ИЗДЕЛИЕ С СЕРЫМ ТЕРМООБРАБАТЫВАЕМЫМ ПОКРЫТИЕМ, ИМЕЮЩЕЕ НИЗКОЕ ЗНАЧЕНИЕ СОЛНЕЧНОГО ФАКТОРА

[0001] Данное изобретение относится к изделиям с покрытием, которые включают в себя два или более функциональных слоев, отражающих инфракрасный (ИК) свет, расположенных, по меньшей мере, между диэлектрическими слоями, и/или способ их получения. Покрытие может быть разработано таким образом, что изделие с покрытием имеет серую окраску отражающего слоя стекла в сочетании с низким солнечным фактором (SF) и/или низким коэффициентом теплопритока от солнечной радиации (SHGC). Такие изделия с покрытием могут быть использованы для одинарных окон, термоизоляционных стеклопакетов (IG) оконных блоков, ламинированных окон, и/или других подходящих способов применения, и могут быть, при необходимости, в некоторых случаях подвержены термообработке (например, термической закалке).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Солнцезащитное покрытие, включающее пакет слоев стекла Si₃N₄/NiCr/Si₃N₄, известно в данной области техники, где металлический слой NiCr, является слоем покрытия, отражающим инфракрасный свет (ИК). В некоторых случаях слой NiCr может быть азотирован. Например, см. патент США № 6,926,967, который включен в настоящий документ путем ссылки. См. также патент США № 5,688,585.

[0003] К сожалению, хотя такие пакеты слоев с NiCr ИК-отражающим слоем обеспечивают эффективное регулирование инсоляции и, в целом, являются хорошими покрытиями, они обладают недостатком с точки зрения возможности достижения при необходимости более широкой палитры доступных цветов. Например, если при таком многослойном покрытии требуется получить голубовато-зеленый оттенок, данный способ требует значительно увеличить толщину нижнего диэлектрического слоя, что, к сожалению, приводит к нежелательным эффектам интерференции в данном конкретном покрытии.

[0004] Иногда требуется окрашивание стекла в серый (в том числе черный) цвет для одинарных окон, для термоизоляционных стеклопакетов (IG) оконных блоков, и/или для других подходящих способов применения. Желательно, чтобы окрашивание в серый (в том числе черный) цвет (например, при отражении со стороны стекла или с внешней стороны), измеренное в одинарных окнах, и/или в (IG) оконных блоках, можно было охарактеризовать следующими показателями: значения а* от -3,0 до +5,0, более предпочтительно от -2,0 до +4,0, и наиболее предпочтительно от -1,0 до +3,0; в комбинации со значением b* от -10,0 до +2,0, более предпочтительно от -1,0 до -9,0 и наиболее предпочтительно от -4,0 до -8,0; в сочетании с соотношением L* отражающая поверхность/внешняя поверхность стекла от 20 до 42, более желательно от 23 до 35, и наиболее предпочтительно, от 25 до 33, в сочетании с пропусканием в видимой части спектра (TY или T_vis) не более 16%.

[0005] Низкий солнечный фактор (SF) и коэффициент теплопритока от солнечной радиации (SHGC) также желательны в некоторых областях применения, особенно в теплых климатических условиях. Солнечный фактор (SF), рассчитанный в соответствии со стандартом EN 410, определяется как соотношение между полной энергией, поступающей в помещение или т.п. через остекление и падающей солнечной энергией. Таким образом, следует понимать, что более низкие значения SF являются показателем хорошей солнечной защиты от нежелательного нагрева помещений или т.п., защищенных окнами/остеклением. Низкое значение SF является показателем изделия с покрытием (например, IG оконного блока), которое способно держать помещение довольно прохладным в летние месяцы при жарких погодных условий. Таким образом, низкие значения SF иногда желательны в условиях высоких температур. В то время как низкие значения SF иногда желательны для изделий с покрытием, таких как оконные блоки IG, достижение более низких значений SF может происходить за счет ухудшения окраски. Часто бывает необходимо, хотя и трудно, достигнуть сочетания приемлемого пропускания видимого света, требуемого окрашивания отражающей поверхности стекла, а также низкого значения SF для изделий с покрытием, таких как оконный блок IG или тому подобное. Значения SF (G-фактор; EN 410-673 2011) и SHGC (NFRC-2001) рассчитываются исходя из полного спектра (Т, Rg и Rf) и, как правило, измеряются с помощью спектрофотометра, такого как Perkin Elmer 1050. Измерения SF сделаны на одинарном стекле с покрытием, а также могут быть использованы их расчетные значения для одинарных, IC и ламинированных способов применения.

[0006] Патентный документ США 2012/0177899 раскрывает несколько различных покрытий. Примеры 1, 4 и 5 на странице четыре патента США '899 в [0026] описывают стекло /SiN/NiCrNx/SiN/NiCrNx/SiN. Тем не менее, эти примеры имеют нежелательное зеленое или бронзовое окрашивание отражающей поверхности стекла. К сожалению, все примеры в патенте США '899 страдают нежелательно высокими значениями SF и SHGC, а также высокой отражательной способности стекла в видимом спектре, более чем 20%.

[0007] В патенте США № 8286395, в столбцах 5-7, раскрываются многочисленные примеры, включая примеры стекла /SiN/NbN/SiN/NbN/SiN. К сожалению, в примерах патента США '395 не удается достичь желаемого серого цвета отражающей поверхности стекла, как определено выше. Например, во всех примерах в патенте США '395 имеется пропускание видимого света, по меньшей мере, 20%. Кроме того, в патенте США 395" ничего не говорится о значениях SF и SHGC, а также значениях L*. Следует отметить, что цвет отражающей поверхности стекла является существенным, когда оконный блок IG снабжен покрытием на поверхности два, поскольку цвет отражающей поверхности стекла является цветом, видным с внешней стороны здания, в котором установлено окно.

[0008] Было бы желательно, чтобы серое окрашивание отражающей поверхности стекла могло быть достигнуто в сочетании с низким значением (значениями) SF и/или SHGC. Следует обратить внимание, что типичный обычный оконный блок IG с двумя стеклами имеет значение SHGC около 0,70.

