ИЗДЕЛИЕ С ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИМ ПОКРЫТИЕМ БРОНЗОВОГО ЦВЕТА Российский патент 2015 года по МПК C03C17/36 

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения относятся к оконному блоку из изоляционного стекла (insulating glass - IG) и оконным блокам других типов, включающим покрытие, разработанное так, чтобы изделие с покрытием обладало бронзовым отражаемым цветом поверхности стекла. В частности, толщина слоев покрытия разработана так, что обеспечивает наличие бронзового цвета. Изделие с покрытием в различных вариантах осуществления настоящего изобретения может быть или не быть подвергнуто тепловой обработке.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Известны изделия с покрытием и оконные блоки из IG, в которых применено следующее покрытие: стекло/SiN/NiCr/Ag/NiCr/SiN. Например, см. патенты США №№ 6605358, 6730352, 6802943 и 7166359, описание которых, таким образом, включается в настоящий документ путем ссылки. Хотя эти изделия с покрытием обеспечивают получение хороших результатов во многих вариантах применения, их цветовые характеристики иногда не соответствуют требованиям.

В частности, иногда нужен довольно насыщенный бронзовый цвет (например, отражаемый цвет поверхности стекла). Типичные изделия с покрытием стекло/SiN/NiCr/Ag/NiCr/SiN не обладают такой бронзовой окраской поверхности стекла наряду с заданными солнцезащитными свойствами. Например, перед тепловой обработкой, пример 1 патента США № 6605358 с набором слоев стекло/SiN/NiCrN/Ag/NiCrN/SiN характеризовался параметром а* отражаемого цвета поверхности стекла -0,96 и параметром b* отражаемого цвета поверхности стекла -7,92. Эти параметры цвета немного изменились в результате тепловой обработки. К сожалению, бронзовый отражаемый цвет поверхности стекла получен не был.

Аналогично, изделия с покрытием стекло/SiN/NiCrN_x/Ag/NiCrN_x/SiN патента США № 7166359 обладают синим, а не бронзовым отражаемым цветом поверхности стекла.

Ввиду вышесказанного следует понимать, что в данной области имеется потребность в изделии с покрытием, в котором реализовано сочетание заданных солнцезащитных свойств и искомого бронзового цвета (например, отражаемого цвета поверхности стекла).

В определенных вариантах осуществления настоящего изобретения неожиданно обнаружено, что искомый бронзовый цвет в сочетании с приемлемыми солнцезащитными свойствами может быть получен путем регулирования толщины слоя(слоев) покрытия.

В определенных вариантах осуществления настоящего изобретения, им обеспечивается покрытие с желтым b* отражаемого цвета поверхности стекла от примерно +1 до +9, более предпочтительно от примерно +1 до +7, более предпочтительно от примерно +3 до +7,5, более предпочтительно от примерно +3 до +6,5, наиболее предпочтительно от примерно +4 до +6 (до и/или после необязательной тепловой обработки) в сочетании с красным а* отражаемого цвета поверхности стекла от примерно +1 до +7, более предпочтительно от примерно +3 до +7, более предпочтительно от примерно +3 до +6, более предпочтительно от примерно +4 до +6, наиболее предпочтительно от примерно +4 до +5,5 (до и/или после необязательной тепловой обработки). Это приводит к получению бронзового отражаемого цвета поверхности стекла монолитного изделия с покрытием или стеклопакета (insulating glass unit - IGU). В определенных вариантах осуществления настоящего изобретения бронзовый/медный отражаемый цвет поверхности стекла сочетается с определенным типом пропускаемого цвета. Например, в определенных вариантах осуществления настоящего изобретения им обеспечивается такое покрытие, что монолитное изделие с покрытием или IGU обладает синим b* пропускаемого цвета от примерно -5 до -14, более предпочтительно от примерно -7 до -11, наиболее предпочтительно от примерно -8 до -10 (до и/или после необязательной тепловой обработки) в сочетании с зеленым а* пропускаемого цвета от примерно -1 до -7, более предпочтительно от примерно -2,5 до -6, наиболее предпочтительно от примерно -3 до -4,5 (до и/или после необязательной тепловой обработки). Благодаря обеспечению покрытия, которое придает поверхности стекла бронзовый отражаемый цвет наряду с приемлемыми солнцезащитными и оптическими свойствами, в определенных вариантах осуществления настоящего изобретения для IGU нет необходимости в передней стеклянной подложке бронзового цвета, поэтому могут быть использованы другие типы передней стеклянной подложки, такие как бесцветные или слегка зеленоватые, если нужно, подложки.

