CN109564312B - 具有低太阳因子值的灰色可热处理涂覆制品 - Google Patents
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Abstract
提供一种包括至少夹在电介质层之间的两个或更多个红外(IR)反射层(例如，是或包括NbZr、Nb、NiCr、NiCrMo，和/或其氮化物)的涂覆制品，和/或其制备方法。所述涂层的设计使得涂覆制品实现灰色(包括黑色)玻璃侧面反射颜色和低太阳因子(SF)和/或低太阳得热系数(SHGC)的组合。这种涂覆制品可以在单片窗户、中空玻璃(IG)窗单元、夹层窗户和/或其他合适的应用场景下使用，并且在特定情况下能够可选地进行热处理(例如，热回火)。
Description
技术领域
本发明涉及一种包括至少夹在电介质层之间的两个或多个功能性红外(infrared，IR)反射层的涂覆制品，和/或其制备方法。所述涂层的设计使得涂覆制品在实现灰色玻璃侧面反射颜色的同时，实现低太阳因子(solar factor,SF)和/或低太阳得热系数(solar heat gain coefficient,SHGC)。这种涂覆制品可以在单片窗户、中空玻璃(insulating glass，IG)窗单元、夹层窗户和/或其他合适的应用场景下使用，并且在某些情况下能够可选地进行热处理(例如，热回火)。
背景技术
具有玻璃//Si3N4/NiCr/Si3N4的叠层的阳光控制涂层是本领域的公知，其中，金属NiCr层是涂层中唯一的红外(IR)反射层。在特定例子中，NiCr层能够被氮化。例如，引入本文作为参考的美国专利No.6,926,967。还能够参见美国专利No.5,688,585。
遗憾的是，虽然具有NiCr的IR反射层提供有效的太阳控制和整体上良好的涂层，但在需要时提供更广泛的可用颜色方面存在不足。例如，当需要蓝绿色时，利用上述涂层叠层的上述方法采用显著增加底部电介质的厚度的方式，然而，这会导致在该特定涂层中的不期待的干涉效应。
在单片式窗户、中空玻璃(IG)窗单元，和/或其他合适的应用的背景下，有时需要灰色(包括黑色)颜色。通过单片测量和/或IG窗单元的所期待灰色(包括黑色)颜色(例如，玻璃侧面反射或外反射)能够具有以下特征：a*值为-3.0至+5.0，更优选为-2.0至+4.0，最优选-1.0至+3.0；结合b*值为-10.0至+2.0，更优选-9.0至-1.0，最优选-4.0至-8.0；结合玻璃侧面反射/外反射L*值为20-42，更优选为23-35，最优选为25-33；结合可见光透射率(TY或TViS)不大于16％。
在一些应用中也需要低太阳因子(SF)值和低太阳得热系数(SHGC)值，尤其是在温暖气候。根据EN标准410计算的太阳因子(SF)涉及通过玻璃窗进入房间等的总能量与入射太阳能之间的比率。因此，应当理解，较低的SF值能够通过窗户/玻璃对房间进行保护，防止进行不期待的加热。低SF值表示涂覆制品(例如，IG窗户单元)能够在夏季炎热的环境条件下保持房间的凉爽。因此，在热的环境条件中有时需要低SF值。尽管对于例如IG窗单元的涂覆制品来说，有时需要低SF值，但是较低的SF值的实现以牺牲颜色为代价。尽管存在期待，但对于例如IG窗单元等的涂覆制品来说，同时实现可接受的可见透射、期待的玻璃侧面反射颜色，及低SF值十分困难。SF(G因子；EN410-673 2011)和SHGC(NFRC-2001)值由全光谱(T，Rg和Rf)计算，并且通常用例如Perkin Elmer(珀金埃尔默)1050的分光光度计进行测量。SF测量在单片涂覆玻璃上进行，并且，所计算的值能够应用于单片、IG，和夹层应用中。
美国专利文献2012/0177899公开了许多不同的涂层。在美国专利2012/0177899的第4页的[0026]中的实施例1、4和5中是玻璃/SiN/NiCrNx/SiN/NiCrNx/SiN。然而，上述实施例具有不期待的绿色或青铜色玻璃侧面反射颜色。不幸的是，在美国专利2012/0177899中的所有实施例都存在不期待的高SF值和高SHGC值，以及超过20％的高的可见玻璃侧面反射率。
美国专利No.8,286,395在列5-7中公开了许多示例，包括玻璃SiN/NbN/SiN/NbN/SiN。不幸的是，美国专利No.8,286,395的示例不能获得如上定义的所期待的灰色玻璃侧面反射颜色。例如，美国专利No.8,286,395中的全部示例具有至少20％的可见光透射率。此外，美国专利No.8,286,395并未提及SF值、SHGC值，以及L*值。应当注意，玻璃侧面反射颜色是当IG窗单元在第二表面上具有涂层时的显著的颜色，即玻璃侧面反射颜色是在安装有窗户的建筑物外部观察时看到的颜色。
最理想的是，灰色玻璃侧面反射颜色能够与低SF值和/或SHGC值相结合。应当注意，具有两个窗格的通常的传统IG窗单元具有约0.70的SHGC值。
发明内容
在本发明的特定示例实施例中，令人惊讶地发现，通过在相应的电介质层之间提供两个或多个IR反射层(例如，是或包括NbZr和/或NbZrNX)，以及特定的厚度参数，能够实现所期待的灰色玻璃侧面反射与低SF值和/或SHGC值的组合。并且可选地，这些所期待的特征能够与热处理性和/或低可见玻璃侧面反射率组合实现。上述涂层在需要时提供改进的颜色控制和/或范围与低SF值，由此在温暖气候下保持室内的凉爽，并且当需要时提供良好的热稳定性(低ΔE*值)。