[0009] В некоторых примерах способов осуществления настоящего изобретения неожиданно было обнаружено, что при нанесении двух или большего числа ИК-отражающих слоев (например, состоящих из или включающих в себя NbZr и/или NbZrN_x) между соответствующими диэлектрическими слоями, при определенных параметрах толщины, может быть достигнуто желательное серое окрашивание отражающей поверхности стекла в сочетании с низким значением (значениями) SF и/или SHGC. При необходимости, эти желательные характеристики могут быть достигнуты в сочетании со способностью к термообработке и/или низким отражением видимого света, улучшенного контроля цвета и/или, при необходимости, диапазонов цвета, низких значениях SF, что позволяет держать помещения в прохладе в жарком климате, а также, при необходимости, обеспечивает хорошую температурную стабильность (низкие значения ΔE*).

[0010] В целом, некоторые примеры способов осуществления по настоящему изобретению выполняют одно или несколько из вышеперечисленных требований путем получения изделия с покрытием, имеющим серое окрашивание отражающей поверхности стекла и включающим систему слоев, нанесенных на стеклянную подложку, при том система слоев содержит: первый азотсодержащий диэлектрический слой; первый ИК-отражающий слой на стеклянной подложке поверх, по меньшей мере, первого диэлектрического слоя; второй азотсодержащий диэлектрический слой на стеклянной подложке поверх, по меньшей мере, первого диэлектрического слоя и первого ИК-отражающего слоя; второй ИК-отражающий слой на стеклянной подложке поверх, по меньшей мере, второго диэлектрического слоя; третий азотсодержащий диэлектрический слой на стеклянной подложке поверх, по меньшей мере, второго ИК-отражающего слоя; в котором каждый из первого и второго ИК-отражающих слоев содержит один или более из следующих компонентов: NbZr, NbZrN_x, NiCr, NiCrN_x, NiCrMo, NiCrMoN_x, NbCr, NbCrN_x, Nb и NbN_x; и где изделие с покрытием имеет: серую окраску при отражении со стороны стекла наружу, имеющее значение а* при отражении при отражении со стороны стекла наружу в диапазоне от -3,0 до +5,0, значение b* при отражении со стороны стекла наружу в диапазоне от -10,0 до +2,0, значение L* при отражении со стороны стекла наружу в диапазоне от 20 до 42, и пропускание видимого света не более 16%, причем значение солнечного фактора (SF), измеренное на одинарном стекле, имеет величину не более 0,33 и значение коэффициента теплопритока от солнечной радиации (SHGC) не более чем 0,39, и/или (II) имеет значение SF, измеренное на термоизоляционном стеклопакете (IG) оконного блока, имеющем две стеклянные подложки, не более 0,23 и значение SHGC не более 0,27. [0011] Некоторые примеры способов осуществления по настоящему изобретению выполняют одно или несколько из вышеперечисленных требований путем получения изделия с покрытием, имеющим серую окраску отражающей поверхности стекла и включающее систему слоев, нанесенных на стеклянную подложку, при этом система слоев содержит: первый диэлектрический слой, содержащий нитрид кремния, первый ИК-отражающий слой, содержащий NbZr, на стеклянной подложке поверх, по меньшей мере, первого диэлектрического слоя, содержащего нитрид кремния; второй диэлектрический слой, содержащий нитрид кремния, на стеклянной подложке поверх, по меньшей мере, второго диэлектрического слоя, содержащего нитрид кремния, и первого ИК-отражающего слоя, содержащего NbZr; второй ИК-отражающий слой, содержащий NbZr на стеклянной подложке, поверх, по меньшей мере, первого диэлектрического слоя, содержащего нитрид кремния; третий диэлектрический слой на стеклянной подложке, содержащий нитрид кремния, поверх, по меньшей мере, второго ИК-отражающего слоя, содержащего NbZr, причем изделие с покрытием имеет: серую окраску при отражении со стороны стекла наружу, имеющее значение а* при отражении при отражении со стороны стекла наружу в диапазоне от -3,0 до +5,0, значение b* при отражении со стороны стекла наружу в диапазоне от -10,0 до +2,0, значение L* при отражении со стороны стекла наружу в диапазоне от 20 до 42, и пропускание видимого света не более 16%, в котором: (I) значение солнечного фактора (SF) измеренное на одинарном стекле, имеет величину не более 0,33 и значение коэффициента теплопритока от солнечной радиации (SHGC) не более чем 0,39, и/или (II) имеет значение SF, измеренное на термоизоляционном стеклопакете (IG) оконного блока, имеющем две стеклянные подложки, не более 0,23 и значение SHGC не более 0,27.

[0012] Таким образом, изобретение включает в себя монолитные одинарные оконные блоки, IG оконные блоки, ламинированные оконные блоки и любые другие изделия, включающие стеклянные подложки, имеющие покрытие, как заявлено в настоящем документе. Следует отметить, что одинарные измерения могут быть проведены путем удаления одной подложки с покрытием с оконного блока IG и/или с ламинированного оконного блока, с последующим выполнением одинарных измерений. Следует также отметить, что для одного и того же покрытия значения SF и SHGC будут значительно выше для одинарного оконного блока, чем для оконного стеклопакета.

[0013] В некоторых примерах способов осуществления по настоящему изобретению, термообработанные (HT) изделия с покрытием имеют значение отражения со стороны стекла ΔE* из-за термической обработки (например, тепловой закалки) не более чем 4,5, более предпочтительно, не более чем 4,0, еще более предпочтительно, не больше, чем 3,5, и наиболее предпочтительно, не более 3,0. Для примера, термообработка (НТ) может продолжаться, по меньшей мере, около 5 минут при температуре, по меньшей мере, около 580 градусов Цельсия, и быть достаточной для термической закалки. Термин ΔE* известен в данной области техники и является показателем температурной стабильности при термообработке, определяется и объяснен, например, в патенте США № 6,926,967, который включен в настоящее описание путем ссылки.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0014] Фиг. 1 представляет собой поперечное сечение одинарного изделия с покрытием (с термообработкой или без термообработки) в соответствии с примером осуществления способа по настоящему изобретению.