Также могут быть получены хорошие солнцезащитные свойства (например, довольно низкое поверхностное сопротивление и/или излучательная способность). Сочетание этих положительных качеств может быть реализовано путем уменьшения толщины нижнего диэлектрического слоя (например, по сравнению с его толщиной в патентах США № 7166359 и 6605358) в определенных вариантах осуществления настоящего изобретения, и в то же время, в некоторых примерах, возможно создание более тонкого верхнего диэлектрического слоя (например, по сравнению с его толщиной в предпочтительных вариантах осуществления патентов США № 7166359 и 6605358). В некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения диэлектрические слои могут состоять из или включать нитрид кремния. В определенных вариантах осуществления настоящего изобретения отражающий инфракрасное (ИК) излучение слой может состоять из или включать серебро. Контактные слои между отражающим ИК излучение слоем и диэлектрическими слоями могут состоять из или включать Ni и/или Cr, которые в определенных примерных вариантах осуществления изобретения могут быть нитридированы. Если нужно, в определенных примерных вариантах осуществления изобретения поверх верхнего диэлектрического слоя может находиться защитное внешнее покрытие, состоящее из или включающее оксид циркония. В качестве альтернативы, защитное внешнее покрытие может состоять из или включать оксид алюминия, нитрид алюминия и/или оксинитрид алюминия.

Изделия с покрытием, соответствующие определенным примерным вариантам осуществления настоящего изобретения могут быть использованы в контексте оконных блоков из изоляционного стекла, монолитных окон или, в других случаях, в других соответствующих вариантах применения.

В определенном не имеющем ограничительного характера варианте осуществления настоящего изобретения им обеспечивается изделие с покрытием, образованным набором слоев, включающим или, по существу, состоящим из: стекло/SiN/NiCrN_x/Ag/NiCrN_x/SiN, где нижний содержащий нитрид кремния слой обладает толщиной от примерно 10 до 29 нм, более предпочтительно примерно 16-29 нм, более предпочтительно примерно 16-28 нм, еще более предпочтительно 18-28 нм, наиболее предпочтительно примерно 19-21 нм. Верхний содержащий нитрид кремния слой может обладать толщиной примерно 26-40 нм, более предпочтительно примерно 29-39 нм, наиболее предпочтительно примерно 30-38 нм. Эти диапазоны толщины, применяемые вместе, в определенных примерных вариантах осуществления изобретения, позволяют получить заданную, в значительной степени, бронзовую окраску. Слои NiCr в различных вариантах осуществления изобретения могут быть или не быть нитридированными, хотя в определенных примерных вариантах осуществления изобретения нитридирование является предпочтительным.

В определенных примерных вариантах осуществления настоящего изобретения им обеспечивается изделие с покрытием, имеющее многослойное покрытие, нанесенное на стеклянную подложку, которое включает, по меньшей мере, следующие слои в порядке от стеклянной подложки наружу: первый слой, содержащий нитрид кремния; первый контактный слой, содержащий Ni и/или Cr; слой, отражающий ИК излучение и содержащий серебро, расположенный поверх и непосредственно контактирующий с первым контактным слоем, содержащим Ni и/или Cr; второй контактный слой, содержащий Ni и/или Cr, расположенный поверх и непосредственно контактирующий со слоем, отражающим ИК излучение; второй слой, содержащий нитрид кремния, на стеклянной подложке расположенный поверх, по меньшей мере, слоя, отражающего ИК излучение, контактных слоев и первого слоя, содержащего нитрид кремния; и где первый слой, содержащий нитрид кремния, обладает толщиной от примерно 10 до 29 нм и где изделие с покрытием обладает бронзовым отражаемым цветом поверхности стекла и характеризуется следующими параметрами отражаемого цвета поверхности стекла: а* от +1 до +7, и b* от +1 до +9.