通常，本发明的特定示例实施例通过提供具有灰色玻璃侧面反射颜色并且包括由玻璃基板支撑的层系统的涂覆制品满足上述需求中的一个或多个，所述层系统包括：第一电介质层，包括氮；第一红外(IR)反射层，在所述玻璃基板上，并且至少在所述第一电介质层之上；第二电介质层，包括氮，在所述玻璃基板上，并至少在所述第一电介质层和所述第一红外反射层之上；第二层红外反射层，在所述玻璃基板上，至少在所述第二电介质层之上；第三电介质层，包括氮，在所述玻璃基板上，并至少在所述第二红外反射层之上，其中，每一个所述第一红外反射层及所述第二红外反射层包括NbZr、NbZrNX、NiCr、NiCrNX、NiCrMo、NiCrMoNX、NbCr、NbCrNX、Nb和NbNX中的一种或多种；其中，所述涂覆制品具有：包括玻璃侧面/外部反射a*值为-3.0至+5.0，玻璃侧面/外部反射b*值为-10.0至+2.0，玻璃侧面/外部反射L*值为20-42，及可见光透射率不大于16％的玻璃侧面/外反射灰色颜色，并且其中，所述涂覆制品(i)当单片测量时，SF值不大于0.33以及SHGC值不大于0.39，和/或(ii)当为具有两个玻璃基板的中空玻璃(IG)窗单元时，SF值不大于0.23以及SHGC值不大于0.27。
本发明的特定示例实施例通过提供具有灰色玻璃侧面反射颜色并且包括由玻璃基板支撑的层系统的涂覆制品满足上述需求中的一个或多个，所述层系统包括：包括氮化硅的第一电介质层；第一红外反射层，包括NbZr，在所述玻璃基板上并至少在包括氮化硅的第一电介质层之上；第二电介质层，包括氮化硅，在所述玻璃基板上，并至少在包括氮化硅的所述第一电介质层及包括NbZr的所述第一红外反射层之上；第二层红外反射层，包括NbZr，在所述玻璃基板上，并至少在包括氮化硅的所述第二电介质层之上；第三电介质层，包括氮化硅，在所述玻璃基板上，并至少在包括NbZr的所述第二红外反射层之上，其中，所述涂覆制品具有：包括玻璃侧面/外反射a*值为-3.0至+5.0，玻璃侧面/外反射b*值为-10.0至+2.0，玻璃侧面/外反射L*值为20-42，及可见光透射率不大于16％的玻璃侧面/外反射灰色颜色，并且其中，所述涂覆制品(i)当单片测量时，SF值不大于0.33且SHGC值不大于0.39，和/或(ii)当为具有两个玻璃基板的中空玻璃(IG)窗单元时，SF值不大于0.23，SHGC值不大于0.27。
如此，本发明包括单片式窗单元、IG窗户单元，夹层窗单元，以及包括在上面具有涂层的玻璃基板的任何其他制品。应当注意，单片测量能够通过从IG窗单元和/或层压窗单元中移除涂覆的基板，然后进行单片测量的方式进行。还应注意，对于给定涂层，单片窗单元的SF值和SHGC值将明显高于IG窗单元。
在本发明的特定示例实施例中，经过热处理(HT)的涂覆制品在热处理(例如，热回火)的作用下所具有的玻璃侧面反射ΔE*值不大于4.5，更优选为不大于4.0，进一步更优选为不大于3.5，最优选为不大于3.0。出于示例目的，热处理(HT)能够在至少约580℃的温度下持续至少约5分钟，能够足够实现热回火。术语ΔE*在本领域中是已知的并且表示热处理时的热稳定性，在引入本文作为参考的例如美国专利No.6,926,967中有对其进行定义和解释。
附图说明
图1是根据本发明的一示例实施例的单片式涂覆制品(热处理或未热处理)的局部横截面图。
图2是根据本发明另一示例实施例的单片式涂覆制品(热处理或未热处理)的局部横截面图。
图3是根据本发明的示例实施例的包括图1或图2的涂覆制品的中空玻璃(IG)窗单元的侧截面图。
具体实施方式
下面，参考附图进行详细的说明，在若干视图中相同的附图标记表示相同的部件。
根据本发明的示例实施例的涂覆制品，在实现所期待的灰色(包括黑色)玻璃侧面反射颜色的同时，实现低SF值和/或SHGC值，并且可选地，实现热处理和/或不超过20％(更优选为不超过15％，最优选为不超过8％)的可见玻璃侧面反射率。惊讶地发现，通过在各个电介质层之间提供两个或多个IR反射层(例如，是或包括NbZr和/或NbZrNx)，以及特定的厚度参数，能够实现所期待的灰色玻璃侧面反射颜色与低SF值和/或低SHGC值的结合。并且可选地，上述所期待的特征能够与热处理性和/或不超过20％(更优选为不超过15％，并且更优选地不超过8％)的可见玻璃侧面可见光反射率{RG[或外部，或外侧]Y)组合实现。在本发明的示例实施例中，所述涂覆制品：(i)当单片测量时，SF值不大于0.33(更优选为不大于0.32，最优选为不大于0.31)和/或SHGC值不大于0.39，更优选为不大于0.37，最优选为不大于0.35，和/或(ii)当为具有两个玻璃基板的中空玻璃(IG)窗单元时，SF值不大于0.23(更优选为不大于0.22，最优选为不大于0.21)和/或SHGC值不大于0.27(更优选为不大于0.25，最优选为不大于0.23)。因此，所述涂层在需要时提供改进的颜色控制和/或范围，以及，提供在温暖环境中保持房间凉爽的低SF值，并且还能够在需要时提供良好的热稳定性(低ΔE*值)。
本发明的特定实施例中，提供了能够用于窗户的涂层或层系统，例如单片式窗户(例如，车辆，住宅和/或建筑窗户)、IG窗单元和/或其他适合的应用。本发明的特定示例实施例提供一种层系统，其特征在于颜色控制、低SF值和/或热处理时的颜色稳定性。关于热处理(HT)的稳定性，是指低ΔE*值；其中Δ表示在单片和/或例如在IG单元或夹层单元的双窗格中，在例如热回火(thermal tempering)、热弯曲或热强化等的HT方面的a*、b*，和L*的变化。在特定示例实施例中，经过HT的颜色稳定性能够使得经过热处理与未经过热处理的涂层或层系统基本匹配。换句话说，在单片和/或IG应用中，在本发明的某些实施例中，具有相同的涂层系统的两个玻璃基板(一个在沉积后进行HT而另一个未进行HT)用肉眼观察时实质上相同。
