CN102325733B - 提供有具有热性质的叠层和吸收层的基材 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多重窗玻璃，其包括至少两个基材，一个基材在与中间气体腔接触的内面上用在红外线中和/或在日光辐射中具有反射性质的多层叠层进行涂覆，所述叠层包括单个金属功能层(140)和两个电介质涂层(120，160)，所述涂层每个包括至少一个电介质层(122，126；162，166)，所述功能层(140)设置在两个电介质涂层(120，160)之间，特征在于至少一个电介质涂层(120，160)，甚至两个电介质涂层(120，160)包括吸收层(123，165)，该吸收层设置于在两个电介质层(122，126；162，166)之间的电介质涂层中，所述一个或多个吸收层(123，165)的吸收性材料主要地在与金属功能层下邻的电介质涂层(120)中或主要地在与金属功能层上邻的电介质涂层(140)中。

Description

提供有具有热性质的叠层和吸收层的基材
本发明涉及包括至少两个通过框架结构保持在一起的玻璃基材类型基材的多重窗玻璃，所述窗玻璃提供在外部空间和内部空间之间的隔离，其中至少一个中间气体腔存在于该两个基材之间。
如已知的那样，基材之一在与中间气体腔接触的内面上可以用在红外线中和/或在日光辐射中具有反射性质的薄层叠层进行涂覆，所述叠层包括单个金属功能层(特别地基于银或者含银金属合金的功能层)和两个电介质涂层，所述涂层每个包括至少一个电介质层，所述功能层被设置在两个电介质涂层之间。
本发明更特别地涉及这种基材用于制备隔热和/或防晒窗玻璃的基材的用途。这些窗玻璃可以用于装备建筑物，特别地以降低空调载荷和/或防止过度的过加热(被称为“日光控制”窗玻璃)和/或降低由于在建筑物中日益增加的玻璃化表面导致的向外部消散能量的量(被称为“低发射”窗玻璃)。
这些窗玻璃还可集成到具有特定功能的窗玻璃中，如，例如加热窗玻璃或者电致变色的窗玻璃。
一种已知类型的用于向基材提供这类性质的多层叠层由在红外线中和/或在日光辐射中具有反射性质的金属功能层，尤其基于银或者基于含银金属合金的金属功能层组成。
在这类叠层中，该功能层因此被设置在两个电介质涂层之间，该每个电介质涂层通常包括多个其每个由氮化物类型(尤其氮化硅)或者氧化铝的电介质材料制成的层。从光学观点来看，这些围绕金属功能层的涂层的目的是使这种金属功能层"减反射"。
然而，阻隔涂层有时被插入在一个或者每个电介质涂层和金属功能层之间，在基材方向上在功能层下方设置的阻隔涂层在任选的弯曲和/或回火类型的高温热处理期间保护所述功能层，和与基材相对地在功能层上方设置的阻隔涂层保护这种层在沉积上方电介质涂层期间和在任选的弯曲和/或回火类型的高温热处理期间不受可能的降解。
作为提醒，窗玻璃太阳因子(facteur solaire)是穿过这种窗玻璃进入房间的总太阳能与总入射太阳能的比率，选择性s对应于该窗玻璃在可见光中的光透射TLvis与窗玻璃的太阳因子FS的比率，并使得：s=TLvis/FS。
目前，存在具有单个基于银的功能层的低发射薄层叠层(在下文用措辞“单功能层的叠层”表示)，当装在传统的双重窗玻璃上，如，例如在以下由被包含90%氩气和10%空气的具有16mm厚度的中间气体腔分隔的两个4mm玻璃板组成的构造：4-16(氩-90%)-4的面3上时，其标准发射力εN为约2-3%的，在可见光中的光透射TL为约65%和选择性为大约1.3-1.35(对于约50%的太阳因子)，其玻璃板之一，即当考虑该进入该建筑物的日光的入射方向时离该建筑物内部最远的玻璃板在它朝着中间气体腔的面上用单功能层的叠层涂覆。
本领域的技术人员知道在双重窗玻璃的面2上(当考虑进入该建筑物的阳光的入射方向时在最远离该建筑物外部的玻璃板上，并在它的朝着气体腔的面上)设置薄层叠层能够使它降低太阳因子并且因此提高选择性。
在上述实例的范围内，这时使用相同的单功能层的多层叠层可以获得约1.5的选择性。
然而，这种技术方案对于某些应用是令人不满意的，因为在可见光中的光反射，特别地在该建筑物外部的看见的可见光中的光反射具有相对高的水平，高于20%，大约23-25%。
为了降低这种光反射同时仍然保持能量反射，甚至提高能量反射，本领域的技术人员知道在该叠层中，更特别地在一个或多个电介质涂层中可以引入一个或多个在可见光中是吸收性的层。
看起来对于多层叠层在多重窗玻璃中的位置设定，必须根据所述一个或多个包括单个在可见光中是吸收性的功能层的层的位置遵循某些规则，这形成本发明的主题。
应当注意的是，现有技术已经教导在具有多功能层的多层叠层中使用这种在可见光中是吸收性的层，特别地在国际专利申请WO02/48065中，其涉及在耐弯曲/回火类型的热处理的叠层中使用这类在可见光中是吸收性的层。
然而，由于叠层的复杂性和沉积材料的数量，这些具有多功能层的叠层制备是比包括单个功能单层的叠层的制备更昂贵的。
而且，还由于这种双功能层的叠层的复杂性，上述文件的教导不能直接地移植用于设计单功能层的叠层。
本发明的一个目的是通过开发包括单功能层的新型叠层成功消除现有技术的缺点，该叠层具有低的表面电阻(并因此低发射率)、高光透射和相对中性的颜色，特别地在多层侧上(而且在相对侧上，即“基材侧”上)的反射中相对中性的颜色，这些性质优选地保持在限定的范围内，不管该叠层是否经受一个或多个弯曲和/或回火和/或退火类型的高温热处理。