В других примерных вариантах осуществления настоящего изобретения им обеспечивается изделие с покрытием, снабженное многослойным покрытием, нанесенным на стеклянную подложку, которое включает, по меньшей мере, следующие слои в порядке от стеклянной подложки наружу: первый слой, содержащий нитрид кремния; первый контактный слой; слой, отражающий ИК излучение, расположенный поверх и непосредственно контактирующий с первым контактным слоем; второй контактный слой, расположенный поверх и непосредственно контактирующий со слоем, отражающим ИК излучение; диэлектрический слой; где первый слой, содержащий нитрид кремния, обладает толщиной от примерно 13 до 27 нм, и где изделие с покрытием обладает бронзовым отражаемым цветом поверхности стекла.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой поперечное сечение покрытия на подложке в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 представляет собой поперечное сечение стеклопакета, включающего покрытие фиг.1, соответствующее примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Определенные варианты осуществления настоящего изобретения относятся к изделию с покрытием, включающему покрытие, нанесенное на подложку. Это покрытие может быть нанесено либо непосредственно на подложку и контактировать с ней, либо, в качестве альтернативы, может быть нанесено на подложку с другим слоем (слоями) между ними. В определенных случаях изделия с покрытием, соответствующие определенным вариантам осуществления настоящего изобретения, могут быть использованы в оконных блоках (например, в стеклопакетах или любых других соответствующих оконных блоках), они обладают заданным коэффициентом пропускания видимого излучения (T_vis), коэффициентом отражения видимого излучения поверхностью стекла (R_gY), пропускаемым цветом (а* и/или b*) и/или отражаемым цветом поверхности стекла (а* и/или b*). В определенных вариантах осуществления настоящего изобретения особенно важен бронзовый отражаемый цвет поверхности стекла, выражаемый а* и b*. В определенных примерных вариантах осуществления изобретения им обеспечивается покрытие, которое обладает желтым b* отражаемого цвета поверхности стекла от примерно +1 до +9, более предпочтительно от примерно +1 до +7, более предпочтительно от примерно +3 до +7,5, более предпочтительно от примерно +3 до +6,5, наиболее предпочтительно от примерно +4 до +6 (до и/или после необязательной тепловой обработки) в сочетании с красным а* отражаемого цвета поверхности стекла от примерно +1 до +7, более предпочтительно от примерно +3 до +7, более предпочтительно от примерно +3 до +6, более предпочтительно от примерно +4 до +6, наиболее предпочтительно от примерно +4 до +5,5 (до и/или после необязательной тепловой обработки). Это сочетание желтого и красного приводит к получению бронзового отражаемого цвета поверхности стекла монолитного изделия с покрытием или стеклопакета. В определенных примерных вариантах осуществления изобретения, бронзовый/медный отражаемый цвет поверхности стекла сочетается с определенным типом пропускаемого цвета. Например, в определенных примерных вариантах осуществления изобретения, им обеспечивается такое покрытие, что монолитное изделие с покрытием или стеклопакет обладает синим b* пропускаемого цвета от примерно -5 до -14, более предпочтительно от примерно -7 до -11, наиболее предпочтительно от примерно -8 до -10 (до и/или после необязательной тепловой обработки) в сочетании с зеленым а* пропускаемого цвета от примерно -1 до -7, более предпочтительно от примерно -2,5 до -6, наиболее предпочтительно от примерно -3 до -4,5 (до и/или после необязательной тепловой обработки). Таким образом, изделие с покрытием (например, монолитный оконный блок или стеклопакет) с внешней стороны здания имеет бронзовый цвет (отражаемый цвет поверхности стекла), но не выглядит бронзовым для человека, смотрящего в окно изнутри здания (пропускаемый цвет). Благодаря такому пропускаемому цвету небо, покрытое сплошной облачностью, изнутри здания выглядит синим или голубоватым, что в определенных случаях желательно.

Благодаря обеспечению покрытия, которое создает бронзовый отражаемый цвет поверхности стекла и одновременно обладает приемлемыми солнцезащитными свойствами, в определенных примерных вариантах осуществления изобретения устраняется необходимость в наличии передней стеклянной подложки бронзового цвета, поэтому могут быть использованы другие типы передних стеклянных подложек 1, такие как бесцветные или слегка зеленоватые, если нужно, подложки.

На фиг.1 показано покрытие 3, соответствующее одному из примерных вариантов осуществления настоящего изобретения, нанесенное на стеклянную подложку 1. Подложка 1, предпочтительно, представляет собой стекло, такое как известково-натриевое стекло, боросиликатное стекло и т.п. Что касается цвета стекла, подложка 1 может быть бесцветной, зеленой, бронзовой, сине-зеленой, серой или иметь любой другой подходящий цвет в различных вариантах осуществления настоящего изобретения и, предпочтительно, имеет толщину от примерно 1,0 до 10,0 мм, более предпочтительно от примерно 4,0 до 10 мм (например, от 6 до 88 мм).

Покрытие 3, показанное на фиг.1, включает, в порядке от стеклянной подложки 1 наружу, слой 5, содержащий нитрид кремния, нижний контактный слой 7, слой 9, отражающий ИК излучение, верхний контактный слой 11 и верхний диэлектрический слой 13. Каждый из «контактных» слоев 7 и 11 контактирует со слоем 9, отражающим ИК излучение. Слой 9, отражающий ИК излучение, предпочтительно, является металлическим или, преимущественно, металлическим и электропроводным и может быть изготовлен или содержит серебро (Ag), золото, их сплавы или другой пригодный материал, отражающий ИК излучение. Однако металлическое или, по существу, металлическое Ag, в определенных примерных, не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящего изобретения является исключительным материалом для изготовления слоя 9, отражающего ИК излучение. Слой, отражающий ИК излучение, придает покрытию 3 приемлемые солнцезащитные свойства, такие как довольно низкое поверхностное сопротивление и/или излучательная способность. Например, может быть достигнута величина g (DIN EN 410) примерно 0,29 плюс/минус 0,03 и излучательная способность около 0,03 плюс/минус 0,01. Кроме того, в определенных примерных вариантах осуществления изобретения для монолитных оконных блоков и/или стеклопакетов может быть получено сочетание отражения > 20% и пропускания > 35%. В определенных примерных вариантах осуществления изобретения имеется только один слой, отражающий ИК излучение, состоящий из или основанный на Ag, Au и т.п. Хотя слои 5 и 13, предпочтительно, в определенных примерных вариантах осуществления изобретения состоят из или включают нитрид кремния и/или оксинитрид кремния, вместо них, в определенных альтернативных вариантах осуществления изобретения могут быть использованы другие диэлектрические материалы.