本文所使用的术语“热处理(heat treatment)”和“热处理中(heat treating)”是指将制品加热到能够实现玻璃制品的热回火和/或热强化的温度。该定义包括，例如，在烘箱或炉子中，在至少约580℃，更优选为至少约600℃的温度下对所述涂覆制品加热足够的时间，从而实现回火和/或热强化。在特定示例实施例中，HT能够持续至少约4或5分钟。在本发明的不同实施例中，涂覆制品可以进行或不进行热处理。
图1至图2是根据本发明的不同示例实施例的涂覆制品的侧截面图。在图1的实施例中，阳光控制涂层8包括两个IR反射层3和5，而在图2中，阳光控制涂层8'包括三个IR反射层3、5，和15。在图2的实施例中还提供了额外的电介质层16。图3示出了IG窗单元，在第二表面上具有涂层(8或8')，表明IG窗单元能够使用图1实施例或图2实施例中的涂层(8或8')。
参照图1，涂覆制品至少包括玻璃基板1(例如，厚度为约1.0mm至12.0mm的透明、绿色、青铜色、灰色、蓝色，或蓝绿色的玻璃基板)，电介质层2、4、6(例如，是或包括氮化硅(例如，Si3N4)、氮氧化硅、氧化锡或一些其他适合的电介质)，IR反射层3、5能够是或包括实质上金属的或金属材料，例如NbZr、NbZrNx、NiCr、NiCrNx、NiCrMo、NiCrMoNx、NbCr、NbCrNx、Nb和/或NbNx。应当理解，在本发明的特定示例实施例中，能够可选地对IR反射层3和/或5进行氮化。虽然在特定情况下IR反射层能够包括少量氧，但优选地，IR反射层3和5实质上不含氧，例如包括不超过5％的氧，在特定实施例中更优选为不超过约3％或2％的氧(原子％)。涂覆制品还包括电介质外涂层7，所述电介质外涂层是或包括例如氧化锆(例如，ZrO2)或氮氧化硅的保护材料。可选地，任何适合的化学计量的是或包括氮氧化硅和/或氮氧化锆硅氮氧化锆硅(zirconium silicon oxynitride)的电介质层能够位于所叠设的叠层的上部的层6和层7之间并与其接触。在本发明的特定示例实施例中，涂层8不包括任何是或基于Ag或Au的金属IR阻隔层或反射层。在本发明的特定示例实施例中，IR反射层3和5反射至少一部分IR辐射，并且不接触任何其他金属IR反射层。在特定示例实施例中，每个层能够包括例如掺杂剂的其他材料。当然，应当理解，在本发明的某些替代实施例中，也能够提供其他层，或者省略特定层，并且能够使用不同的材料。
参照图2，涂覆制品至少包括玻璃基板1(例如，厚度为约1.0mm至12.0mm的透明、绿色、青铜色、灰色、蓝色，或蓝绿色的玻璃基板)，电介质层2、4、6、16(例如，是或包括氮化硅(例如，Si3N4)、氮氧化硅、氧化锡或一些其他适合的电介质)，IR反射层3、5、15能够是或包括实质上金属的或金属材料，例如NbZr、NbZrNx、NiCr、NiCrNx、NiCrMo、NiCrMoNx、NbCr、NbCrNx、Nb和/或NbNx。应当理解，在本发明的特定示例实施例中，能够可选地对IR反射层3、5，和/或15进行氮化。根据图2的实施例，可选地，任何适合的化学计量的是或包括氮氧化硅和/或氮氧化锆硅的电介质层能够位于叠层的上部的层16和7之间并与其接触。虽然在特定情况下IR反射层能够包括少量氧，但优选地，IR反射层3和5实质上不含氧，例如包括不超过5％的氧，在特定实施例中更优选为不超过约3％或2％的氧(原子％)。根据附图2的所述涂覆制品，还包括电介质外涂层7，所述电介质外涂层是或包括例如氧化锆(例如，ZrO2)或氮氧化硅的保护材料。例如，当所述IR反射层是或包括NbZr时，能够使用NbZr目标溅射沉积，并且，伴随大约200-300ml的Ar和大约0.8-2.5ml/kW的N2和/或O2的气体流动。
在本发明的特定示例实施例中，图2实施例的涂层8’不包括任何基于Ag或Au的金属IR阻隔层或反射层。在本发明的特定示例实施例中，IR反射层3、5，和15反射至少一部分IR辐射，并且不接触任何其他金属IR反射层。在特定示例实施例中，每个层能够包括例如掺杂剂的其他材料。当然，应当理解，在本发明的某些替代实施例中，也能够提供其他层，或者省略特定层，并且能够使用不同的材料。
图1和图2的整个涂层8、8’至少包括示出的层。应注意，本文所使用的术语“氧化物”和“氮化物”包括各种化学计量。例如，术语氮化硅(对于层2、4、6、16中的一个或多个)包括化学计量的Si3N4以及非化学计量的氮化硅。同样地，能够使用各种化学计量。例如，当NbZr用于IR反射层3、5、15时，能够使用不同的Nb与Zr的比例，包括但不限于50/50、85/15、90/10。在本发明的特定示例实施例中，对于本发明的各种示例实施例，层3、5，和15中的Nb/Zr比能够是1/1至9.5/1，由此，使得这些层优选地相比Zr含有更多的Nb。所示出的层能够通过磁控溅射，任何其他类型的溅射，或通过本发明的不同实施例中的任何其他合适的技术而沉积在玻璃基板1上。应注意，能够在图1和图2中所示的叠层中提供其他层，例如，在层2和层3之间，或在层3和层4之间，或在基板1和层2之间等。通常，能够在涂层的其他位置提供其他层。由此，当涂层8、8’或涂层8、8’的层在基板1“之上”(直接地或间接地)或由基板1“支撑”(直接地或间接地)时，能够在它们之间提供其他层。由此，例如，图1和图2中所示的层系统8、8’或其层即使在其间设置有其他层(即，本文所用的术语“在...上”和“由...支撑”不限于直接接触)，仍被认为是在基板1“之上”。然而，在图1和图2所示的优选实施例中，它们能够直接接触。