另一重要的目的是提供包括单功能层的叠层，其具有低发射率，同时具有在可见光谱中的低光反射，以及可接受的着色，特别地在该多重窗玻璃的外部反射中的着色，特别地该着色不是在红色中。
因此，本发明的目的，在它的最宽的范围中，为如权利要求1或者权利要求2所述的多重窗玻璃。这种多重窗玻璃分别地包括至少两个基材或者至少三个基材，它们通过框架结构保持在一起，所述窗玻璃实现在外部空间和内部空间之间的隔离，其中至少一个中间气体腔设置在这两个基材之间，一个基材在与中间气体腔接触的内面上用在红外线中和/或在日光辐射中具有反射性质的薄层叠层进行涂覆，所述叠层包括单个金属功能层，特别地基于银或者含银金属合金的金属功能层，和两个电介质涂层，所述涂层每个包括至少两个电介质层，所述功能层设置在两个电介质涂层之间。根据本发明，至少一个电介质涂层甚至两个电介质涂层包括吸收层，该吸收层设置于在两个电介质层之间的电介质涂层中，所述一个或多个吸收层的吸收性材料主要地在与金属功能层下邻(sous-jacente)的电介质涂层中或主要地在与金属功能层上邻的(sus-jacente)电介质涂层中，使得：
-吸收层(或者所有的吸收层)的吸收性材料(即吸收性材料的物理厚度)主要地在与金属功能层下邻的电介质涂层中，和薄层叠层被设置在该在另一面上与外部空间接触的基材的内面上。
-或者吸收层(或者所有的吸收层)的吸收性材料(即吸收性材料的物理厚度)主要地在与金属功能层上邻的电介质涂层中，和薄层叠层被设置在该在另一面上与内部空间接触的基材的内面上。
优选地，该包括至少两个基材的多重窗玻璃或者包括至少三个基材的多重窗玻璃的单个基材在与中间气体腔接触的内面上用在红外线和/或日光辐射中具有反射性质的薄层叠层进行涂覆。
术语“主要地”在本发明内理解为该叠层的一个或多个吸收层的吸收性材料的总厚度超过一半位于与金属功能层下邻的电介质涂层中或者在与金属功能层上邻的电介质涂层中。
在一个特别的实施方案中，术语“主要地”因此可以表示大于50%并低于100%，或55%-95%的物理厚度，包括端点值，甚至60%-90%，包括端点值。
在本发明的范围中，在解释单词“主要地”时，不考虑存在于叠层中(除了在电介质涂层内部的以外)的吸收性材料。因此，任选地存在一个或多个阻隔层，其与功能层接触或者接近于功能层，不形成为在解释单词“主要地”时所考虑的吸收性材料的一部分。
术语“涂层”在本发明的意义中应该理解为在涂层内可以存在单个层或者不同材料的多个层。
照常，术语“电介质层”在本发明中应该理解为表示从它的性质观点来看，该材料是“非金属的”，即不是金属。在本发明的范围中，这个术语表示在整个可见光的波长范围内(380nm-780nm)具有等于或者大于5的n/k比率的材料。
术语“吸收性材料”在本发明中理解为表示在整个可见光的波长范围内(380nm-780nm)具有0-5(不包括端值)的n/k比率并且具有大于10-5Ω.cm(从文献获得)的体积电阻率(résistivité électrique à l’état massif)的材料。
将提醒的是，n表示该材料在给定波长的实折射率(indice de réfraction réel du metériau)和k表示在给定波长的折射率的虚部(partie imaginaire)，n/k比率在对于n和对于k相同的给定波长时进行计算。
在每个电介质涂层内，围绕吸收层的两个电介质层优选地具有相同性质：该电介质层的组成(化学计量)因此在该吸收层的每侧上是相同的。
在本发明的一种特别形式中，至少一个基材在与中间气体腔接触的至少一个面上具有减反射涂层，其相对于所述中间气体腔是与在红外线和/或日光辐射中具有反射性质的薄层叠层面对面的。
这种形式由于该多重窗玻璃的光透射的显著提高和太阳因子的较小提高而可以获得甚至更高的选择性。
在本发明的另一特别形式中，该设置在入射日光辐射穿过的第一个基材的内面上的薄层叠层的吸收层或者所有吸收层的总(物理)厚度e(以纳米表示)使得:e=a×e140+55-FS
其中：
0.5nm<e<10nm，甚至2<e<8nm；
-1.5<a<0；
e140是银层的物理厚度:5nm≤e140≤20nm；和
FS是多重窗玻璃的太阳因子(%)。
在本发明的一种特别形式中，该叠层的至少一个吸收层，优选地该叠层的所有吸收层基于氮化物，特别地这些层的至少一个层，优选地所有这些层基于氮化铌NbN，或者这些层的至少一个层，优选地所有这些层基于一氮化钛TiN。
所述(或者每个)吸收层优选地具有0.5-10nm的厚度，包括端点值，甚至2-8nm，包括端点值，以便在多重窗玻璃中保持等于或者大于25%，甚至等于或者大于30%的光透射。
该电介质层，其如上面所定义地至少包括在每个电介质涂层内，具有1.8-2.5的光学指数，包括端点值，优选地1.9-2.3的光学指数，包括端点值(在这里指出的光学指数–或折射指数如通常地为在550nm测量的那些)。
在一个特别的实施方案中，所述下邻的电介质涂层和上邻的电介质涂层每个包含至少一个基于氮化硅的电介质层，该氮化硅任选地用至少一种其它元素(如铝)掺杂。
在本发明的一个特别实施方案中，每个吸收层设置于在两个都基于氮化硅的电介质层之间的电介质涂层中，该电介质层任选地用至少一种其它元素(如铝)掺杂。