[0015] Фиг. 2 представляет собой поперечное сечение одинарного изделия с покрытием (с термообработкой или без термообработки) в соответствии с другим примером осуществления способа по настоящему изобретению.

[0016] Фиг. 3 представляет собой поперечное сечение термоизоляционного стеклопакета (IG) оконного блока, включая изделия с покрытием, приведенные на фиг.1 или фиг. 2, в соответствии с примером способа осуществления по настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НЕКОТОРЫХ ПРИМЕРОВ СПОСОБА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПО НАСТОЯЩЕМУ ИЗОБРЕТЕНИЮ

[0017] Теперь более конкретно обратим внимание на сопровождающие чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые части на нескольких видах.

[0018] Изделия с покрытием в соответствии с примерами способов осуществления настоящего изобретения достигают желаемого серого цвета (включая черный) при отражении со стороны стекла в сочетании с низким (низкими) значением (значениями) SF и/или SHGC, и при необходимости, также достигают способности к термообработке и/или способности к отражению поверхностью стекла видимого света не более 20% (более предпочтительно, не более 15%, и наиболее предпочтительно не более 8%). Неожиданно было обнаружено, что при нанесении двух или большего числа ИК-отражающих слоев (например, состоящих из или включающих в себя NbZr и/или NbZrN_x) между соответствующими диэлектрическими слоями, при определенных параметрах толщины, желаемая серое окрашивание отражающей поверхности стекла может быть достигнуто при низком значении (значениях) SF и/или SHGC. При необходимости эти требуемые характеристики могут быть достигнуты в сочетании со способностью к термообработке и/или способностью к отражению поверхностью стекла видимого света (R_{G [снаружи]} Y) не более 20% (более предпочтительно не более 15%, наиболее предпочтительно не более 8%). В примерах способов осуществления по настоящему изобретению изделие с покрытием: (I) если измеренное значение на одинарной подложке SF не превышает 0,33 (более предпочтительно не более чем 0,32, и наиболее предпочтительно не более чем 0,31), и/или значение SHGC не превышает 0,39, более предпочтительно не более 0,37, и наиболее предпочтительно, не более 0,35, и/или (II) если термоизоляционный стеклопакет (IG) оконного блока, имеющий две стеклянных подложки, имеет значение SF не более 0,23 (более предпочтительно, не более 0,22 и, наиболее предпочтительно, не более 0,21) и/или значение SHGC не превышает 0,27 (более предпочтительно, не более 0,25, и наиболее предпочтительно не более 0,23). Такие покрытия обеспечивают улучшенный контроль цвета и/или, при необходимости, диапазонов цвета, низкие значения SF и, таким образом, позволяют держать помещения в прохладе в жарком климате, а также, при необходимости, могут давать хорошую температурную стабильность (низкое значение (значениями) ΔE*).

[0019] Некоторые способы осуществления настоящего изобретения предусматривают нанесение покрытия или системы слоев, которые могут быть использованы в окнах, таких как одинарные окна (например, транспортного средства, жилого дома и/или архитектурного сооружения), оконных блоках IG и/или других подходящих областях применения. Некоторые примеры способов осуществления настоящего изобретения предусматривают систему слоев, которая характеризуется управлением цвета, низкими значениями SF и/или стабильностью цвета при термообработке. Что касается стабильности при термообработке (HT), это означает, низкое значение ΔЕ*; где Δ является показателем изменения a*, b* и L* при HT, такой как тепловая закалка, гнутье при нагреве, или повышение прочности под воздействием тепла для одинарного стекла и/или для двойных стеклопакетов, таких как блоки IG или ламинированных окон. В некоторых примерах способов осуществления настоящего изобретения стабильность цвета при ХТ, может привести к существенному совпадению цветов термически обработанных и не подвергнутых термической обработке вариантов покрытия или системы слоев. Другими словами, в одинарных и/или IG способах применения, в некоторых способах осуществления настоящего изобретения две стеклянные подложки, имеющие одну и ту же систему покрытия на них (одна ХТ после закалки, а другой без HT) при рассмотрении невооруженным глазом кажутся практически одинаковыми.

[0020] Термины "тепловая обработка" и "термообработка", используемые в данном описании, означают нагревание изделия до температуры, достаточной для достижения закалки, изгиба при нагреве или повышения прочности стеклосодержащего изделия под воздействием тепла. Это определение включает в себя, например, нагревание изделия с покрытием, в печи или в нагревательной установке при температуре примерно не менее 580 градусов Цельсия, более предпочтительно, по меньшей мере, около 600 градусов Цельсия, в течение достаточного периода времени, чтобы обеспечить закалку, изгиб при нагреве и/или повышение прочности. В некоторых случаях НТ может продолжаться, по меньшей мере, примерно, 4 или 5 минут. Изделие с покрытием может подвергаться или может не подвергаться тепловой обработке при различных способах осуществления настоящего изобретения.

[0021] Фиг.1, 2 представляют собой поперечный разрез изделий с покрытием в соответствии с различными примерными способами осуществления настоящего изобретения. На фиг. 1 способ осуществления противосолнечного покрытия 8 по настоящему изобретению включает в себя два ИК-отражающих слоя 3 и 5, в то время как на фиг. 2 солнцезащитное покрытие 8' включает в себя три ИК-отражающих слоя 3, 5 и 15. Дополнительный диэлектрический слой 16 также представлен на фиг. 2 способа осуществления настоящего изобретения. На фиг. 3 изображен оконный блок IG, с покрытием (8 или 8') на поверхности два, показывающий, что на оконном блоке IG может быть использовано покрытие (8 или 8'), либо по способу осуществления настоящего изобретения, представленного на фиг. 1 или по способу осуществления настоящего изобретения, представленного на фиг. 2.