在本发明的特定示例实施例中，电介质层2、4、6和16能够分别具有1.7至2.7(在550nm)的折射率“n”，在特定实施例中更优选为在1.9至2.5之间，并且在本发明的优选实施例中最优选为约2.0至2.06。在本发明的特定示例实施例中，这些层2、4、6、16中的一个、两个、三个或全部能够是或包括氮化硅和/或氮氧化硅。层2、4、6和/或16包括氮化硅(例如Si3N4)的本发明的上述实施例中，包括用于形成这些层的Si的溅射目标能够与或不与最多1-20％(例如8％)重量的铝或不锈钢(例如，SS#316)混合，以大约上述含量出现在如此形成的层中。即使使用这种量的铝和/或不锈钢，这些层仍被认为是电介质层。
图1-2示出了根据本发明一个实施例的单片式的涂覆制品，根据本发明其他实施例的涂覆制品能够包括如图3所示的IG(中空玻璃)窗单元。在IG窗实施例中，图1和图2的涂层8或8'能够如图3所示(第二表面)设置在IG单元的外侧基板的内壁上，和/或在内侧基板的内壁上，或者在其他实施例中在任何其他适合的位置。如图3所示，所示出的IG窗单元能够包括一对间隔开的玻璃基板1、30，每个玻璃基板厚约3-19mm，并且在特定示例中，其中至少一个玻璃基板涂覆有涂层8、8’，并且，基板之间的绝缘间隔34能够是约5至30mm，更优选为约10至20mm，最优选为约16mm。间隔物32能够围绕外围而设置，以使玻璃基板彼此间隔开并保持间隔34。在特定优选实施例中，图1和图2中所示的玻璃基板能够是如图3所示的IG窗单元的外侧玻璃基板1，并且涂层8、8’能够设置在外侧玻璃基板1的内表面上(即，IG窗单元的第二表面)。在特定示例实施例中，IG单元中的基板之间的间隔能够用空气和/或氩气进行填充。也能够使用具有三个玻璃基板/窗格的IG窗单元。
回到图1的实施例，能够使用与本文所讨论的一个或多个需求一致的各种厚度。根据本发明的特定示例实施例，为实现所期待的灰色玻璃侧面反射颜色以及低SF值和/或SHGC值，在特定示例实施例中的示例性厚度(以埃为单位)和用于图1的具体的玻璃基板1上的各个层的材料如下(以逐渐远离玻璃基板1的顺序列出)：
表1(为实现图1实施例的灰色和低SF/SHGC的厚度)
表1涉及例如图1的实施例(或者在图3的IG窗单元中使用的图1实施例)，其玻璃侧面反射通常是灰色并能够期待低SF值和/或SHGC值。并且，惊讶地发现，在图1的实施例中，使用表1中所讨论的厚度以及对图1的涂层8进行如下设计时，能够在实现灰色玻璃侧面反射颜色的同时结合低SF值和低SHGC值和低玻璃侧面反射可见光反射率(RG/外部/外侧Y)：(i)IR反射层3和5(例如，是或包括NbZr或其氮化物)具有实质相同的厚度，即加/减
是指相同的厚度，(ii)层2/层6的厚度比至少为1.5，更优选至少为2.0，和(iii)层4/层6的厚度比至少为1.4，更优选至少为1.7。应注意，单片测量和/或在IG窗单元中的理想的灰色(其中包括黑色)颜色(例如，玻璃侧面反射/外反射)，其特点为：a*值为从-3.0至+5.0、更优选为-2.0至+4.0、最优选-1.0至+3.0；与b*值为-10.0至+2.0、更优选为-9.0至-1.0、最优选为-8.0至-4.0结合；与玻璃侧面反射/外反射L*值为20-42、更优选为23-35、最优选为25-33结合；与可见光透射率(TY或Tvis)不大于16％(例如7-16％)结合。
在特定示例实施例中，IR反射层3和5能够是与上述相同或实质相同的材料(例如，NbZr和/或其氮化物)。在特定示例实施例中，所述层3和/或5是金属的、或实质上是金属的，并且提供在氮化物层(例如，基于氮化硅的层2、4、6)之间，由此在可能的热处理(例如，热回火、热弯曲，和/或热强化)期间，减少或防止IR反射层的氧化，从而允许在多个角度的热处理之后实现可预测的颜色。
在特定示例实施例中，经过HT的颜色稳定性能够使得经过热处理与未经过热处理的涂层或层系统基本匹配。换句话说，在单片和/或IG应用中，在本发明的某些实施例中，具有相同的涂层系统的两个玻璃基板(一个在沉积后进行HT而另一个未进行HT)用肉眼观察时实质上相同。
在任何可选的例如热回火的热处理(HT)之前和/或之后，根据图1的(或图1、3)的本发明的特定示例实施例的涂覆制品所具有的颜色/光学特性如下表2(测量单片和/或IG单元)所示。应注意，下标“G”代表玻璃侧面反射率，下标“T”代表透射率，下标“F”代表膜侧面反射率。如本领域所知，玻璃侧面(G)是指从涂覆制品的玻璃侧面(与层/膜侧面相对)观察。膜侧面(F)是指从提供有涂层的涂覆制品的侧面观察。表3列出了在进行HT之后的根据本发明特定示例实施例的涂覆制品的某些特性，例如对于所有颜色的热回火(对于表3的单片测量)。表2中示出的特征适用于本文的HT和未HT的涂覆制品，除此之外，表3中的热稳定性数据涉及HT涂覆制品并且证明了HT的稳定性。
表2：颜色/光学特性(图1实施例的单片和/或IG单元)
表3：热稳定性(HT之后的图1；除表2外)
参考图2的实施例，能够使用与本文所讨论的一个或多个需求一致的各种厚度。根据本发明的特定示例实施例，为实现所期待的灰色玻璃侧面反射颜色以及低SF值和/或SHGC值，在特定示例实施例的玻璃基板1上的图2的涂层8’的各个层的示例厚度(埃)和材料如下(以逐渐远离玻璃基板1的顺序列出)：
表4(为实现图2实施例的灰色和低SF/SHGC的厚度)
表4涉及例如图2的实施例(或者在图3的IG窗单元中使用的图2实施例)，其玻璃侧面反射通常是灰色并能够期待低SF值和/或SHGC值。并且，惊讶地发现，在图2的实施例中，使用表4中所讨论的厚度以及对图2的涂层8’进行设计而满足如下的一种或多种时，能够在实现灰色玻璃侧面反射颜色的同时结合低SF值和低SHGC值和低玻璃侧面反射可见光反射率(RG/外侧/外部Y)：(i)IR反射层5和15(例如，是或包括NbZr或其氮化物)具有实质相同的厚度，即加/减