В определенных примерных вариантах осуществления изобретения один из или оба контактных слоя 7 и 11 могут состоять из или включать Ni и/или Cr. В определенных примерных вариантах осуществления изобретения, один или оба контактных слоя 7, 11 состоят из или включают никель (Ni), хром (Cr) или сплав никеля с хромом (NiCr) в различных вариантах осуществления настоящего изобретения. В определенных примерных вариантах осуществления настоящего изобретения Ni, Cr или NiCr могут быть нитридированы (например, NiCrN_x), что благоприятно с точки зрения повышения оптической стабильности покрытия во время тепловой обработки, такой как термическая закалка. Тепловая обработка, такая как закалка, в определенных вариантах осуществления изобретения является необязательной. Таким образом, следует понимать, что в определенных примерных вариантах осуществления изобретения один или оба контактных слоя 7 и 11 могут содержать оксид никеля, хром/оксид хрома, оксид никелевого сплава, такой как оксид никеля/хрома (NiCrO_x), нитрид никелевого сплава, такой как нитрид никеля/хрома (NiCrN_x), или оксинитрид никелевого сплава, такой как оксинитрид никеля/хрома (NiCrO_xN_y), в определенных примерных вариантах осуществления настоящего изобретения. Когда один или оба контактных слоя 7 и 11 содержат NiCr или NiCrN_x, в определенных вариантах осуществления изобретения, Ni и Cr могут присутствовать в различных количествах, например, как в форме нихрома, около 80-90% вес. Ni и 10-20% вес. Cr. В других вариантах осуществления изобретения мишени ионного распыления, используемые для напыления слоя 7 и/или 11, могут состоять из 50/50 Ni/Cr, 60/40 Ni/Cr, 70/30 Ni/Cr или любого другого весового отношения. Примерная мишень ионного распыления, предназначенная для осаждения этих слоев, содержит не только SS-316, который состоит, по существу, из 10% Ni и 90% других компонентов, главным образом, Fe и Cr, но также, потенциально, и сплав Haynes 214 (см., например, патент США № 5688585). Если нужно, один или оба контактных слоя 7 и/или 11 в различных вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть дифференцированы по окисленности и/или содержанию азота, чтобы по содержанию металла приблизить их к слою, отражающему ИК излучение, и уменьшить отличие от слоя 9, отражающего ИК излучение. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения контактные слои 7 и 11 могут быть или не быть непрерывными, в зависимости от их соответствующей толщины.

Один или оба диэлектрических слоя 5 и 13 могут состоять из или включать нитрид кремния (например, стехиометрическую Si₃N₄ или любую другую нестехиометрическую форму нитрида кремния) в определенных вариантах осуществления настоящего изобретения. В определенных примерных вариантах осуществления настоящего изобретения нитрид кремния может быть легирован Al, бором, нержавеющей сталью и т.п. Слои 5 и/или 13 в некоторых случаях могут содержать небольшое количество кислорода. В определенных примерных вариантах осуществления настоящего изобретения один или оба диэлектрических слоя 5, 13 могут состоять из или включать оксинитрид кремния, оксид кремния или любой другой пригодный диэлектрический материал. Необязательно, в определенных вариантах осуществления настоящего изобретения, другие слои могут находиться на подложке 1 поверх диэлектрического слоя 13 или под слоем 5 или, в определенных примерах, быть расположены иначе. В определенных примерных вариантах осуществления изобретения диэлектрический слой 5 может содержать обогащенную кремнием (Si-обогащенную) форму нитрида кремния (то есть Si_xN_y, где х/у может составлять от примерно 0,76 до 2,0, более предпочтительно от примерно 0,80 до 1,5, наиболее предпочтительно от примерно 0,80 до 1,3). Делая состав содержащего нитрид кремния слоя 5 нестехиометрическим путем увеличения содержания Si, достигают увеличения коэффициента преломления «n» и коэффициента ослабления «к» этого слоя (например, в диапазоне 350-550 нм). В частности, в определенных примерных вариантах осуществления настоящего изобретения путем увеличения содержания Si в содержащем нитрид кремния слое 5 (то есть превращения его в Si-обогащенный) достигают величины коэффициента преломления «n» этого слоя (при 550 нм) от 2,15 до 2,6, более предпочтительно от 2,2 до 2,5, наиболее предпочтительно от 2,35 до 2,45 (сравни с коэффициентом преломления «n», равным 2,05 в случае стехиометрического Si₃N₄). Как указано выше, делая состав слоя 5 Si-обогащенным, достигают увеличения и «n», и «к»; однако следует проявить осторожность в отношении того, чтобы величина «к» не стала слишком большой. В частности, если «к» становится слишком большой (например, больше 0,07), в некоторых случаях может появиться нежелательный коричневый цвет. Таким образом, иногда желательно, чтобы содержащий нитрид кремния слой 5 не был слишком Si-обогащенным. В определенных вариантах осуществления настоящего изобретения содержание Si в содержащем нитрид кремния слое 5 увеличено (до нестехиометрического соотношения) до такой степени, что коэффициент ослабления «к» этого слоя (при 550 нм) составляет от 0 до 0,07, более предпочтительно от 0 до 0,06, еще более предпочтительно от 0 до 0,05, наиболее предпочтительно от 0,0001 до 0,05. Необязательно, в определенных примерных вариантах осуществления настоящего изобретения слой, состоящий из или содержащий оксид циркония (например, ZrO_x), может быть помещен поверх верхнего диэлектрического слоя 13 на основе нитрида кремния. Таким образом, слой 13 из нитрида кремния в определенных примерных вариантах осуществления изобретения может быть самым верхним слоем покрытия, тогда как в других примерных вариантах осуществления изобретения самым верхним слоем покрытия может быть слой на основе оксида циркония (не показан). Также может быть предусмотрено наличие других слоев.