[0022] Касательно фиг. 1, изделие с покрытием содержит, по меньшей мере, стеклянную подложку 1 (например, бесцветную, зеленую, бронзовую, серую, синюю, или сине-зеленую подложку стекла толщиной примерно от 1,0 до 12,0 мм), диэлектрические слои 2, 4, 6 (например, состоящие из или включающие в себя нитрид кремния (например, Si₃N₄), оксинитрид кремния, оксид олова, или какой-либо другой подходящий диэлектрик), ИК-отражающие слои 3, 5, которые могут представлять собой или включать в себя, в значительной мере металлический или металлический материал, такой как NbZr, NbZrN_x, NiCr, NiCrN_x, NiCrMo, NiCrMoN_x, NbCr, NbCrN_x, Nb и/или NbN_x. Следует принять во внимание, что ИК-отражающие слои 3 и/или 5, могут быть необязательно азотированы в некоторых примерах способов осуществления настоящего изобретения. В то время как ИК-отражающий слой может включать в себя некоторое небольшое количество кислорода, в некоторых случаях, предпочтительно, чтобы слои 3 и 5, по существу, не содержали бы кислорода, в концентрации более 5% кислорода, предпочтительно, примерно, не более 3% или 2% кислорода (атомных %) в некоторых способах осуществления настоящего изобретения. Изделие с покрытием дополнительно содержит диэлектрический слой 7, включающий в себя или состоящий из защитного материала, такого как оксид циркония (например, ZrO₂) или оксинитрид кремния. При необходимости, диэлектрический слой, состоящий из или включающий в себя, в том числе, оксинитрид кремния и/или, силико-оксинитрид циркония при любой подходящей стехиометрии, может быть расположен между слоями и контактировать со слоями 6 и 7 в верхней части пакета слоев. В некоторых примерах способов осуществления настоящего изобретения, покрытие 8 не включает в себя какой-либо металлический ИК-блокирующий или отражающий слой, включающий в себя или состоящий из веществ на основе Ag или Au. В некоторых примерах способов осуществления настоящего изобретения ИК-отражающие слои 3 и 5, отражают, по меньшей мере, часть ИК-излучения, и не соприкасаются с любым другим металлическим ИК-отражающим слоем. В некоторых примерах способов осуществления настоящего изобретения, допустимо включение в каждый из слоев других материалов, таких как легирующие примеси. Следует понимать, конечно, что могут быть добавлены другие слои, а некоторые другие слои могут быть опущены, и различные материалы могут быть использованы в некоторых альтернативных способах осуществления настоящего изобретения.

[0023] Касательно способу осуществления настоящего изобретения, показанному на фиг. 2, изделие с покрытием содержит, по меньшей мере, стеклянную подложку 1 (например, бесцветную, зеленую, бронзовую, серую, синюю, или сине-зеленую подложку стекла толщиной примерно от 1,0 до 12,0 мм), диэлектрические слои 2, 4, 6, 16 (например, состоящие из или включающие в себя нитрид кремния (например, Si₃N₄), оксинитрид кремния, оксид олова, или каким-либо другой подходящим диэлектрик), ИК отражающие слои 3, 5, 15, которые могут представлять собой или включать в себя, в значительной мере металлический или металлический материал, такой как NbZr, NbZrN_x, NiCr, NiCrN_x, NiCrMo, NiCrMoN_x, NbCr, NbCrN_x, Nb и/или NbN_x. Следует принять во внимание, что ИК-отражающие слои 3, 5 и/или 15, могут быть при необходимости азотированы в некоторых примерах способов осуществления настоящего изобретения. При необходимости, диэлектрический слой, состоящий из или включающий в себя, в том числе, оксинитрид кремния и/или силикооксинитрид циркония при любой подходящей стехиометрии может быть расположен между слоями и контактировать со слоями 16 и 7 в верхней части пакета слоев по способу осуществления настоящего изобретения, представленного на фиг. 2. В то время как ИК-отражающий слой может включать в себя некоторое небольшое количество кислорода, в некоторых случаях, предпочтительно, чтобы эти слои 3, 5 и 15, по существу, не содержали бы кислорода в концентрации более 5% кислорода, предпочтительно, примерно, более 3% или 2% кислорода в некоторых способах осуществления настоящего изобретения. Изделие с покрытием, представленное на фиг. 2, дополнительно содержит диэлектрический слой 7, включающий в себя или состоящий из защитного материала, такого как оксид циркония (например, ZrO₂) или оксинитрид кремния. Например, когда ИК-отражающие слои включают в себя или состоят из NbZr, они могут быть нанесены распылением с использованием мишени NbZr при потоке газа примерно от 200-300 мл Ar и приблизительно 0,8-2,5 мл/кВт N₂ и/или O₂.

[0024] В некоторых примерах способов осуществления настоящего изобретения, покрытие 8', представленное на фиг. 2, не включает в себя каких-либо металлических ИК-блокирующих или отражающих слоев, включающих в себя или состоящих из Ag или Au. В некоторых примерах способов осуществления настоящего изобретения ИК-отражающие слои 3, 5 и 15, отражают, по меньшей мере, часть ИК-излучения и не соприкасаются с любым другим металлическим ИК-отражающим слоем. В некоторых примерах способов осуществления настоящего изобретения допустимо включение в каждый из слоев других материалов, таких как легирующие примеси. Следует понимать, конечно, что в них могут быть добавлены другие слои, а некоторые другие слои могут быть опущены, и в некоторых альтернативных способах осуществления настоящего изобретения могут быть использованы различные материалы.

