36 <=0,35 <=0,34 или0,33 Отношение T_вид/КПСТ: >=140 >=145 >=150 или 153 Солнечный фактор SF %: <=40 <=38 <=36 E_h (полусферическая излучательная способность <=0,08 <=0,07 <=0,06

Примеры 1-4

Покрытые изделия четырех примеров приведены на Фиг.3. Каждый из этих примеров имел стопку слоев: стекло/Si₃N₄/NiCr/Ag/NiCr/Si₃N₄, и толщины слоев приведены на Фиг.3 в нм. Заметим, что слой оксида титана (TiO₂) отсутствовал в любом из этих примеров как самый нижний слой, хотя он возможен в определенных образцах. Данные, касающиеся Примеров 1-4, также приведены на Фиг.3 относительно монолитного (моно) изделия и стеклопакета (СП). Стеклянные субстраты в этих примерах были толщиной приблизительно 6 мм и были прозрачными. Данные на Фиг.3 был сняты до необязательной термической обработки (ТО).

Отношение T_вид/КПСТ является функцией числа слоев Ag или Au, отражающих инфракрасное (ИК) излучение. Например, если бы было два слоя, отражающих инфракрасное (ИК) излучение, отношение было бы значительно более высоким (например, 190 (или 195) или выше для двух серебряных слоев, отражающих ИК-излучение).

Определенные термины общеупотребительно используются в технологии покрытия стекла, особенно определяя свойства и характеристики солнцерегулирующего покрытого стекла. Такие термины использованы здесь в соответствии с их известным значением. Например, как используется здесь:

Интенсивность отраженного света видимой длины волны, то есть "отражательная способность" определяется процентным отношением и описывается как R_XY, или R_x (то есть значение Y, процитированное ниже в стандарте Американского общества по испытанию материалов (ASTM) E-308-85), в котором "X" является либо "G" для стеклянной стороны, либо "F" для пленочной стороны. "Стеклянная сторона" (например, "G") значит, что оценивают со стороны стеклянного субстрата, противоположной стороне, на которой находится покрытие, в то время как "пленочная сторона" (то есть "F") значит, что оценивают со стороны стеклянного субстрата, на которой находится покрытие.

Термины "термическая обработка" и "тепловая обработка", как используются здесь, означают нагревание изделия до температуры, достаточной, чтобы предоставить возможности термической закалки, изгиба или термического упрочения изделия, включающего стекло. Это определение включает, например, нагревание покрытого изделия, используя температуру, по меньшей мере, приблизительно 550°С, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 580 или 600°C, в течение достаточного периода, чтобы допустить тепловой изгиб или закалку.

После данного вышеупомянутого раскрытия многие особенности, модификации и усовершенствования станут очевидными для специалиста. Такие другие особенности, модификации и усовершенствования, следовательно, являются частью этого изобретения, охват которого должен быть определен в соответствии со следующими требованиями.

Изобретение относится к низкоэмиссионным покрытым изделиям, в которых реализуется комбинация хорошего видимого пропускания (Т_вид) и превосходного коэффициента притока солнечного тепла (КПСТ) и тем самым обеспечивается улучшенное (то есть более высокое) отношение Т_вид/КПСТ. Такие покрытые изделия могут использоваться в стеклопакетах, окнах и/или других подходящих применениях. Изоляционный оконный стеклопакет содержит первый и второй стеклянный субстраты, соединенные по краям сообразованием изолирующего пространства между ними. На одном из субстратов вблизи изолирующего пространства содержится слоистая система, в которой слой, отражающий инфракрасное излучение и содержащий серебро, расположен между диэлектрическими слоями, содержащими нитрид кремния. Слоистая система состоит из первого слоя, содержащего Si₃N₄ 230-320 Å, первого слоя Ni и/или NiCr 10-40 Å, слоя, отражающего ИК-излучение, второго слоя Ni и/или NiCr 10-40 Å второго слоя, содержащего Si₃N₄ 450-560 Å. Изолирующий стеклопакет имеет Т_вид 47-60%, КПСТ не более чем 0,36 и соотношение Т_вид/КПСТ по меньшей мере 140. 13 з.п. ф-лы, 5 табл., 4 пр., 3 ил.

