CN203371863U - 具有反射热辐射的涂层的片材 - Google Patents

Abstract

具有反射热辐射的涂层的片材。本实用新型涉及一种片材，包括至少一个衬底（1）和在衬底（1）的至少一个表面上的至少一个反射热辐射的涂层（2），其中衬底（1）上的涂层（2）至少包括附着层（3），在附着层（3）上方的功能层（4），所述功能层包含至少一种透明的、可导电的氧化物（TCO），在功能层（4）上方的介电阻挡层（5），用于调节氧气扩散，以及在阻挡层（5）上方的抗反射层（6），并且其中阻挡层（5）具有10nm至40nm的厚度。

Description

具有反射热辐射的涂层的片材

技术领域

本发明涉及具有反射热辐射的涂层的片材。

背景技术

机动车的内部空间在夏天在高环境温度以及强烈的直接太阳光辐射的情况下可能被剧烈加热。如果外部温度低于机动车内部空间中的温度，这尤其是在冬天会出现，则冷的片材作用为吸热设备，其让乘客觉得不舒服。还必须提供空调的高加热功率，以避免经由机动车片材对内部空间的冷却。

反射热辐射的涂层（所谓的低E涂层）是公知的。这样的涂层尤其是反射在红外范围中的太阳辐射的显著部分，这在夏天会导致机动车内部空间的加热被减弱。当所述涂层被施加在片材的朝向机动车内部空间的表面上时，所述涂层还减少了被加热的片材的长波热辐射向机动车内部空间的发射。此外，这样的涂层在冬天外部温度低的情况下减少内部空间的热向外部环境的辐射。

反射热辐射的涂层例如可以包含由铌、钽或锆组成的功能层。这样的涂层例如由US20110146172A1、EP1218307B1和EP2247549A2公知。这样的涂层导致片材在可见光谱范围中的透射明显被降低。所述涂层因此不能用于以下片材：对于这些片材必须遵守关于透射的法律规定，例如挡风片材或前侧窗片材。还公知具有由银组成的功能层的反射热辐射的涂层，例如由EP877006B1、EP1047644B1和EP1917222B1公知。但是这样的涂层容易被腐蚀并且没有足够的机械稳定性。因此这些涂层不能被施加在片材的朝向机动车内部空间的表面上，在那里涂层会被至于大气和其它环境影响下。

通常片材应当在涂层被施加之后经受热处理和机械转换。用于机动车领域的片材、例如挡风片材、侧窗片材和后窗片材在此典型地弯曲并且通常配备有预应力或部分预应力。

发明内容

本发明的任务在于提供一种具有反射热辐射的涂层的改进的片材以及一种制造所述片材的方法。所述涂层应当是透明的和耐腐蚀的，并且在片材弯曲和有预应力的情况下不会被损坏。

本发明的任务根据本发明通过根据权利要求1的具有反射热辐射的涂层的片材解决。优选的实施方式由从属权利要求给出。

本发明的片材包括至少一个衬底和在衬底的至少一个表面上的至少一个反射热辐射的涂层，其中衬底上的涂层至少包括

-附着层，

-在附着层上方的功能层，所述功能层包含至少一种透明的、可导电的氧化物（TCO），

-在功能层上方的介电阻挡层，用于调节氧气扩散，以及

-在阻挡层上方的抗反射层，

其中阻挡层具有10nm至40nm的厚度。

如果第一层设置在第二层上方，则这在本发明的含义下意味着该第一层比第二层设置得更远离衬底。如果第一层设置在第二层下方，则这在本发明的含义下意味着第二层比第一层设置得更远离衬底。

如果第一层设置在第二层上方或下方，则这在本发明的含义下并不一定意味着第一层和第二层相互直接接触。只要未明确排除，在第一层和第二层之间可以设置一个或多个另外的层。

如果层或其它元件包含至少一种材料，则这在本发明的含义下包括层由该材料组成的情况。

本发明的反射热辐射的涂层在可见光谱范围中具有小的吸收和小的反射，并且因此具有高透射率。涂层因此还可以用于其中透射率的明显降低是不期望的（例如在建筑物的窗户片材的情况下）或者是法律禁止（例如在机动车中的挡风片材或前侧窗片材的情况下）的片材。这就是本发明的一大的优点。此外本发明的涂层是防腐蚀的。因此所述涂层可以被施加在衬底的表面上，所述表面被设置用于在片材的装入位置中朝向内部空间，例如机动车或建筑物的内部空间。在该表面上，本发明的涂层特别有效地在夏天减少片材的热辐射向内部空间的发射以及在冬天减少热被辐射到外部环境中。