是指相同的厚度，(ii)电介质层4和层16具有实质上相同的厚度，即加/减10％是指相同的厚度(iii)层6/层4的厚度比至少为1.1，和(iv)层6/层2的厚度比至少为2，更优选至少为3。
在特定示例实施例中，IR反射层3、5和15能够是与上述相同或实质相同的材料(例如，NbZr和/或其氮化物)。在特定示例实施例中，所述层3、5和/或15是金属的、或实质上是金属的，并且提供在氮化物层(例如，基于氮化硅的层2、4、6、16)之间，由此在可能的热处理(例如，热回火、热弯曲，和/或热强化)期间，减少或防止IR反射层的氧化，从而允许在多个角度的热处理之后实现可预测的颜色。
在经过任何可选的例如热回火的热处理(HT)之前和/或之后，在本发明的特定示例实施例中，根据图2(或图2、3)的实施例的涂覆制品具有如下表5(单片测量和/或在IG单元中)所示的颜色/光学特性。下面的表6说明了经过例如对于所有颜色的热回火(对于表6为单片测量)的HT之后的根据本发明特定示例实施例的涂覆制品的特定特性。表5中示出的特征适用于根据图2(或图2至图3)的实施例的HT和未HT的涂覆制品，除此之外，表6中的热稳定性数据涉及HT涂覆制品并且证明了HT的稳定性。
表5:颜色/光学特性(图2的实施例的单片或IG)
表6：热稳定性(HT后的图2；除表5外)
仅作为示例，实施例1-3示出了本发明的不同示例实施例，同时示出了比较例1-2。
实施例
实施例1和3是图1所示的透明玻璃基板上的叠层，实施例2是图2所示的透明玻璃基板上的叠层。全部进行单片测量，进行热处理，之后再次测量。也能够如图3所示放入IG窗单元。每个实施例中的氮化硅层是通过在包括氩气和氮气的环境中溅射硅(掺杂有约8％Al)目标来沉积。玻璃基板1和30是透明的并且厚度为6mm，并且，IG窗单元中的间隔34的厚度为12mm。每个实例中的NbZr层是通过在包括氩和少量氮气的环境中溅射约90/10的Nb/Zr磁控溅射目标来沉积。还提供比较例1-2，用于比较的目的。层的厚度单位为埃
表7:实施例的叠层
在进行回火(HT)之前单片测量的根据本发明实施例1-3和比较例1-2具有以下特征(退火和未-HT，单片)(Ill.C,2°观察者)。应注意，“RGY(45°角)”表示与法线成45度角的可见玻璃侧面反射率。
表8:单片测量，退火(回火前)
从上面的表8可以看出，在任何可选的热回火之前的单片测量，仅实施例1-3具有(i)所期待的灰色玻璃侧面反射可见颜色，(ii)低SF值/SHGC值的组合，及(iii)低玻璃侧面可见反射率(RGY)。能够从上面看出，比较例2至少因为它不能实现如本文所定义的灰色玻璃侧面反射颜色(例如，a*G的值为-10，高L*G值，和比较例2的高可见光透射值)，并且具有高的玻璃侧面反射率，是不期待的。在比较例中，唯一能够可论证地实现玻璃侧面反射a*和b*值的是比较例1，但是比较例1的问题在于，其SF值和SHGC值太高并且可见光透射率高达19％，此外，其玻璃侧面反射率(RGY)也高于实施例1-2。此外，比较例1的a*F值相当高。比较例2的SF值和SHGC值也非常高。从表8中能够看出，相比比较例1-2，实施例1-3的SF值和SHGC值得到改善(更低)。因此，可以看出，通过在各个电介质层之间提供两个或多个IR反射层(例如，是或包括NbZr和/或NbZrNx)，以及特定的厚度参数，能够同时实现所期待的灰色玻璃侧面反射颜色和低SF值/SHGC值。并且可选地，这些所期待的特征能够与低玻璃侧面反射率组合实现。由此，这种涂层在需要时提供改进的颜色控制和/或范围，并且提供指示在温暖环境中保持房间凉爽的能力的低SF值/SHGC值。
在经过回火(HT)后进行单片测量，根据本发明的实施例1-3具有以下特征(HT，单片)(Ill.C，2°观察者)。表9中提供了针对比较例1-2的预-HT数据，该数据不会由于HT而显著改变。
表9：实施例1-3经过热回火(HT)之后进行单片测量
从上面的表9中可以看出，在热回火(HT)之后，仅实施例1-3具有(i)所期待的灰色玻璃侧面反射可见颜色，(ii)低SF值/SHGC值，和(iii)低玻璃侧可见反射率(RGY)的组合。上面表8中所讨论的对于实施例1-3与比较例1-2的比较，同样适用于此。
在进行回火之前对如图3所示(在第二表面具有涂层)的IG窗单元进行测量，根据本发明的实施例1-3以及比较例1-2具有以下特征(退火及未-HT，IG单元)(Ill.C，2°观察者)。
表10：IG单元，退火(在可选的回火之前)
从上面的表10可以看出，在进行任何可选的回火之前对如图3所示的IG窗单元进行测量，仅实施例1-3具有(i)所期待的灰色玻璃侧面反射可见颜色，(ii)低SF值/SHGC值的组合，和(iii)低玻璃侧面可见反射率(RGY)的结合。能够从上面看出，比较例2不期待的，至少因为它不能实现如本文所定义的灰色玻璃侧面反射颜色(例如，注意a*G的值为-10，高的L*G值，和比较例2的高可见光透射值)，并且具有高的玻璃侧面反射率。在比较例中，唯一能够可论证地实现玻璃侧面反射a*和b*值的是比较例1，但是比较例1的问题在于，其SF和SHGC值太高并且其可见光透射率高达19％，而且其玻璃侧面反射率(RGY)也高于实施例1-2。此外，比较例1的a*F值相当高。比较例2的SF值和SHGC值也非常高。从表8中能够看出，相比比较例1-2，实施例1-3的SF值和SHGC值得到改善(更低)。因此，可以看出，通过在各个电介质层之间提供两个或多个IR反射层(例如，是或包括NbZr和/或NbZrNx)，以及特定的厚度参数，能够同时实现所期待的灰色玻璃侧面反射颜色和低SF值/SHGC值。并且可选地，这些所期待的特征能够与低玻璃侧面反射率组合实现。由此，这种涂层在需要时提供改进的颜色控制和/或范围，并且提供指示在温暖环境中保持房间凉爽的能力的低SF值/SHGC值。