在一个特别的实施方案中，该下邻的电介质涂层的最后层或者外叠层(最远离基材的层)是基于任选地用至少一种其它元素(如铝)掺杂的氧化物，尤其基于氧化锌的润湿层(couche de mouillage)。
在最特别的实施方案中，该下邻的电介质涂层包括至少一个基于氮化物，尤其氮化硅和/或氮化铝的电介质层和至少一个由混合氧化物制成的非结晶光滑层，所述光滑层与结晶的上邻润湿层接触。
优选地，功能层直接地沉积在设置于功能层和与该功能层下邻的电介质涂层之间的下阻隔涂层的上方，和/或该功能层直接地沉积在设置于功能层和与该功能层上邻的电介质涂层之间的上阻隔涂层的下方，且该下阻隔涂层和/或该上阻隔涂层包含具有几何厚度e(使得0.2nm≤e≤2.5nm)的基于镍或者钛的薄层。
而且，该下阻隔涂层和/或该上阻隔涂层可以包含至少一个以金属形式存在的基于镍或者钛的薄层(如果该提供有薄层叠层的基材在已经沉积该叠层之后还没经受弯曲和/或淬火的热处理的话)，这种层至少部分地被氧化(如果提供有薄层叠层的基材在沉积该叠层之后已经受过至少一种弯曲和/或淬火的热处理的话)。
下阻隔涂层的基于镍的薄层和/或该上阻隔涂层的基于镍的薄层，当它们存在时，优选地与功能层直接接触。
在一个特别的实施方案中，该上邻的电介质涂层的最后层(最远离基材的层)基于氧化物，其优选地以亚化学计量进行沉积，尤其基于钛(TiOx)或者基于混合氧化锌锡(SnZnOx)，任选地用最多10质量%的量的另一种元素掺杂。
该叠层因此可以包括最后层(英文为“overcoat”)，即保护层，优选地以亚化学计量沉积。这种层在沉积之后主要地在叠层中以化学计量进行氧化。
这种保护层优选地具有0.5-10nm的厚度。
根据本发明的窗玻璃至少包括带有根据本发明的叠层的基材，任选地其与至少一个其它基材结合。每个基材可以是明亮的或者着色的。特别地，至少一个基材可以是用本体着色玻璃制成。着色类型的选择将取决于对于窗玻璃希望的光透射的水平和/或比色外观(一旦完成它的制备)。
根据本发明的窗玻璃可以具有层压结构，特别地用至少一个热塑性聚合物片使至少两个玻璃类型的刚性基材结合，以便具有以下类型的结构：玻璃/薄层叠层/一个或多个片/玻璃/中间气体腔/玻璃板。该聚合物特别地可以基于聚乙烯醇缩丁醛PVB、乙烯-醋酸乙烯酯EVA、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚氯乙烯PVC。
根据本发明的窗玻璃的基材能够经受热处理而不损坏薄层叠层。因此任选地，所述基材进行弯曲和/或回火。
本发明的主题还是制备包括至少两个通过框架结构保持在一起的基材的本发明的多重窗玻璃的方法，所述窗玻璃实现在外部空间和内部空间之间的隔离，其中至少一个中间气体腔设置于这两个基材之间，一个基材在与中间气体腔接触的内面上用在红外线和/或日光辐射中具有反射性质的薄层叠层涂覆，所述叠层包括单个金属功能层(特别地基于银或者含银金属合金的金属功能层)和两个电介质涂层，所述涂层每个包括至少一个电介质层，所述功能层被设置在两个电介质涂层之间，至少一个电介质涂层，甚至两个电介质涂层都包括设置于在两个电介质层之间的电介质涂层中的吸收层，所述一个或多个吸收层的吸收性材料主要地在与金属功能层下邻的电介质涂层中或主要地在与金属功能层上邻的电介质涂层中，使得：
–或者该基材定位在框架结构中以便它的内面包括薄层叠层，其吸收层(或者所有吸收层)的吸收性材料主要地在与金属功能层下邻的电介质涂层中和它的其它面与外部空间接触；
–或者该基材被定位在框架结构中以便它的内面包括薄层叠层，其吸收层(或者所有吸收层)的吸收性材料主要地在与金属功能层上邻的电介质涂层中和它的其它面与内部空间接触；
当围绕吸收层的两个电介质层通过在氮和/或氧存在时的反应性阴极溅射进行沉积时，这时沉积在这两个层之间的吸收层优选地也在分别地存在氮和/或氧时进行沉积。
本发明还涉及在红外线中和/或在日光辐射中具有反射性质的薄层叠层的用途，该薄层叠层包括单个金属功能层(特别地基于银或者基于含银金属合金的金属功能层)和两个电介质涂层，所述涂层每个包括至少一个电介质层，所述功能层被设置在两个电介质涂层之间和所述薄层叠层被设置在用于制备根据本发明的多重窗玻璃的至少一个基材的内面上，根据本发明的多重窗玻璃包括至少两个通过框架结构保持在一起的基材，在该窗玻璃中该中间气体腔位于两个基材之间。
有利地，本发明因此可以制备具有单功能层的薄层叠层，其在多重窗玻璃构造(尤其双重窗玻璃)中具有高选择性(S≥1.40)，低发射率(εN≤3%)和有吸引力的外观(TLvis≥60%；外部RLvis≤25%，甚至外部RLvis≤20%甚至外部RLvis<20%；在外部反射中的中性色)，而迄今仅仅在包括双功能层的叠层中可以满足这些标准的组合。
根据本发明的具有单功能层的叠层制造成本比具有相似特征(TLvis、RLvis和在外部反射中的中性色)的包括双功能层的叠层更低。
本发明的细节和有利特征将从以下非限制性实施例显露出来，所述实施例借助于附图进行说明，所述附图图解：
-  在图1中，根据现有技术的单功能层的叠层，该功能层提供有下阻隔涂层和上阻隔涂层；
-  在图2和3中，两个包括含单功能层的叠层的双重窗玻璃的解决方案；
-  在图4中，根据本发明的单功能层的叠层，该功能层被提供有下阻隔涂层和上阻隔涂层；和
-  在图5和6中，两个包括具有单功能层的叠层的三重窗玻璃的解决方案。