[0025] В целом покрытия (8, 8') на фиг. 1, 2 включают в себя, по меньшей мере, проиллюстрированные слои. Следует отметить, что термины "оксид" и "нитрид", используемые в настоящем документе, предполагают различные стехиометрии. Например, название нитрид кремния (для одного или более слоев 2, 4, 6, 16) подразумевает как стехиометрический состав Si₃N₄, так и нестехиометрический нитрид кремния. Аналогично, могут быть использованы различные стехиометрические соотношения. Например, когда NbZr применяется для ИК-отражающих слоев 3, 5, 15, могут быть использованы различные соотношения Nb к Zr, в том числе, но не ограничиваясь, соотношение 50/50, соотношение 85/15 или соотношением 90/10. В некоторых примерах способа осуществления настоящего изобретения соотношение Nb/Zr в слоях 3, 5, и 15 может быть от 1/1 до 9,5/1 в различных примерах способа осуществления настоящего изобретения, таким образом, что эти слои предпочтительно содержат больше Nb, чем Zr. Изображенные слои могут быть нанесены на стеклянную подложку 1 с помощью магнетронного распыления или любого другого вида распыления, или с помощью любого другого подходящего способа, в различных способах осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что другие слои могут быть представлены в пакетах, показанных на фиг. 1, 2, таких, как между слоями 2 и 3 или между слоями 3 и 4, или между подложкой 1 и слоем 2, или тому подобное. В общем случае, другой слой (слои) также могут быть представлены в других местах покрытия. Таким образом, в то время как покрытие 8, 8' или слои из них находятся "на" или "нанесенными на" подложку 1 (прямо или косвенно), другие слои могут находиться между ними. Так, например, системы слоев 8, 8' и их слои показанные на фиг. 1, 2 считаются "на" подложке 1, даже если между ними может находиться другой слой (или слои) (т.е. термины "на" и " нанесенные на", используемые здесь, не обязательно подразумевают непосредственный контакт). Тем не менее, могут быть прямые контакты, показанные на фиг. 1, 2, в предпочтительных способах осуществления настоящего изобретения

[0026] В некоторых примерах способов осуществления настоящего изобретения, каждый из диэлектрических слоев 2, 4, 6 и 16 может иметь показатель преломления "n" в пределах от 1,7 до 2,7 (при 550 нм), более предпочтительно от 1,9 до 2,5 в некоторых вариантах осуществления, и наиболее предпочтительно примерно от 2,0 до 2,06, в предпочтительных способах осуществления настоящего изобретения. Один, два, три, или все из этих слоев 2, 4, 6, 16 могут быть или включать в себя нитрид кремния и/или оксинитрид кремния в некоторых примерах способов осуществления настоящего изобретения. В таких способах осуществления настоящего изобретения, в которых слои 2, 4, 6 и/или 16 содержат нитрид кремния (например, Si₃N₄), распыляемые мишени, содержащие Si, использованные для образования этих слоев, могут быть или могут не быть дополнительно смешаны с 1-20 массовых % (например, с 8%) алюминия или нержавеющей стали (например, SS#316), при этом приблизительно это количество примесей затем появляется в образующихся слоях. Даже при таком количестве алюминия и/или нержавеющей стали такие слои по-прежнему считаются диэлектрическими слоями.

[0027] Хотя фиг. 1, 2 иллюстрируют изделия с покрытием в соответствии со способом осуществления настоящего изобретения в одинарной форме стекла, изделия с покрытием в соответствии с другими способами осуществления настоящего изобретения могут включать в себя IG (стеклопакеты) оконных блоков, такие, как показано на фиг. 3. В IG окнах, при способе осуществления настоящего изобретения, покрытия 8 или 8'из фиг. 1, 2, могут быть выполнены на внутренней стенке наружной подложки стеклопакета, как показано на фиг. 3 (поверхность два), и/или на внутренней стенке внутренней подложки, или в любом другом подходящем месте при других способах осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 3, пример IG оконного блока может включать в себя пару разнесенных друг от друга стеклянных подложек 1, 30, каждая толщиной около 3-19 мм, по меньшей мере, одна из которых покрыта покрытием 8, 8' в настоящем документе в некоторых примерах, причем изолирующий зазор 34 между подложками может составлять от около 5 до 30 мм, более предпочтительно примерно от 10 до 20 мм, и наиболее предпочтительно около 16 мм. Распорка (распорки) 32 могут быть предусмотрены по периферии для разделения стеклянных подложек друг от друга и поддержания зазора 34. В некоторых предпочтительных способах осуществления настоящего изобретения стеклянная подложка 1, показанная на фиг. 1, 2, может быть внешней стеклянной подложкой 1 IG оконного блока, как показано на фиг. 3, а покрытие 8, 8' может быть предусмотрено на внутренней поверхности наружной стеклянной подложки 1 (то есть, поверхности два оконного блока IG). Разрыв между подложками IG блока может быть заполнен воздухом и/или аргоном в некоторых примерах способа осуществления настоящего изобретения. Также могут быть использованы оконные блоки IG, имеющие три стеклянные подложки/панели стекла.

[0028] Возвращаясь к способу осуществления настоящего изобретения с фиг. 1, различные толщины могут быть использованы в соответствии с одной или с несколькими потребностями, обсуждаемыми в настоящем документе. В соответствии с некоторыми иллюстративными способами осуществления настоящего изобретения, примеры толщин (в ангстремах) и материалы для соответствующих слоев, согласно способам осуществления настоящего изобретения, в соответствии с фиг. 1 на стеклянной подложке 1, являются такими, как в некоторых примерах способа осуществления настоящего изобретения для достижения желаемой серой окраски отражающей поверхности стекла в сочетании с низкими значениями SF и/или SHGC (слои перечислены в порядке, считая от стеклянной подложки 1).