在经过回火(HT)之后在IG窗单元中测量，根据本发明的实施例1-3具有以下特征(HT，IG单元)(Ill.C，2°观察者)。表11中提供了对比较例1-2的预-HT的IG单元数据，该数据不会由于HT而显著改变。
表11：对实施例1-3的IG单元进行热回火(HT)之后
从上面的表11可以再次看出，在IG窗单元中的热回火(HT)之后，仅实施例1-3具有(i)所期待的灰色玻璃侧面反射可见颜色，(ii)低SF值/SHGC值，和(iii)低玻璃侧可见反射率(RGY)的组合。在表8和10中所讨论的对于实施例1-3与比较例1-2的比较，同样适用于此。
实施例4
如图2所示，实施例4的叠层与实施例2类似。实施例4如下：玻璃(5.8mm透明)/Si3Nx(13nm)/NbZr(1.8nm)/Si3Nx(47.8nm)/NbZr(4.1nm)/Si3Nx(55.5nm)/NbZr(3.4nm)/Si3Nx(44.7nm)/ZrOx(3nm)。实施例4具有与上述实施例2类似的SF值和SHGC值，实现了灰色玻璃侧面反射颜色，并且涂覆(在热回火之前)有以下光学特性：TY 12.5％；a*T 1.0；b*T1.0；RG/外Y 7.0％；a*G-1.8；b*G-3.0；RF/内8.0％；a*F-3.5；及b*F 4.0。热回火(热处理)后的实施例4具有以下光学特性：TY 11.5％；a*T 1.0；b*T-1.0；RG/外Y 6.5％；a*G-1.3；b*G-4.5；RF/内8.0％；a*F-3.0；及b*F 4.0。
以上指出，在本发明的特定示例实施例中，IR反射层3、5,15中的一个，两个或全部可以是或包括NiCrMo和/或NiCrMoNx。在这样的实施例中，IR反射层3、5,15中的一个，两个或全部，举例来说，能够是或包括C22或其氧化物和/或氮化物。下表12显示了NiCrMo系合金C22的示例性组成。
表12：NiCrMo系合金C22(重量％)
对于上述公开内容，许多其他特征、修改和改进对于本领域技术人员是显而易见的。因此，上述其他特征、修改，和改进被认为是本发明的一部分，本发明的范围由权利要求所确定。
Claims (67)
1.一种涂覆制品，具有灰色玻璃侧面反射颜色并包括由玻璃基板支撑的层系统，所述层系统包括：
包括氮化硅的第一电介质层；
第一红外反射层，包括NbZr，在所述玻璃基板上并至少在包括氮化硅的所述第一电介质层之上；
第二电介质层，包括氮化硅，在所述玻璃基板上，并至少在包括氮化硅的所述第一电介质层及包括NbZr的第一红外反射层之上；
第二红外反射层，包括NbZr，在所述玻璃基板上，并至少在包括氮化硅的所述第二电介质层之上；
其中，包括氮化硅的所述第二电介质层直接位于包括NbZr的所述第一红外反射层和所述第二红外反射层之间，并与所述第一红外反射层和所述第二红外反射层接触；
第三电介质层，包括氮化硅，在所述玻璃基板上，并至少在包括NbZr的第二红外反射层之上，
其中，所述涂覆制品不具有基于Ag和/或Au的金属红外反射层；
其中，所述涂覆制品具有：包括玻璃侧面反射a*值为-3.0至+5.0，玻璃侧面反射b*值为-10.0至+2.0，玻璃侧面反射L*值为20-42，及可见光透射率不大于16％的灰色玻璃侧面反射颜色，并且
其中，所述涂覆制品(i)当单片测量时，SF值不大于0.33且SHGC值不大于0.39，和/或(ii)当为具有两个玻璃基板的中空玻璃窗单元时，SF值不大于0.23，SHGC值不大于0.27。
2.根据权利要求1所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品的玻璃侧面反射a*值为-2.0至+4.0。
3.根据权利要求1所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品的玻璃侧面反射b*值为-9.0至-1.0。
4.根据权利要求1所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品的玻璃侧面反射b*值为-8.0至-4.0。
5.根据权利要求1所述的涂覆制品，其中，包括NbZr的所述第一红外反射层和所述第二红外反射层中的至少一个被氮化。
6.根据权利要求1所述的涂覆制品，其中，包括NbZr的所述第一红外反射层和所述第二红外反射层中的每个包括NbZrNX。
7.根据权利要求1所述的涂覆制品，其中，包括NbZr的所述第一红外反射层和所述第二红外反射层中的每个，基于原子百分比，相比Zr包括更多的Nb。
8.根据权利要求1所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品经过热处理，并且在热处理之后和/或由于热处理而具有不大于3.0的玻璃侧面反射ΔE*值。
9.根据权利要求1所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品的可见光透射率为6-16％。
10.根据权利要求1所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品的可见光透射率为7-14％。
11.根据权利要求1所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品包括中空玻璃窗单元。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品包括单片式窗单元。