在这些附图中，没有严格地遵循不同层或者不同元件的厚度之间的比例以便使得它们更容易观察。
图1图解了沉积在透明玻璃基材10、30上的现有技术的具有单功能层的叠层的结构，其中唯一功能层140(其特别地基于银或者基于含银金属合金)被设置在两个电介质涂层之间，即下邻的电介质涂层120位于功能层140的下方(在基材10/30的方向上)，和上邻的电介质涂层160位于功能层140的上方(与基材10/30相对)。
这两个电介质涂层120、160每个包含至少两个电介质层122、126、128；162、166、168。
任选地，一方面，功能层140可以被沉积在设置于下邻的电介质涂层120和功能层140之间的下阻隔涂层130上，在另一方面，功能层140可以被直接地沉积在设置于功能层140和上邻的电介质涂层160之间的上阻隔涂层150的下方。
该电介质涂层160可以通过任选的保护层168，特别地基于氧化物(尤其亚化学计量氧的氧化物)的保护层结束。
当具有单功能层的叠层用于双重窗玻璃结构的多重窗玻璃100中时，这种窗玻璃包含两个通过框架结构90保持在一起并且通过中间气体腔15彼此分隔的基材10、30。
该窗玻璃因此实现在外部空间ES和内部空间IS之间的间隔。
该叠层可以设置在面2上(当考虑进入该建筑物的日光的入射方向时在最靠近该建筑物外部的玻璃板上，并在它的朝向气体腔的面上)或者在面3上(当考虑进入该建筑物的日光的入射方向时，在最靠近该建筑物内部的玻璃板上，并在它的朝向气体腔的面上)。
图2和3分别地图解这种位置设置(日光进入该建筑物的入射方向通过双箭头进行标示)：
–在与中间气体腔15接触的基材10的内面11上设置的薄层叠层14的面2上，基材10的另一个面9与外部空间ES接触；和
–在与中间气体腔15接触的基材30的内面29上设置的薄层叠层26的面3上，基材30的另一个面31与内部空间IS接触。
然而，还可以设想，在这种双重窗玻璃的结构中，所述基材之一具有层压结构；然而，由于在这种结构中没有中间气体腔，所以不存在可能的混乱。
此外，可以考虑(虽然这没有进行图解)至少一个基材10、30在至少一个与中间气体腔15接触的面11(在图3的情况下)、面29(在图2的情况下)上包括减反射涂层(所述基材不包含在红外线中和/或在日光辐射中具有反射性质的薄层叠层)，该减反射涂层相对于中间气体腔15与在红外线中和/或在日光辐射中具有反射性质的薄层叠层14(在图2的情况下)和薄层叠层26(在图3的情况下)面对面。
在双重窗玻璃结构中插入减反射涂层的目的是可以获得高光透射和高太阳因子。
制备一系列五个实施例，每个实施例编号为1-5。
根据国际专利申请WO2007/101964的教导，下邻的电介质涂层120可以包括基于氮化硅的电介质层122和至少一个由混合氧化物(在这种情况下为混合氧化锡锌，其在这里为锑掺杂的)制成的非结晶的光滑层126(所述氧化物使用由分别具有65:34:1质量比的Zn:Sn:Sb构成的金属靶进行沉积)，所述光滑层126与上邻润湿层128接触。
在这种叠层中，用铝掺杂的氧化锌ZnO:Al(其使用由用2质量%铝掺杂的锌组成的金属靶进行沉积)制成的润湿层128可以改善银的结晶，由此改善它的电导率；这种作用通过使用SnZnOx:Sb无定形光滑层进行增强，其改善了ZnO生长并因此改善银的生长。
该上邻的电介质涂层160可以包含至少一个用铝掺杂的氧化锌ZnO:Al(使用由用2质量%铝掺杂的锌组成的金属靶进行沉积)制成的电介质层162和基于氮化硅的电介质层166。
氮化硅层122、166是Si3N4层并且从用8质量%铝掺杂的金属靶进行沉积。
这些叠层还具有能够进行淬火的优点，即它们可以经受淬火热处理并且在进行这种热处理时它们的光学性质改变很少。
对于所有的下面的实施例，用于沉积所述层的条件为：
层 使用的靶 沉积压力 气体
Si3N4 92:8wt%Si:Al 1.5×10-3毫巴 Ar/(Ar+N2):45%
NbN Nb 1.5×10-3毫巴 Ar/(Ar+N2):45%
SnZnO 34:65:1wt%SnZn:Sb 2×10-3毫巴 Ar/(Ar+O2):58%
ZnO 98:2wt%Zn:Al 2×10-3毫巴 Ar/(Ar+O2):52%
NiCr 80:20wt%NiCr 2×10-3毫巴 Ar:100%
Ag Ag 2×10-3毫巴 Ar:100%
因此，所述的沉积层可以被归类为三个种类：
i) 由电介质材料制成的层，其在整个可见光的波长范围内具有大于5的n/k比率：Si3N4，SnZnO，ZnO
ii) 由吸收性材料制成的层，其在整个可见光的波长范围内具有0<n/k<5的比率和大于10-5Ω.cm的体积电阻率(résistivité électrique à l’ètat massif): NbN
iii) 由在红外线中和/或在日光辐射中具有反射性质的材料制成的金属功能层：Ag。
已经发现，银在整个可见光的波长范围内还具有0<n/k<5的比率，但是它的体积电阻率低于10-5Ω.cm。
还已经发现，材料:Ti、NiCr、TiN和Nb可以构成根据本文给出定义的由吸收性材料制成的层。
在所有的在下文的实施例中，薄层叠层被沉积在由具有4毫米厚度的Planilux商标的明亮钠钙玻璃制成的基材上，该钠钙玻璃由Saint-Gobain公司经销。
对于这些基材：
- R指示：该叠层的表面电阻，以欧姆/平方(ohms par carré)表示；