В определенных примерных вариантах осуществления настоящего изобретения покрытие 3 может включать, по меньшей мере, перечисленные ниже слои, в порядке от стеклянной подложки наружу (примерная толщина указана в нм).

Таблица 1 Примерное покрытие Слой Предпочтительный диапазон (нм) Более предпочтительный диапазон (нм) Наиболее предпочтительный диапазон (нм) Стеклянная подложка (1-10 мм) SiN (5) 10-29 нм 16-29 нм 18-28 нм NiCr или NiCrN_x (7) 1-10 нм 1-8 нм 1,5-4 нм Ag (9) 10-16 нм 11-15 нм 12-14 нм NiCr или NiCrN_x (11) 1-10 нм 1-8 нм 2-6 нм SiN (13) 26-40 нм 29-39 нм 30-38 нм ZrO₂
(не показан) 1-6 нм 3-5 нм 3,5-4,5 нм

Примерные величины толщины для соответствующих слоев в порядке от стекла наружу составляют 20 нм, 2 нм, 13 нм, 4 нм, 32 нм и 4 нм соответственно. Таким образом, нижний слой 5 на основе нитрида кремния, по существу, более тонкий, чем верхний слой 13 на основе нитрида кремния (например, по меньшей мере, на примерно 5 нм, более предпочтительно, по меньшей мере, на примерно 8 нм, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, на примерно 10 нм). Кроме того, нижний слой 7 на основе NiCr или NiCrN_x является значительно более тонким, чем верхний слой 11 на основе NiCr или NiCrN_x (например, по меньшей мере, на примерно 0,5 нм, более предпочтительно, по меньшей мере, на примерно от 1,0 до 1,5 нм). Сочетание заданных положительных качеств (например, бронзовый отражаемый цвет поверхности стекла и небронзовый цвет при наблюдении изнутри здания, в котором установлено окно с такими стеклами) может быть реализовано благодаря указанной выше толщине соответствующих слоев. Например, меньшая толщина нижнего диэлектрического слоя 5 (например, по сравнению с его толщиной в патентах США №№ 7166359 и 6605358) в определенных примерных вариантах осуществления настоящего изобретения и, кроме того, в определенных случаях меньшая толщина верхнего диэлектрического слоя 13 (например, по сравнению с его толщиной в предпочтительных вариантах осуществления в патентах США №№ 7166359 и 6605358). Создание верхнего слоя 13 на основе нитрида кремния с большей толщиной, чем у нижнего слоя 5 на основе нитрида кремния, в этом отношении существенно и позволяет достичь заданных положительных качеств.

В определенных примерных вариантах осуществления изобретения возможно получение бронзового отражаемого цвета поверхности стекла при большей толщине первого слоя 5 на основе нитрида кремния. В таких примерных вариантах осуществления изобретения толщина слоя 5 может составлять примерно 10-38 нм, более предпочтительно примерно 16-35 или 18-28 нм.