13.根据权利要求1-11中任一项所述的涂覆制品，其中，所述第一红外反射层和所述第二红外反射层中的至少一个不含氧。
14.根据权利要求1-11中任一项所述的涂覆制品，其中，所述层系统还包括外涂层，所述外涂层包括锆的氧化物。
15.根据权利要求1-11中任一项所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品具有不大于20％的玻璃侧面可见反射率。
16.根据权利要求1-11中任一项所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品具有不大于8％的玻璃侧面可见反射率。
17.根据权利要求1-11中任一项所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品的玻璃侧面反射L*值为23-35。
18.根据权利要求1-11中任一项所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品的玻璃侧面反射L*值为25-33。
19.根据权利要求1-11中任一项所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品的薄膜侧面反射a*值为-4.0至+4.0。
20.根据权利要求1-11中任一项所述的涂覆制品，其中，所述层系统仅包括两个红外反射层，并且主要由包括氮化硅的所述第一电介质层，包括NbZr的所述第一红外反射层，包括氮化硅的所述第二电介质层，包括NbZr的所述第二红外反射层，包括氮化硅的所述第三电介质层，以及可选的包括锆的氧化物的外涂层组成。
21.根据权利要求1-11中任一项所述的涂覆制品，其中，所述第一红外反射层和所述第二红外反射层具有基本上相同的厚度，是指它们为相同的厚度加/减
22.根据权利要求1-11中任一项所述的涂覆制品，其中，所述第一电介质层/第三电介质层的厚度比至少为1.5。
23.根据权利要求1-11中任一项所述的涂覆制品，其中，所述第一电介质层/第三电介质层的厚度比至少为2.0。
24.根据权利要求1-11中任一项所述的涂覆制品，其中，所述第二电介质层/第三电介质层6的厚度比至少为1.4。
25.根据权利要求1-11中任一项所述的涂覆制品，其中，所述第二电介质层/第三电介质层6的厚度比至少为1.7。
26.根据权利要求1-11中任一项所述的涂覆制品，其中，所述层系统还包括：
第三红外反射层，包括NbZr，在所述玻璃基板上，并且至少在包括氮化硅的所述第三电介质层之上；
第四电介质层，包括氮化硅，在所述玻璃基板上，并至少在包NbZr的所述第三红外反射层之上。
27.根据权利要求26所述的涂覆制品，其中，所述第二红外反射层和所述第三红外反射层具有基本上相同的厚度，是指它们为相同的厚度加/减
28.根据权利要求26所述的涂覆制品，其中，所述第三电介质层/第一电介质层的厚度比至少为2。
29.根据权利要求26所述的涂覆制品，其中，所述第三电介质层/第一电介质层的厚度比至少为4。
30.根据权利要求1-11中任一项所述的涂覆制品，其中，包括NbZr的红外反射层的至少一个还包括氧。
31.根据权利要求1-11中任一项所述的涂覆制品，其中，包括NbZr的红外反射层的至少一个是金属的。
32.根据权利要求1-11中任一项所述的涂覆制品，其中，所述层系统包括外涂层，所述外涂层包括锆的氧化物，并且其中，包括氮氧化硅的层位于包括锆的氧化物的所述外涂层之下，并与所述外涂层接触。
33.根据权利要求1-11中任一项所述的涂覆制品，其中，所述层系统包括外涂层，所述外涂层包括锆的氧化物，并且其中，包括氮氧化硅锆的层位于包括锆的氧化物的所述外涂层之下，并与所述外涂层接触。
34.根据权利要求1-11中任一项所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品(i)当单片测量时，SF值不大于0.32且SHGC值不大于0.37，和/或(ii)当为具有两个玻璃基板的中空玻璃窗单元时，SF值不大于0.22以及SHGC值不大于0.25。
35.一种涂覆制品，具有灰色玻璃侧面反射颜色并包括由玻璃基板支撑的层系统，所述层系统包括：
第一电介质层，包括氮；
第一红外反射层，在所述玻璃基板上，并且至少在所述第一电介质层之上；
第二电介质层，包括氮，在所述玻璃基板上，并至少在所述第一电介质层和第一红外反射层之上；
第二红外反射层，在所述玻璃基板上，至少在所述第二电介质层之上；
第三电介质层，包括氮，在所述玻璃基板上，并至少在第二红外反射层之上，
其中，所述第一红外反射层及所述第二红外反射层中的至少一个包括NbZr、NbZrNX、NiCr、NiCrNX、NiCrMo、NiCrMoNX、NbCr、NbCrNX、Nb和NbNX中的一种或多种；
其中，所述涂覆制品不具有基于Ag和/或Au的金属红外反射层；
其中，所述涂覆制品的玻璃侧面可见光反射率不大于8％；
其中，所述涂覆制品具有：包括玻璃侧面反射a*值为-3.0至+5.0，玻璃侧面反射b*值为-10.0至+2.0，玻璃侧面反射L*值为20-42，及可见光透射率不大于16％的灰色玻璃侧面反射颜色，并且
其中，所述涂覆制品(i)当单片测量时，SF值不大于0.33且SHGC值不大于0.39，和/或(ii)当为具有两个玻璃基板的中空玻璃窗单元时，SF值不大于0.23，SHGC值不大于0.27。
36.根据权利要求35所述的涂覆制品，其中，所述第一电介质层、第二电介质层，和第三电介质层中的每个包括氮化硅。
37.根据权利要求35所述的涂覆制品，其中，红外反射层包括NbZr。