- TL指示：在可见光中的光透射(%)，在2°在光源D65下测量；
- aT*和bT*指示：在LAB体系中的透射颜色a*和b*，其在2°在光源D65下测量；
- Rc指示：在可见光中的光反射(%)，其在2°在光源D65下在用薄层叠层涂覆的基材侧上测量；
- ac*和bc*指示：在LAB体系中的透射颜色a*和b*，其在2°在光源D65下在被涂覆的基材侧上测量；
- Rg指示：在可见光中的光反射(%)，其在2°在光源D65下在裸露基材侧上进行测量；和
- ag*和bg*指示：在LAB体系中的透射颜色a*和b*，其在2°在光源D65下在裸露基材侧上测量。
而且，对于这些实施例，在其中热处理已经施用于基材的所有情况下，它是在约620℃温度下进行大约6分钟的退火处理，随后使用环境空气(在大约20℃)进行冷却，以模拟弯曲或者淬火热处理。
此外，对于这些实施例，当携带叠层的基材并入到双重窗玻璃中时，其具有4-16-4(90%氩)结构，即两个玻璃基材(其中每个具有4mm厚度)用16mm厚的由90%氩气和10%空气组成的气体腔分隔。
所有上述实施例，在这种双重窗玻璃构造中，可以获得约1.1W.m-2.K-1的根据EN673标准计算的U系数或者K系数(即穿过窗玻璃的热透射系数（coefficient de transmission thermique），其表示每单位面积和对于在与外部空间接触的窗玻璃的面和与内部空间接触的窗玻璃的面之间的单位温差静态地穿过基材的热量)。
对于这些双重窗玻璃：
- FS指示：太阳因子，即穿过窗玻璃进入房间的总太阳能与总入射日光能量的比率(百分比)；
- s指示：选择性，其对应于在可见光中的光透射TL与太阳因子FS的比，使得S=TLvis/FS；
- TL指示：在可见光中的光透射(%)，其在2°在光源D65下测量；
- aT*和bT*指示：在2°在光源D65下测量的在LAB体系中的透射颜色a*和b*；
- Re指示：在可见光中的外部光反射(%)，其在2°在光源D65下在外部空间ES侧上测量；
- ae*和be*指示：在2°在光源D65下在外部空间ES侧上测量的在LAB体系中的外部反射颜色a*和b*；
- Ri指示：在可见光中的内部光反射(%)，其在2°在光源D65下在内部空间IS侧上测量；和
- ai*和bi*指示：在2°在光源D65下在内部空间IS侧上测量的在LAB体系中的内部反射颜色a*和b*。
实施例1根据在图1中图解的叠层结构进行制备，没有根据本发明的吸收层，然而没有任选的保护层168和没有下阻隔涂层130。
在下面的表格1举例说明实施例1的每一层以纳米表示的几何或者物理厚度(非光学厚度)：
表1
层 材料 Ex.1
166 Si3N4:Al 32
162 ZnO:Al 20
150 NiCr 1
140 Ag 15
128 ZnO:Al 4
126 SnZnOx:Sb 5
122 Si3N4:Al 21
在下面的表2总结该实施例1的主要光学和能量特征，分别地在仅仅考虑在热处理之前的单独的10/30基材，在热处理之后的单独基材10’/30’时和在这些基材已经安装为双重窗玻璃(在面2上，F2，如在图2中，和面3，F3，如在图3中)时。
对于两个F2行，上面的行指出由基材10得到的数据和下面的行指出由已经受热处理的基材10’得到的数据；同样地，对于两个F3行，上面的行指出在没有热处理时由基材得到的数据(其这时是基材30)，和下面的行指出由已经受热处理的基材得到的数据(其这时是基材30’)。
表2
。
因此，如在表2中可见，窗玻璃在可见光中的光透射TL是约65%和在外部反射颜色是相对中性的。
然而，外部光反射Re在它在面2和面3上可出现过高的意义上不是完全地令人满意的，因此合意的是使它降低至等于或者低于20%的值，甚至等于或者低于15%的值，不影响其它参数，特别地颜色参数。
实施例2-5然后基于在图4中图解的叠层通过在叠层中插入一个(或多个)由氮化铌NbN制成的吸收层进行制备。
在下面的表3图解实施例2的每个层的几何厚度(纳米)：
表3
层 材料 Ex.2
166 Si3N4:Al 34
162 ZnO:Al 10
150 NiCr 1
140 Ag 15
128 ZnO:Al 6
126 SnZnOx:Sb 16
124 Si3N4:Al 13
123 NbN 4.5
122 Si3N4:Al 13
实施例2因此基本上与实施例1相同，但是电介质层122被分成两个具有基本上相同厚度的部分(分别地122和124)和吸收层123被插入在这两个层之间，即基本上在实施例1的层122的中间。
在下面的表4总结实施例2的主要的光学和能量特征，分别地在仅仅考虑基材时和在所述基材被安装为双重窗玻璃(在面2上如在图2中和在面3上如在图3中)时。该表显示与表2相同的结构。
表4
。
如在表4中可以看出，外部光反射Re在该叠层被设置在面2上时是非常令人满意的：其为约7.5%；然而，在叠层被设置在面3上时它不是令人满意的。
而且，从外侧看到的颜色与实施例1区别很小并且保持中性的，无论该叠层是否已经受热处理。
在叠层中的吸收层123的总厚度e(纳米)运用式e=a×e40+55-FS使得在双重窗玻璃面2: a=-1.1。
在下面的表5图解实施例3的每个层的几何厚度(纳米)：
表5
层 材料 Ex.3
166 Si3N4:Al 43
165 NbN 3.5