Было обнаружено, что в указанных выше вариантах осуществления изобретения уменьшенная толщина нижнего слоя 5, содержащего нитрид кремния, особенно полезна для достижения заданного бронзового/медного отражаемого цвета поверхности стекла изделия с покрытием, тогда как толщина других слоев соответствует задаче получения заданных солнцезащитных свойств. В определенных примерных вариантах осуществления настоящего изобретения, отношение толщина слоя (5)/толщина слоя (13) составляет от примерно 0,45 до 0,90, более предпочтительно от примерно 0,5 до 0,8, наиболее предпочтительно от примерно 0,55 до 0,68. В сочетании применяемые указанные выше толщины позволяют одновременно получить заданный бронзовый отражаемый цвет поверхности стекла и приемлемые солнцезащитные и оптические свойства изделия с покрытием до и/или после тепловой обработки.

В примерных не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления изобретения нижний содержащий нитрид кремния слой 5 имеет толщину около 20 нм, нижний содержащий NiCr контактный слой 7 имеет толщину около 2 нм, отражающий ИК излучение слой 9 на основе Ag имеет толщину около 13 нм, верхний содержащий NiCr контактный слой 11 имеет толщину около 4 нм, верхний содержащий нитрид кремния слой 13 имеет толщину около 32 нм, необязательный слой внешнего покрытия из оксида циркония имеет толщину около 4 нм. Это величины физической толщины.

На фиг.2 показана часть стеклопакета, включающего покрытие 3 фиг.1. Как показано на фиг.2, подложку 1 с покрытием, предпочтительно, соединяют (в определенных случаях, после тепловой обработки) с другой подложкой (стеклянной или пластиковой) 20 через, по меньшей мере, один разделитель и/или уплотнитель 22 так, чтобы получить стеклопакет. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения из пространства или зазора 24 между противостоящими подложками может быть или не быть откачан воздух до давления ниже атмосферного. Кроме того, пространство или зазор 24 между подложками может быть или не быть заполнено газом (например, Ar) в различных вариантах осуществления настоящего изобретения.

Тепловая обработка (например, термическая закалка) является необязательной. В определенных примерных вариантах осуществления изобретения изделие с покрытием может быть подвергнуто тепловой обработке, которая часто сопряжена с нагреванием подложки с покрытием до температуры от 500°С до 800°С (более предпочтительно от примерно 580°С до 750°С) на достаточный период времени, например от 1 до 15 минут, с целью достижения заданного результата, например термической закалки, изгибания и/или термического упрочнения.

В определенных примерных вариантах осуществления настоящего изобретения изделия с покрытием в монолитной форме (то есть не в форме стеклопакета) обладают следующими оптическими свойствами, измеренными для освещенности С, угол наблюдения 2 градуса. Отметим, что приведенные ниже параметры а*, b* и другие свойства даны для монолитного изделия с покрытием до и/или после тепловой обработки (ТО).

Таблица 2 Примерные свойства (для монолита) (до/после ТО) Свойство Обычно Более предпочтительно Наиболее предпочтительно T_vis (или TY) (пропускаемый) 35-49% 38-47% 40-45% a*_t от -1,0 до -7,0 от -2,5 до -6 от -3,0 до -4,5 b*_t от -5,0 до -14,0 от -7 до -11 от -8 до -10 R_gY (поверхности стекла) 20-28% 21-27% 22-26% a*_g от +1 до +7 от +3 до +6 от +4 до +5,5 b*_g от +1 до +9 от +3 до +7,5 от +4 до +6 R_fY (поверхности пленки) 9-16% 10,5-15% 11-14% a*_f от +6 до +19 от +10 до +16 от +12 до +15 b*_f от +18 до +39 от +20 до +35 от +22 до +33 Поверхностное сопротивление до ТО <=5 Ом/кв. <=4 или 3,5 Ом/кв. <=3 Ω/кв. Поверхностное сопротивление после ТО <=4 Ом/кв. <=3,5 Ом/кв. <=3 Ω/кв.

Очевидно, что при таком желтом b* отражаемого цвета поверхности стекла в сочетании с красным а* отражаемого цвета поверхности стекла достигается заданный бронзовый отражаемый цвет поверхности стекла и, одновременно, заданные параметры пропускаемого цвета (например, зеленый а* пропускаемого цвета и синий b* пропускаемого цвета) и солнцезащитные свойства. Как описано выше, это было неожиданно достигнуто путем регулирования толщины слоя (слоев) изделия с покрытием в соответствии с определенными примерными вариантами осуществления настоящего изобретения.

В определенных примерных вариантах осуществления настоящего изобретения монолитное изделие с покрытием может быть использовано в стеклопакете, как показано, например, на фиг.2 настоящей заявки. В таких вариантах осуществления изоляционного стекла стеклопакет может обладать коэффициентом пропускания видимого излучения от примерно 35 до 50%, более предпочтительно от примерно 36 до 45%, наиболее предпочтительно от примерно 38 до 43%. В стеклопакете достигается такой же достаточный бронзовый отражаемый цвет поверхности стекла и другие величины параметров а* и b*, указанные выше.