[0029] Представленная выше таблица 1, относится, например, к способам осуществления настоящего изобретения, где серая окраска отражающей поверхности стекла и низкое значение (значения) SF и/или SHGC преимущественно необходимы для способа осуществления настоящего изобретения, представленного на фиг. 1 (или способа осуществления настоящего изобретения, представленного на фиг. 1, использованного в оконном блоке, как показано на фиг. 3). Было неожиданно обнаружено, что в способе осуществления настоящего изобретения, представленного на фиг. 1, необходимая серая окраска отражающей поверхности стекла может быть достигнута в сочетании с низкими значениями SF и SHGC и низким отражением видимого света поверхностью стекла (R_{G/снаружи}Y) с использованием толщин, рассмотренных в вышеуказанной таблице 1, и при устройстве покрытия 8 с фиг. 1 таким образом, что: (I) ИК-отражающие слои 3 и 5 (например, включающие в себя или состоящие из, в том числе, NbZr или его нитрид), имеют, по существу, одинаковые толщины, что означает, что они имеют одинаковые толщины плюс/минус 15 Å, (II) отношение толщины слоя 2 к толщине слоя 6, по меньшей мере, равно 1,5, более предпочтительно, по меньшей мере, 2,0, и (III), отношение толщины слоя 4 к толщине слоя 6, по меньшей мере, равно 1,4, более предпочтительно, по меньшей мере, 1,7. Замечено, что необходимая серая окраска (в том числе, в настоящем документе включающее черную окраску) (например, при отражении от поверхности стекла/наружу), измеренное в одинарных окнах, и/или в IG оконных блоках, может быть охарактеризовано как: значения а* от -3,0 до +5,0, более предпочтительно от -2,0 до +4,0, и наиболее предпочтительно от -1,0 до +3,0; в комбинации со значениями b* от -10,0 до +2,0, более предпочтительно от -1,0 до -9,0, и наиболее предпочтительно от -4,0 до -8,0; в сочетании со значением L* при отражении со стороны стекла/наружу от 20 до 42, более предпочтительно, от 23 до 35, и наиболее предпочтительно от 25 до 33; в сочетании с пропусканием в видимой части спектра (TY или T_vis) не более 16% (например, 7-16%).

[0030] В некоторых способах осуществления настоящего изобретения ИК-отражающие слои 3 и 5, могут быть из тех же или, по существу, тех же самых материалов, как указано выше (например, NbZr и/или его нитрида). В некоторых примерах способа осуществления настоящего изобретения слои 3 и/или 5 являются металлическими, или, по существу, металлическими, и расположены между нитридными слоями (например, слоями на основе нитрида кремния 2, 4, 6), с тем, чтобы уменьшить или предотвратить окисление ИК отражающего слоя во время возможной термообработки (например, тепловой закалке, изгибе при нагреве и/или повышении прочности под воздействием тепла), тем самым обеспечивая предсказуемую окраску под разными углами обзора, достигаемую после термической обработки.

[0031] В некоторых примерных способах осуществления настоящего изобретения стабильность цвета при ХТ, может привести к существенному соответствию между термически обработанными и не подвергнутыми термической обработке вариантами покрытия или системы слоев. Другими словами, в одинарных и/или IG способах применения, в некоторых вариантах способов осуществления настоящего изобретения две стеклянные подложки, имеющие одну и ту же систему покрытия на них (одна ХТ после закалки, а другой без HT), при рассмотрении невооруженным глазом кажутся практически одинаковыми.

[0032] До и/или после любой дополнительной термообработки (HT), такой как термическая закалка, в некоторых примерах способов осуществления настоящего изобретения изделия с покрытием согласно способу осуществления настоящего изобретения, представленному на фиг. 1 (или на фиг. 1, 3), изделия с покрытием имеют цвет/оптические характеристики представленные в нижеприведенной в таблице 2 (измеренные на одинарном стекле и/или в блоке IG). Следует отметить, что нижний индекс "G" означает отражение со стороны стекла, индекс "Т" обозначает пропускание, а нижний индекс "F" обозначает отражение со стороны пленки. Как известно специалистам в данной области техники, поверхность стекла (G), означает, наблюдение со стороны стекла (в отличие от наблюдения со стороны слоя/со стороны пленки) изделия с покрытием. Сторона пленки (F) означает положение со стороны изделия с покрытием, на которую нанесено покрытие. В нижеприведенной таблице 3 приведены некоторые характеристики изделий с покрытием в соответствии с некоторыми иллюстративными примерами способов осуществления настоящего изобретения после HT, такой как тепловая закалка (измеренная на монолитном стекле для таблицы 3) для всех цветов. Характеристики, приведенные ниже в таблице 2, применимы к изделиям с покрытием, приведенными в настоящем документе с HT и без ХТ, за исключением того, что данные термической стабильности, приведенные в таблице 3, относятся к HT изделиям с покрытием и демонстрируют стабильность при HT.

[0033] В отношении к способу осуществления настоящего изобретения, представленному на фиг. 2, могут быть использованы различные толщины в соответствии с одной или с несколькими потребностями, обсуждаемыми в настоящем документе. В соответствии с некоторыми примерами способов осуществления настоящего изобретения, примеры толщин (в ангстремах) и материалы для соответствующих слоев покрытия 8ʹ согласно способу осуществления настоящего изобретения, представленному на фиг. 2 на стеклянной подложке 1, являются такими, как в некоторых примерах способа осуществления настоящего изобретения для достижения желаемой серой окраски отражающей поверхности стекла в сочетании с низкими значениями SF и/или SHGC (слои перечислены в порядке, считая от стеклянной подложки 1).

[0034] Представленная выше таблица 4, относится, например, к способам осуществления настоящего изобретения, в которых преимущественно серая окраска отражающей поверхности стекла и низкое значение (значения) SF и/или SHGC необходимы для способа осуществления настоящего изобретения, представленного на фиг. 2 (или способа осуществления настоящего изобретения, представленного на фиг. 2, использованного в оконном блоке, как показано на фиг. 3). Было неожиданно обнаружено, что в способе осуществления настоящего изобретения, представленного на фиг.2, необходимая серая окраска отражающей поверхности стекла может быть достигнута в сочетании с низкими значениями SF, и низким SHGC, и низким отражением видимого света поверхностью стекла (R_{G/снаружи}Y) с использованием толщин, рассмотренных в вышеуказанной таблице 4, и при структуре покрытии 8ʹ с фиг. 1 таким образом, что удовлетворяется одно или несколько требований: (I) ИК-отражающие слои 5 и 15 (например, включающие в себя или состоящие из NbZr, или его нитрида), имеют, по существу, одинаковые толщины, что означает, что они имеют такую же толщину, плюс/минус 15 Å, (II) диэлектрические слои 4 и 16 имеют, по существу, одинаковые толщины, что означает, что они имеют такую же толщину плюс/минус 10%, (III), соотношение толщин слоя 6 к слою 4, равно, по меньшей мере, 1,1, и (IV) отношение толщины слоя 6 к слою 2, по меньшей мере, равно 2, более предпочтительно, по меньшей мере, равно 3.