164 Si3N4:Al 4
162 ZnO:Al 10
150 NiCr 1
140 Ag 15
128 ZnO:Al 8
126 SnZnOx:Sb 6
122 Si3N4:Al 14
该实施例3因此基本上与实施例1相同的，但是电介质层166被分成两个具有基本上相同厚度的部分(分别为164和166)和吸收层165被插入在这两个层之间，即基本上在实施例1的层166的中间。
在下面的表6总结实施例3的主要的光学和能量特征，分别地在仅仅考虑单独基材时和在后者被安装为双重窗玻璃(在面2上如在图2中和在面3上如在图3中)时。该表具有与表2和4相同的结构。
表6
。
如在表6中可以看出，外部光反射Re在该叠层被设置在面3上时是非常令人满意的：其为约15%；然而，在叠层被设置在面2上时它不是令人满意的。
而且，从外侧看到的颜色与实施例1区别很小并且保持中性的，无论该叠层是否已经受热处理。
在叠层中的吸收层165的总厚度e(纳米)通过运用式e=ae40+55–FS使得在双重窗玻璃面2: a=-1.1。
在下面的表7图解实施例4的每个层的几何厚度(纳米)：
表7
层 材料 Ex.4
166 Si3N4:Al 12
165 NbN 1
164 Si3N4:Al 18
162 ZnO:Al 9
150 NiCr 1
140 Ag 12
128 ZnO:Al 10
126 SnZnOx:Sb 5
124 Si3N4:Al 15
123 NbN 5
122 Si3N4:Al 17
实施例4因此基本上与实施例1相同，但是电介质层122和166每个已经被分成两个具有基本上相同的厚度的部分(分别为122/124和164/166)和吸收层123、165已经被插入在这两个层之间，即基本上在实施例1的层122和166的中间。
而且，吸收层的吸收性材料主要地(大于80%)位于下邻涂层120中，即在载体基材和功能层140之间。
在下面的表8总结实施例4的主要的光学和能量特征，分别地在仅仅考虑在没有热处理情况下的单独基材时和在所述基材被安装为这种双重窗玻璃(在面2上如在图2中，和在面3上在图3中)时。
表8
。
如在表8中可以看出，外部光反射Re在该叠层被设置在面2上时是非常令人满意的：其为约7%；在叠层被设置在面3上时它是较不令人满意的。
而且，从外侧看到的颜色与实施例1区别很小并且保持中性的，无论该叠层是否已经受热处理。
在叠层中的吸收层123的总厚度e(纳米)运用式e=ae40+55–FS使得在双重窗玻璃的面2: a=-0.9。
在下面的表9图解实施例5的每个层的几何厚度(纳米)：
表9
层 材料 Ex.5
166 Si3N4:Al 12
165 NbN 5
164 Si3N4:Al 18
162 ZnO:Al 9
150 NiCr 1
140 Ag 12
128 ZnO:Al 10
126 SnZnOx:Sb 5
124 Si3N4:Al 15
123 NbN 1
122 Si3N4:Al 17
实施例5具有与实施例4相同的结构。
然而，与实施例4不同，吸收层的吸收性材料主要地(大于80%)位于上邻涂层160中，即在功能层140上方，与载体基材相对。
在下面的表10总结实施例5的主要的光学和能量特征，分别地在仅仅考虑在没有热处理情况下的单独基材时和在所述基材被安装为双重窗玻璃(在面2上如在图2中，和在面3上如在图3中)时。
表10
。
如在表10中可以看出，外部光反射Re在该叠层被设置在面3上时是非常令人满意的：其为约10%；在叠层被设置在面2上时它较不令人满意。
而且，从外侧看到的颜色与实施例1区别很小并且保持中性的，无论该叠层是否已经受任何热处理。
在设置在基材10(入射日光穿过的第一个基材)的内面上的薄层叠层中的吸收层123和165的总厚度e(纳米)通过运用式e=ae40+55–FS使得在双重窗玻璃面2: a=-1.1。
因此，根据本发明，在薄层叠层被设置在多重窗玻璃的面2上时，在叠层中的吸收层123和/或165的总厚度e(纳米)为：e=a×e40+55–FS，其中:
0.5nm<e<10nm；
-1.5<a<0；
5nm≤e40≤20nm；和
FS，太阳因子%。
该式因此总结在实施本发明的范围中所需的总吸收层厚度。
而且，通常地，淬火热处理仅仅稍微影响了根据本发明的实施例。
特别地，根据本发明的叠层的表面电阻，无论在热处理之前和之后总是低于4欧姆/平方。
实施例2-5表明使用包含单个由银制成的金属功能层的叠层可以使高选择性、低发射率和低外部光反射组合，同时维持适当美观(TL大于60%，外部反射颜色为中性的)。
此外，都在光源D65下测量的光反射RL、光透射TL和在光源D65下在基材侧上测量的在LAB体系中的反射颜色a*和b*在进行热处理时没有显著地改变。
通过使在热处理之前的光学和能量特征与在热处理之后的相同特征比较，没有观察到主要的变差。
此外，根据本发明的叠层的机械强度很好。而且，这种叠层的总体耐化学性整体是优良的。
当包含单功能层的叠层用于三重窗玻璃结构的多重窗玻璃100中时，这种窗玻璃包含三个通过框架结构90保持在一起并且分别地通过中间气体腔15、25成对地隔开的基材10、20、30。该窗玻璃因此在外部空间ES和内部空间IS之间提供了间隔。
该叠层可以设置在面2上(当考虑进入该建筑物的日光的入射方向时，在最接近该建筑物外部的玻璃板上，并在它的朝向气体腔的面上)或者在面5上(当考虑进入该建筑物的日光的入射方向时，在最靠近该建筑物内部的玻璃板上，并在它的朝向气体腔的面上)。