ПРИМЕРЫ

Описываемый далее пример изделия с покрытием был изготовлен в соответствии с определенными вариантами осуществления настоящего изобретения. Для этого примера показанное на фиг.1 покрытие было нанесено методом напыления на стеклянную подложку толщиной 6 мм и содержало следующий набор слоев в порядке от стеклянной подложки наружу (слои нитрида кремния легированы примерно 2% Al):

Слой Толщина (нм) Стеклянная подложка (6 мм) SiN (5) 20 нм NiCrN (7) 2 нм Ag (9) 13 нм NiCrN (11) 4 нм SiN (13) 32 нм ZrO₂ 4 нм

После нанесения покрытия без какой-либо закалки при измерении, как для монолита, изделие с покрытием этого примера обладало следующими свойствами.

Пример 1 (монолит; до ТО)

Свойство Пример 1 T_vis (или TY) (пропускаемый) 43,1% a*_t -3,9 b*_t -9,2 R_gY (поверхности стекла) 23,4% a*_g 4,7 b*_g 5,6 R_fY (поверхности пленки) 13,4% a*_f 13,2 b*_f 25,6

Затем изделие с покрытием данного примера было подвергнуто тепловой обработке (ТО) с целью термической закалки. После этой тепловой обработки изделие с покрытием обладало следующими свойствами.

Пример 1 (монолит; после ТО)

Свойство Пример 1 T_vis (или TY) (пропускаемый) 43,7% a*_t -3,6 b*_t -9,1 R_gY (поверхности стекла) 24,8% a*_g 4,6 b*_g 5,7 R_fY (поверхности пленки) 11,1% a*_f 14,2 b*_f 29,3 Поверхностное сопротивление (R_s) 2,8 Ом/кв. Излучательная способность (нормальная) 3,2%

Затем изделие с покрытием данного примера было установлено в стеклопакет, как показано на фиг.2, так, что энергосберегающее покрытие оказалось на поверхности № 2 стеклопакета. Другая стеклянная подложка данного стеклопакета имела толщину около 4 мм и была бесцветной, зазор между стеклянными подложками был заполнен Ar. Далее коэффициент отражения характеризует отражения снаружи стеклопакета.

Пример 1 (стеклопакет; после ТО)

Свойство Пример 1 T_vis (или TY) (пропускаемый) 40,0% a*_t -3,6 b*_t -8,3 R_gY (поверхности стекла) 26,4% a*_g 4,1 b*_g 4,2 R_fY (пленка/внутри) 17,5% a*_f 8,8 b*_f 14,8 Величина g (%) (Евросоюз) 29,0 SHGC (%) (США) 26,7%

Хотя настоящее изобретение описано в связи с тем, что на настоящий момент считается наиболее практичным и предпочтительным вариантом его осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничивается раскрытым вариантом осуществления, напротив, подразумевается, что оно охватывает различные модификации и эквивалентные структуры, входящие в рамки существа и объема прилагаемой формулы изобретения. Например, и без попыток ограничения, другой слой (слои) могут быть добавлены в это покрытие (например, между слоем 5 и стеклянной подложкой или между любыми другими слоями этого покрытия или даже поверх диэлектрического слоя, показанного на фигурах).

Изобретение относится к оконному блоку из изоляционного стекла. Изделие с покрытием включает один отражающий ИК излучение слой, первый и второй слои, содержащие нитрид кремния, причем отношение толщины первого слоя к толщине второго слоя составляет 0,45-0,90. Изделие имеет бронзовый отражаемый цвет поверхности стекла в сочетании с заданными солнцезащитными свойствами и/или параметрами пропускания. Изделие с покрытием спроектировано так, что отражаемый цвет поверхности стекла характеризуется определенными параметрами: красным а* и желтым b*. Техническим результатом изобретения является обеспечение сочетания заданных солнцезащитных свойств и бронзового цвета, отражаемого поверхностью стекла. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 1 пр., 2 ил., 2 табл.

1. Изделие с покрытием, включающее многослойное покрытие, нанесенное на стеклянную подложку, где покрытие включает, по меньшей мере, следующие слои в порядке от стеклянной подложки наружу:
первый слой, содержащий нитрид кремния;
первый контактный слой, содержащий Ni и/или Cr;
слой, отражающий инфракрасное (ИК) излучение, содержащий серебро, расположенный поверх и непосредственно контактирующий с первым контактным слоем, содержащим Ni и/или Cr;
второй контактный слой, содержащий Ni и/или Cr, расположенный поверх и непосредственно контактирующий со слоем, отражающим ИК излучение;
второй слой, содержащий нитрид кремния, на стеклянной подложке расположенный поверх, по меньшей мере, слоя, отражающего ИК излучение, контактных слоев и первого слоя, содержащего нитрид кремния;
причем покрытие включает только один слой на основе Ag, являющийся слоем, отражающим ИК излучение,
первый слой, содержащий нитрид кремния, обладает толщиной от примерно 10 до 29 нм, и где изделие с покрытием обладает бронзовым отражаемым цветом поверхности стекла и характеризуется следующими параметрами отражаемого цвета поверхности стекла: а* от +1 до +7, и b* от +1 до +9, и
второй слой, содержащий нитрид кремния, толще, чем первый слой, содержащий нитрид кремния, и отношение толщины первого слоя, содержащего нитрид кремния, к толщине второго слоя, содержащего нитрид кремния, составляет от примерно 0,45 до 0,90.