[0035] В некоторых способах осуществления настоящего изобретения ИК-отражающие слои 3, 5 и 15, могут быть из тех же или, по существу, из тех же самых материалов, как указано выше (например, NbZr и/или его нитрида). В некоторых примерах способа осуществления настоящего изобретения слои 3, 5 и/или 15 являются металлическими, или, по существу, металлическими, и расположены между нитридными слоями (например, слоями на основе нитрида кремния 2, 4, 6, 16), с тем, чтобы уменьшить или предотвратить окисление ИК-отражающего слоя во время возможной термообработки (например, тепловой закалке, изгибе при нагреве и/или повышении прочности под воздействием тепла), тем самым обеспечивая предсказуемую окраску под разными углами обзора, достигаемую после термической обработки.

[0036] До и/или после любой дополнительной термообработки (HT), такой как термическая закалка, в некоторых примерах способов осуществления настоящего изобретения изделия с покрытием согласно способу осуществления настоящего изобретения, представленному на фиг. 2 (или на фиг. 2, 3), имеют цвет/оптические характеристики, представленные в нижеприведенной таблице 5 (измеренные на одинарном стекле и/или в блоке IG). В нижеприведенной таблице 6 приведены некоторые характеристики изделий с покрытием в соответствии с некоторыми иллюстративными примерами способов осуществления настоящего изобретения после HT, такой как тепловая закалка (измеренная на одинарном стекле для таблицы 6) для всех цветов. Характеристики, приведенные ниже в таблице 5, применимы к изделиям с покрытием, приведенных в настоящем документе, с HT и без HТ, в соответствии с фиг. 2 (или фиг. 2-3) за исключением того, что данные, термической стабильности, приведенные в таблице 6, относятся к HT изделиям с покрытием и демонстрируют стабильность при HT.

[0037] Только для примера, примеры 1-3, представляют различные примеры способов осуществления настоящего изобретения, а также Сравнительные Примеры (CE) 1, 2, которые приведены ниже.

ПРИМЕРЫ

[0038] Примеры 1 и 3 представляли собой пакеты слоев на прозрачную стеклянную подложку, как это показано на фиг. 1, а пример 2, представлял собой пакет слоев на прозрачной стеклянной подложке, как это показано на фиг. 2. Все образцы были измерены на одинарном стекле, подвергались нагреву и измерялись повторно. Они также помещались в оконные блоки, как показано на фиг. 3. Слои нитрида кремния в каждом примере, наносились распылением мишени кремния (легированной около 8% Al) в атмосфере, содержащей аргон и газообразный азот. Стеклянные подложки 1 и 30 были бесцветными и толщиной 6 мм, а воздушный зазор 34 в оконном блоке IG был толщиной 12 мм. Слои NbZr в каждом примере, были нанесены распылением примерно 90/10 Nb/Zr магнетронных распылительных мишеней в атмосфере, содержащей аргон и небольшое количество газообразного азота. Сравнительные примеры (CE) 1, 2 были представлены для целей сравнения. Толщины слоев измерялись в ангстремах (Å).

[0039] Измеренные на одинарном стекле до закалки (HT), примеры 1-3 в соответствии со способами осуществления настоящего изобретения и в Сравнительных Примерах (CE) 1, 2 имели следующие характеристики (отожженные и не термообработанные, одинарные стекла) (Ill. С, наблюдатель 2 градуса). Следует обратить внимание, что "R_GY (под углом 45°)" указывает на отражение видимого света поверхностью стекла под любым углом сорок пять градусов от нормали.

[0040] Как видно из таблицы 8 выше, только примеры 1-3, измеренные на одинарном стекле перед любой дополнительной термической закалкой, имели комбинацию свойств(I) желательной серой поверхности стекла, отражающей видимый цвет, (II) низкого значения SF/SHGC, и (III) низкой отражательной способности поверхности стекла в видимом свете (R_GY). Как видно выше, сравнительный пример 2 (CE 2) дает нежелательный результат, по меньшей мере, потому, что он не может достичь серого окрашивания отражающей поверхности стекла, как определено в настоящем документе, (например, следует обратить внимание на значение -10 а*_G, высокое значение L*_G, и высокое значение пропускания видимого света в CE 2), потому, что он имел высокую отражательную способность со стороны стекла. Единственный CE, который мог бы достичь отражения серой стороны стекла а* и b* был CE 1, но проблема с CE 1 была в том, что его значения SF и SHGC были слишком высоки, а его пропускание видимого света было довольно высоким, на уровне 19%, а его отражательная способность (R_GY) со стороны стекла также была выше, чем в примерах 1, 2. Более того, значение a*_F у CE 1 было довольно высоким. Значения SF и SHGC у СЕ 2 также являются слишком высокими. Как видно из таблицы 8 значения SF и SHGC примеров 1-3 были улучшены (снижены) по сравнению с этими значениями у CE 1, 2. Таким образом, можно увидеть, что при нанесении двух или большего числа ИК-отражающих слоев (например, состоящих из или включающих в себя NbZr и/или NbZrN_x) между соответствующими диэлектрическими слоями при определенных параметрах толщины желаемое серое окрашивание отражающей поверхности стекла может быть достигнуто при низком значении (значениях) SF и/или SHGC. При необходимости, эти желательные характеристики могут быть достигнуты в комбинации с низким отражением поверхностью стекла. Таким образом, такие покрытия обеспечивают улучшенный контроль цвета и/или при необходимости диапазоны цвета и низкие значения SF/SHGC, указывающие на способность сохранять помещения в прохладе при жаркой окружающей среде.