图5和6分别地图解以下位置设定：
–在面2上设置薄层叠层14，其设置在与中间气体腔15接触的基材10的内面11上，基材10的另一个面9与外部空间ES接触；和
–在面5上设置薄层叠层26，其设置在与中间气体腔25接触的基材30的内面29上，基材30的另一个面31与内部空间IS接触。
然而，还可以设想在这种三重窗玻璃结构中，基材之一具有层压结构；然而，由于在这种结构中没有中间气体腔，所以不存在可能的混乱。
此外，可以考虑至少一个基材10、20、30在至少一个与中间气体腔15、25接触的面11、19、21、29上包括减反射涂层18、22，它们相对于所述中间气体腔15、25与在红外线中和/或在日光辐射中具有反射性质的薄层叠层14、26面对面。
图6因此图解其中该三重窗玻璃的中心基材20在它的与中间气体腔25接触的面21上包括减反射涂层22的情况，该减反射涂层相对于所述中间气体腔25与在红外线中和/或在日光辐射中具有反射性质的薄层叠层26面对面。
当然，如果在实施本发明的范围中，在红外线中和/或在日光辐射中具有反射性质的薄层叠层14设置在该基材10的面11上，这时是该三重窗玻璃的中心基材20的与中间气体腔15接触的面19包括减反射涂层18，其相对于所述中间气体腔15与薄层叠层14面对面。
在这两种情况中，还可以考虑该三重窗玻璃的中心基材20的另一面被提供有减反射涂层，如在图6中对这两种情况的第一种图解的那样。
这种在三重窗玻璃结构中插入一个(或多个)减反射涂层的目的是可以获得高光透射和高太阳因子，至少与使用增强隔热的双重窗玻璃相似的光透射和太阳因子。
本发明已经在上面通过实施例进行了描述。当然，本领域的技术人员同样能够制备本发明的各种变型而不脱离如权利要求所定义的本专利的范围。

Claims (17)

1.多重窗玻璃(100)，其包括至少两个基材(10，30)，它们通过框架结构(90)保持在一起，所述窗玻璃实现在外部空间(ES)和内部空间(IS)之间的隔离，其中至少一个中间气体腔(15)设置在两个基材之间，一个基材(10，30)在与中间气体腔(15)接触的内面(11，29)上用在红外线中和/或在日光辐射中具有反射性质的薄层叠层(14，26)进行涂覆，所述薄层叠层包括单个金属功能层(140)，和两个电介质涂层(120，160)，所述涂层每个包括至少一个电介质层(122，126；162，166)，所述功能层(140)设置在两个电介质涂层(120，160)之间，特征在于该两个电介质涂层(120，160)包括吸收层(123，165)，该吸收层设置于在两个电介质层(122，126；162，166)之间的电介质涂层中，所述吸收层(123，165)的吸收性材料主要地在与金属功能层(140)下邻的电介质涂层(120)中或主要地在与金属功能层(140)上邻的电介质涂层(160)中，使得：
- 所有的吸收层(123，165)的吸收性材料主要地在与金属功能层(140)下邻的电介质涂层(120)中，和薄层叠层(14)被设置在该在另一面(9)上与外部空间(ES)接触的基材(10)的内面(11)上；
- 或者所有的吸收层(123，165)的吸收性材料主要地在与金属功能层(140)上邻的电介质涂层(160)中，和薄层叠层(26)被设置在该在另一面(31)上与内部空间(IS)接触的基材(30)的内面(29)上；
术语“主要地”理解为该叠层的一个或多个吸收层的吸收性材料的总厚度超过一半位于与金属功能层下邻的电介质涂层中或者在与金属功能层上邻的电介质涂层中。
2.根据权利要求1的多重窗玻璃(100)，特征在于所述单个金属功能层(140)基于银或者含银金属合金。
3.多重窗玻璃(100)，其包括至少三个基材(10，20，30)，它们通过框架结构(90)保持在一起，所述窗玻璃实现在外部空间(ES)和内部空间(IS)之间的隔离，其中至少两个中间气体腔(15，25)每个设置在两个基材之间，一个基材(10，30)在与中间气体腔(15，25)接触的内面(11，29)上用在红外线中和/或在日光辐射中具有反射性质的薄层叠层(14，26)进行涂覆，所述薄层叠层包括单个金属功能层(140)，和两个电介质涂层(120，160)，所述涂层每个包括至少一个电介质层(122，126；162，166)，所述功能层(140)设置在两个电介质涂层(120，160)之间，特征在于所述两个电介质涂层(120，160)包括吸收层(123，165)，该吸收层设置于在两个电介质层(122，126；162，166)之间的电介质涂层中，所述吸收层(123，165)的吸收性材料主要地在与金属功能层(140)下邻的电介质涂层(120)中或主要地在与金属功能层(140)上邻的电介质涂层(160)中，使得：
- 所有的吸收层(123，165)的吸收性材料主要地在与金属功能层(140)下邻的电介质涂层(120)中，和薄层叠层(14)被设置在该在另一面(9)上与外部空间(ES)接触的基材(10)的内面(11)上；
- 或者所有的吸收层(123，165)的吸收性材料主要地在与金属功能层(140)上邻的电介质涂层(160)中，和薄层叠层(26)被设置在该在另一面(31)上与内部空间(IS)接触的基材(30)的内面(29)上;