38.权利要求35所述的涂覆制品，其中，红外反射层包括NbZr的氮化物。
39.根据权利要求35所述的涂覆制品，其中，红外反射层包括NiCrMo。
40.根据权利要求35所述的涂覆制品，其中，红外反射层包括NiCrMo的氮化物。
41.根据权利要求35所述的涂覆制品，其中，一个或多个红外反射层的金属含量按金属％包括54-58重量％的Ni、20-22.5重量％的Cr，及
12.5-14.5重量％的Mo。
42.根据权利要求35所述的涂覆制品，其中，红外反射层不与其他任何金属的或基本上金属的红外反射层或阻隔层物理接触。
43.根据权利要求35所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品的玻璃侧面反射a*值为-2.0至+4.0。
44.根据权利要求35所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品的玻璃侧面反射b*值为-9.0至-1.0。
45.根据权利要求35所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品的玻璃侧面反射b*值为-8.0至-4.0。
46.根据权利要求35所述的涂覆制品，其中，所述第二电介质层直接位于所述第一红外反射层和所述第二红外反射层之间并与其接触。
47.根据权利要求35-46中任一项所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品经过热处理，并且在热处理之后和/或由于热处理而具有不大于3.0的玻璃侧面反射ΔE*值。
48.根据权利要求35-46中任一项所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品的可见光透射率为6-16％。
49.根据权利要求35-46中任一项所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品的可见光透射率为7-14％。
50.根据权利要求35-46中任一项所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品包括中空玻璃窗单元或单片式窗单元。
51.根据权利要求35-46中任一项所述的涂覆制品，其中，红外反射层不含氧。
52.根据权利要求35-46中任一项所述的涂覆制品，其中，所述层系统还包括外涂层，所述外涂层包括锆的氧化物。
53.根据权利要求35-46中任一项所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品的玻璃侧面反射L*值为23-35。
54.根据权利要求35-46中任一项所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品的玻璃侧面反射L*值为25-33。
55.根据权利要求35-46中任一项所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品的膜侧面反射a*值为-4.0至+4.0。
56.根据权利要求35-46中任一项所述的涂覆制品，其中，所述层系统仅包括两个红外反射层，并且主要由包括氮化硅的所述第一电介质层，包括NbZr的所述第一红外反射层，包括氮化硅的所述第二电介质层，包括NbZr的所述第二红外反射层，包括氮化硅的所述第三电介质层，以及可选的包括锆的氧化物的外涂层组成。
57.根据权利要求35-46中任一项所述的涂覆制品，其中，所述第一红外反射层和所述第二红外反射层具有基本上相同的厚度，是指它们为相同的厚度加/减
58.根据权利要求35-46中任一项所述的涂覆制品，其中，所述层系统具有一个或多个下列特征：(a)所述第一电介质层/所述第三电介质层的厚度比至少为1.5；和/或(b)第二电介质层/所述第三电介质层6的厚度比至少为1.4。
59.根据权利要求58所述的涂覆制品，其中，所述第一电介质层/所述第三电介质层的厚度比至少为2.0。
60.根据权利要求58所述的涂覆制品，其中，第二电介质层/所述第三电介质层6的厚度比至少为1.7。
61.根据权利要求35-46中任一项所述的涂覆制品，其中，所述层系统还包括，至少在所述第二红外反射层及所述第三电介质层之上的第三红外反射层；及至少在所述第三红外反射层之上的第四电介质层。
62.根据权利要求61所述的涂覆制品，其中，所述第二红外反射层和所述第三红外反射层具有基本上相同的厚度，是指它们为相同的厚度加/减
63.根据权利要求35-46中任一项所述的涂覆制品，其中，所述第三电介质层/所述第一电介质层的厚度比为至少2。
64.根据权利要求35-46中任一项所述的涂覆制品，其中，所述第三电介质层/所述第一电介质层的厚度比为至少4。
65.根据权利要求35-46中任一项所述的涂覆制品，其中，所述层系统包括外涂层，所述外涂层包括锆的氧化物，并且其中包括氮氧化硅的层位于包括锆的氧化物的所述外涂层之下，并与所述外涂层接触。
66.根据权利要求35-46中任一项所述的涂覆制品，其中，所述层系统包括外涂层，所述外涂层包括锆的氧化物，并且其中包括氮氧化硅锆的层位于包括锆的氧化物的所述外涂层下并与所述外涂层接触。
67.根据权利要求35-46中任一项所述的涂覆制品，其中，所述涂覆制品(i)当单片测量时，SF值不大于0.32以及SHGC值不大于0.37，和/或(ii)当为具有两个玻璃基板的中空玻璃窗单元时，SF值不大于0.22以及SHGC值不大于0.25。
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