[0041] Примеры 1-3, измеренных одинарных стекол после закалки (HT) в соответствии со способами осуществления настоящего изобретения, имеют следующие характеристики (ХТ, одинарное стекло) (Ill. С, наблюдатель 2 градуса). Данные перед HT приведены в таблице 9 для CE 1, 2, так как он не изменился существенно при HT.

[0042] Как видно из таблицы 9 выше, только примеры 1-3, после любой термической закалки имели комбинацию (I) желательной серой поверхности стекла, отражающей видимый цвет, (II), низкого значения (значений) SF/SHGC, и (III) низкой отражательной способности поверхности стекла в видимом свете (R_GY). См. обсуждение выше под таблицей 8, сравнение примеров 1-3 с CE 1, 2, пункты которого применимы также и здесь.

[0043] Примеры 1-3, измеренных оконных блоков, как показано на фиг. 3 (с покрытием на поверхности два) перед закалкой, полученные в соответствии со способами осуществления настоящего изобретения, и Сравнительные Примеры (CE) 1, 2 имеют следующие характеристики (отожженный и не термообработанный IG блок) (Ill. С, наблюдатель 2 градуса).

[0044] Как видно из таблицы 10 выше, только примеры 1-3, измеренные на IG оконном блоке, как показано на фиг. 3 перед любой дополнительной термической закалкой имели комбинацию (I) желательной серой поверхности стекла, отражающей видимый цвет, (II), низкого значения SF/SHGC, и (III) низкой отражательной способности поверхности стекла в видимом свете (R_GY). Как видно выше, сравнительный пример 2 (CE 2) дает нежелательный результат, по меньшей мере, потому, что он не может достичь серого окрашивания отражающей поверхности стекла, как определено в настоящем документе, (например, следует обратить внимание на значение -10 для а*_G, высокое значение L*_G, и высокое значение пропускания видимого света в CE 2), и потому, что он имел высокую отражательную способность со стороны стекла. Единственный CE, который мог бы достичь отражения серой стороны стекла а* и b* был CE 1, но проблема с CE 1 была в том, что его значения SF и SHGC были слишком высоки, пропускание видимого света было довольно высоким, а его отражательная способность (R_GY) со стороны стекла также была выше, чем в примерах 1, 2. Более того, значение a*_F у CE 1 было довольно высоким. Значения SF и SHGC у СЕ 2 также являются слишком высокими. Как видно из таблицы 8, значения SF и SHGC примеров 1-3 были улучшены (снижены) по сравнению с этими значениями у CE 1, 2. Таким образом, можно увидеть, что при нанесении двух или большего числа ИК-отражающих слоев (например, состоящих из или включающих в себя NbZr и/или NbZrN_x) между соответствующими диэлектрическими слоями при определенных параметрах толщины желаемое серое окрашивание отражающей поверхности стекла может быть достигнуто при низком значении (значениях) SF и/или SHGC. При необходимости, эти желательные характеристики могут быть достигнуты в сочетании с низким отражением поверхностью стекла и/или желательной окраской поверхности пленки. Таким образом, такие покрытия обеспечивают улучшенный контроль цвета и/или, при необходимости, диапазоны цвета и низкие значения SF/SHGC, указывающие на способность сохранять помещения в прохладе при жаркой окружающей среде.

[0045] Примеры 1-3 оконных блоков, измеренных после закалки (HT), в соответствии со способами осуществления настоящего изобретения имеют следующие характеристики (HT, IG блок) (Ill. С, наблюдатель 2 градуса). Данные перед HT IG блоков приведены в таблице 11 для CE 1, 2, так как они не изменились существенно при HT.

[0046] Как видно из таблицы 11 выше, только примеры 1-3 в оконных блоках IG после термической закалки (HT) имели комбинацию (I) требуемой серой поверхности стекла, отражающей видимый цвет, (II), низкого значения (значений) SF/SHGC, и (III) низкой отражательной способности поверхности стекла в видимом свете (R_GY). См. обсуждение выше под таблицами 8 и 10, сравнение примеров 1-3 с CE 1, 2, пункты которого применимы также и здесь.

Пример 4

[0047] Пример 4 был аналогичен примеру 2, в отношении пакета слоев, как показано на фиг. 2. Пример 4 представлял из себя следующее: стекло (5,8 мм прозрачное)/Si₃N_x(13нм)/NbZr(1,8 нм)/Si₃N_x(47,8нм)/NbZr(4,1нм)/Si₃Nx(55,5нм)/NbZr(3,4нм)/Si₃N_x(44,7нм)/ZrO_x(3 нм). Пример 4 имел значения SF и SHGC аналогичные примеру 2, описанному выше, обеспечивая серый цвет отражающей поверхность стекла, и давая следующие оптические характеристики стекла с покрытием (до термической закалки): TY 12,5%; a*_T 1,0; b*_T 1,0; R_G/наружY 7,0%; a*_G -1,8; b*_G -3,0; R_F/внутр 8,0%; a*_F -3,5; и b*_F 4,0. Пример 4 после термической закалки (термообработки) имел следующие оптические характеристики: TY 11,5%; a*_T 1,0; b*_T -1,0; R_G/наружY 6,5%; a*_G -1,3; b*_G -4,5; R_Fвнутр 8,0%; a*_F -3,0 и b*_F 4,0.

[0048] Отмечается выше, что один, два или все из ИК-отражающих слоев 3, 5, 15, могут представлять собой или включать в себя NiCrMo и/или NiCrMoN_x в некоторых примерах способов осуществления настоящего изобретения. В таких способах осуществления настоящего изобретения один, два или все из ИК-отражающих слоев 3, 5, 15 могут, например, быть или включать C22 или его оксид и/или его нитрид. В таблице 12 ниже приведен пример состава сплава C22 на основе NiCrMo.

[0049] С учетом приведенного выше описания, многие другие функции, модификации и усовершенствования станут очевидными для специалиста в данной области техники. Такие другие признаки, модификации и улучшения, таким образом, считается частью настоящего изобретения, объем которого будет определен следующей формулой изобретения.