术语“主要地”理解为该叠层的一个或多个吸收层的吸收性材料的总厚度超过一半位于与金属功能层下邻的电介质涂层中或者在与金属功能层上邻的电介质涂层中。
4.根据权利要求3的多重窗玻璃(100)，特征在于所述单个金属功能层(140)基于银或者含银金属合金。
5.根据权利要求1-4任一项的多重窗玻璃(100)，特征在于至少一个基材(10，20，30)在与中间气体腔(15，25)接触的至少一个面(11，19，21，29)上具有减反射涂层(18，22)，其相对于所述中间气体腔(15，25)与在红外线和/或日光辐射中具有反射性质的薄层叠层(14，26)面对面。
6.根据权利要求1-4任一项的多重窗玻璃(100)，特征在于该设置在基材(10)的内面(11)上的薄层叠层(14)的吸收层(123，165)的以纳米表示的总厚度e，使得:e=a×e140+55-FS
其中：
0.5nm<e<10nm；
-1.5<a<0；
金属功能层(140)的物理厚度e140：5nm≤e140≤20nm；和
FS是多重窗玻璃的太阳因子，以%表示。
7.根据权利要求1-4任一项的多重窗玻璃(100)，特征在于至少一个吸收层(123，165)基于氮化物。
8.根据权利要求7的多重窗玻璃(100)，特征在于至少一个吸收层(123，165)基于氮化铌NbN，或者基于一氮化钛TiN。
9.根据权利要求1-4任一项的多重窗玻璃(100)，特征在于所述吸收层(123，165)具有0.5-10nm之间的厚度，包括端点值。
10.根据权利要求1-4任一项的多重窗玻璃(100)，特征在于所述下邻的电介质涂层(120)和上邻的电介质涂层(160)每个包含至少一个基于氮化硅的电介质层(122，166)。
11.根据权利要求1-4任一项的多重窗玻璃(100)，特征在于每个吸收层(123，165)设置于在两个都基于氮化硅的电介质层(122，124；164，166)之间的电介质涂层中。
12.根据权利要求1-4任一项的多重窗玻璃(100)，特征在于功能层(140)直接沉积在设置于功能层(140)和与该功能层下邻的电介质涂层(120)之间的下阻隔涂层(130)的上方，和/或该功能层(140)直接地沉积在设置于功能层(140)和与该功能层上邻的电介质涂层(160)之间的上阻隔涂层(150)的下方，且该下阻隔涂层(130)和/或该上阻隔涂层(150)包含具有物理厚度e’的基于镍或者钛的薄层，使得0.2nm≤e’≤2.5nm。
13.根据权利要求1-4任一项的多重窗玻璃(100)，特征在于该上邻的电介质涂层(160)的最后层(168)－最远离基材的层－基于氧化物。
14.在红外线中和/或在日光辐射中具有反射性质的薄层叠层(14，26)的用途，该薄层叠层包括单个金属功能层(140)，和两个电介质涂层(120，160)，所述涂层每个包括至少一个电介质层(122，126；164，168)，所述功能层(140)被设置在两个电介质涂层(120，160)之间和所述薄层叠层(14，26)被设置在用于制备根据权利要求1-13任一项的包括至少两个通过框架结构(90)保持在一起的基材(10，30)的多重窗玻璃(100)的至少一个基材(10，30)的内面(11，29)上，在该窗玻璃中该中间气体腔(15)设置于两个基材之间。
15.根据权利要求14的用途，特征在于所述单个金属功能层(140)基于银或者含银金属合金。
16.制备权利要求1-13任一项的包括至少两个通过框架结构(90)保持在一起的基材(10，30)的多重窗玻璃(100)的方法，所述窗玻璃实现在外部空间(ES)和内部空间(IS)之间的隔离，其中至少一个中间气体腔(15)设置于两个基材之间，一个基材(10，20)在与中间气体腔(15)接触的内面(11，29)上用在红外线和/或日光辐射中具有反射性质的薄层叠层(14，26)涂覆，所述叠层包括单个金属功能层(140)，和两个电介质涂层(120，160)，所述涂层每个包括至少一个电介质层(122，126；164，168)，所述功能层(140)被设置在两个电介质涂层(120，160)之间，特征在于两个电介质涂层(120，160)都包括设置于在两个电介质层(122，126；162，166)之间的电介质涂层中的吸收层(123，165)，所述吸收层(123，165)的吸收性材料主要地在与金属功能层(140)下邻的电介质涂层(120)中或主要地在与金属功能层(140)上邻的电介质涂层(160)中，使得：
–该基材(10)被定位在框架结构(90)中以便它的内面(11)包括薄层叠层(14)，其所有吸收层(123，165)的吸收性材料主要地在与金属功能层(140)下邻的电介质涂层(120)中，和该基材(10)的其它面(9)与外部空间(ES)接触；
–或者该基材(30)被定位在框架结构(90)中以便它的内面(29)包括薄层叠层(26)，其所有吸收层(123，165)的吸收性材料主要地在与金属功能层(140)上邻的电介质涂层(160)中，和该基材(30)的其它面(31)与内部空间(IS)接触;
术语“主要地”理解为该叠层的一个或多个吸收层的吸收性材料的总厚度超过一半位于与金属功能层下邻的电介质涂层中或者在与金属功能层上邻的电介质涂层中。
17.根据权利要求16的方法，特征在于所述单个金属功能层(140)基于银或者含银金属合金。
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