2. Изделие с покрытием по п. 1, в котором толщина первого слоя, содержащего нитрид кремния, составляет от примерно 13 до 27 нм, причем изделие с покрытием характеризуется следующими параметрами отражаемого цвета поверхности стекла: а* от +3 до +6, и b* от +3 до +7,5.

3. Изделие с покрытием по п. 1, в котором толщина первого слоя, содержащего нитрид кремния, составляет от примерно 16 до 24 нм, причем изделие с покрытием характеризуется следующими параметрами отражаемого цвета поверхности стекла: а* от +4 до +5,5, и b* от +4 до +6.

4. Изделие с покрытием по п. 1, в котором толщина второго слоя, содержащего нитрид кремния, составляет примерно 29-39 нм, причем изделие с покрытием характеризуется поверхностным сопротивлением не более примерно 5 Ом/кв. и коэффициентом пропускания видимого излучения примерно 35-49%.

5. Изделие с покрытием по п. 1, имеющее поверхностное сопротивление не более примерно 3 Ом/кв. и коэффициент пропускания видимого излучения примерно 38-47%.

6. Стеклопакет, включающий изделие с покрытием по п. 1, соединенное с другой стеклянной подложкой.

7. Изделие с покрытием по п. 1, в котором, по меньшей мере, один из контактных слоев - первый и/или второй - содержит NiCr.

8. Изделие с покрытием по п. 1, в котором каждый из контактных слоев - первый и второй - содержит NiCr.

9. Изделие с покрытием по п. 1, в котором один или оба контактных слоя - первый и второй - содержат NiCr, причем изделие с покрытием подвергнуто термической закалке.

10. Изделие с покрытием по п. 1, в котором первый слой, содержащий нитрид кремния, непосредственно контактирует со стеклянной подложкой.

11. Изделие с покрытием по п. 1, в котором слой, содержащий один или более из следующих компонентов: оксид циркония, оксид алюминия, нитрид алюминия или оксинитрид алюминия, находится на стеклянной подложке поверх второго слоя, содержащего нитрид кремния.

12. Изделие с покрытием по п. 1, в котором каждый из слоев - первый и второй - содержащих нитрид кремния, дополнительно содержит алюминий.

13. Изделие с покрытием по п. 1, в котором покрытие состоит, по существу, из указанных слоев и, необязательно, может включать внешнее защитное покрытие.

14. Изделие с покрытием по п. 1, в котором отношение толщины первого слоя, содержащего нитрид кремния, к толщине второго слоя, содержащего нитрид кремния, составляет от примерно 0,5 до 0,8, более предпочтительно от примерно 0,55 до 0,68.

15. Изделие с покрытием по п. 1, характеризующееся зеленым а* пропускаемого цвета и синим b* пропускаемого цвета.

16. Изделие с покрытием по п. 1, в котором стеклянная подложка имеет не бронзовый цвет и может быть, по существу, бесцветной или зеленой.

17. Изделие с покрытием, включающее многослойное покрытие, нанесенное на стеклянную подложку, где покрытие включает, по меньшей мере, следующие слои в порядке от стеклянной подложки наружу:
первый слой, содержащий нитрид кремния;
первый контактный слой;
слой, отражающий ИК излучение, содержащий серебро, расположенный поверх и непосредственно контактирующий с первым контактным слоем;
второй контактный слой, расположенный поверх и непосредственно контактирующий со слоем, отражающим ИК излучение;
диэлектрический слой;
причем покрытие включает только один слой на основе Ag, являющийся слоем, отражающим ИК излучение, и
изделие с покрытием обладает бронзовым отражаемым цветом поверхности стекла, характеризуется зеленым а* пропускаемого цвета и/или синим b* пропускаемого цвета.

18. Изделие с покрытием по п. 17, характеризующееся зеленым а* пропускаемого цвета и синим b* пропускаемого цвета.

19. Изделие с покрытием по п. 17, в котором диэлектрический слой содержит нитрид кремния, и изделие с покрытием характеризуется следующими параметрами отражаемого цвета поверхности стекла: а* от +3 до +6, b* от +3 до +7,5.

20. Изделие с покрытием по п. 17, в котором толщина первого слоя, содержащего нитрид кремния, составляет примерно 10-38 нм.