1. Изоляционный оконный стеклопакет (СП), содержащий:
первый и второй стеклянные субстраты, соединенные друг с другом своими ближайшими соответствующими краями так, чтобы образовать изолирующее пространство между ними;
слоистую систему, поддержанную одним из стеклянных субстратов, вблизи изолирующего пространства, причем слоистая система включает слой, отражающий инфракрасное (ИК) излучение, включающий серебро, расположенное между, по меньшей мере, первым и вторым диэлектрическими слоями, которые являются слоями, включающими нитрид кремния, причем указанная слоистая система включает только один слой, отражающий ИК-излучение, включающий серебро; при этом изолирующий оконный стеклопакет имеет видимое пропускание (Т_вид) 47-60%, коэффициент притока солнечного тепла (КПСТ) не более чем 0,36 и отношение Т_вид/КПСТ, по меньшей мере, 140, при этом слоистая система содержит следующие перечисленные слои со следующими диапазонами толщины:
первый слой, включающий нитрид кремния: 230-320 Å,
первый слой, включающий Ni и/или NiCr: 10-40 Å,
слой, отражающий инфракрасное (ИК) излучение, включающий серебро: 125-180 Å,
второй слой, включающий Ni и/или NiCr: 10-40 Å,
второй слой, включающий нитрид кремния: 450-560 Å,
при этом первый слой, включающий нитрид кремния, расположен между стеклянным субстратом и первым слоем, включающим Ni и/или NiCr.

2. Оконный стеклопакет по п.1, в котором оконный стеклопакет имеет отношение Т_вид/КПСТ, по меньшей мере, 145.

3. Оконный стеклопакет по п.1, в котором оконный стеклопакет имеет отношение Т_вид/КПСТ, по меньшей мере, 150.

4. Оконный стеклопакет по п.1, в котором оконный стеклопакет имеет отношение Т_вид/КПСТ, по меньшей мере, 153.

5. Оконный стеклопакет по п.1, в котором оконный стеклопакет имеет видимое пропускание (Т_вид) 49-56%.

6. Оконный стеклопакет по п.1, в котором оконный стеклопакет имеет КПСТ не более 0,35.

7. Оконный стеклопакет по п.1, в котором оконный стеклопакет имеет КПСТ не более 0,34.

8. Оконный стеклопакет по п.1, в котором стеклянный субстрат со слоистой системой на нем является термически обработанным и термически обработанный стеклянный субстрат и слоистая система имеют значение ΔЕ* (отражательная стеклянная сторона) не более чем 3,0 после или вследствие термической обработки стеклянного субстрата со слоистой системой на нем.

9. Оконный стеклопакет по п.1, в котором стеклянный субстрат со слоистой системой на нем является термически обработанным и термически обработанный стеклянный субстрат и слоистая система имеют значение ΔЕ* (отражательная стеклянная сторона) не более чем 2,5 после или вследствие термической обработки стеклянного субстрата со слоистой системой на нем.

10. Оконный стеклопакет по п.1, в котором стеклянный субстрат со слоистой системой на нем является термически обработанным и термически обработанный стеклянный субстрат и слоистая система имеют значение ΔЕ* (отражательная стеклянная сторона) не более чем 2,0 после или вследствие термической обработки стеклянного субстрата со слоистой системой на нем.

11. Оконный стеклопакет по п.1, в котором указанная слоистая система имеет величину поверхностного сопротивления R_S не более чем 7 Ом/ед. площади.

12. Оконный стеклопакет по п.1, в котором указанная слоистая система имеет величину поверхностного сопротивления R_S не более чем 5 Ом/ед. площади.

13. Оконный стеклопакет по п.1, в котором указанные первый и второй слои, включающие Ni и/или NiCr, являются, по существу, металлическими и имеют толщину, по меньшей мере, приблизительно 15 Å.

14. Оконный стеклопакет по п.1, в котором слой, отражающий ИК-излучение, включает серебро и имеет толщину приблизительно 135-170 Å.