已经表明，功能层的氧含量对反射热辐射的涂层在发射率、可见光谱范围中的透射率和可弯曲性方面起着决定性的影响。氧含量过小导致可见光的高吸收并由此导致小的透射率。氧含量过小还导致过高的面电阻并由此导致过高的发射率。此外，氧含量过小导致明显的、通常不期望的颜色印象。功能层的氧含量过高导致功能层在弯曲时遭到损坏。这样的损坏尤其是表现为功能层内的裂缝。氧含量过高与氧含量过小一样还导致过高的面电阻并由此导致过高的发射率。

本发明片材的内部空间侧的发射率优选小于或等于25%，特别优选的小于或等于20%。在此，内部空间侧的发射率表示说明片材在装入位置中与理想的热辐射器（黑色体）相比将多少热辐射发射到内部空间中（例如建筑物或机动车的内部空间中）的度量。在本发明的含义下，发射率应被理解为根据标准EN12898在283K时的正常发射率。本发明的涂层的面电阻优选是10欧姆/平方面积至30欧姆/平方面积。本发明的涂层在可见光谱范围中的吸收优选是大约1%至大约15%，特别优选的是大约1%至大约7%。涂层的吸收在此是可以被确定的，其方式是测量被涂层的片材的吸收并且减去未被涂层的片材的吸收。从配备有本发明涂层的侧来看，本发明的片材在反射的情况下优选具有-15至+5的颜色值a*和-15至+5的颜色值b*。说明a*和b*涉及根据色度模型（L*a*b*颜色空间）的颜色坐标。

为了达到针对发射率、面电阻、吸收和反射中的颜色值所说明的优选值，可以在施加了反射热辐射的涂层之后对衬底进行温度处理。衬底在此过程中优选被加热到至少200℃的温度，特别优选的是至少300℃的温度。这样的温度处理尤其是影响了功能层的结晶度，并且导致本发明涂层的透射率得到改善。该温度处理还减小了涂层的面电阻，这导致发射率的减小。

功能层在被施加之后以及在温度处理之前优选具有氧含量，使得本发明涂层的面电阻是50欧姆/平方面积至250欧姆/平方面积，特别优选的是80欧姆/平方面积至150欧姆/平方面积。功能层的比电阻在施加了涂层之后以及在温度处理之前优选是500*10^-6欧姆*cm至3500*10^-6欧姆*cm，特别优选的是1000*10^-6欧姆*cm至2000*10^-6欧姆*cm。涂层在可见光谱范围中的吸收在被施加之后以及在温度处理之前优选是8%至25%，特别优选的是13%至20%。氧含量例如在通过阴极溅射施加功能层时可以通过选择靶和/或通过气氛的氧含量来受到影响。适合于所说明的范围中的面电阻和吸收的氧含量可以通过专业人员例如通过仿真或试验来确定。

已经表明，温度处理由于氧气的扩散而导致功能层的氧化。通过本发明的阻挡层，可以影响功能层被氧化的程度。本发明的用于阻挡层厚度的范围10nm至40nm在可见光的透射率、面电阻以及尤其是涂层的可弯曲性方面是特别有利的。更薄的阻挡层导致功能层在温度处理之后的氧含量过高。更厚的阻挡层导致功能层在温度处理之后的氧含量过低。阻挡层对功能层的氧含量的影响是本发明的另一个大的优点。

阻挡层的厚度优选是10nm至30nm，特别优选的是12nm至30nm，完全特别优选的是15nm至25nm并尤其是18nm至22nm。由此在可见光的透射率、面电阻和可弯曲性方面实现了特别好的结果。但是阻挡层的厚度也可以例如是10nm至18nm或12nm至18nm。

阻挡层还影响本发明涂层的防腐蚀性。更薄的阻挡层导致涂层针对潮湿气氛的更强的易腐蚀性。涂层的腐蚀尤其是导致通过涂层对可见光的吸收的明显升高。

此外阻挡层影响反射热辐射的涂层的光学特性，尤其是影响在反射光时的颜色印象。阻挡层根据本发明是介电的。阻挡层材料的折射率优选大于或等于功能层材料的折射率。阻挡层材料的折射率特别优选的是1.7至2.3。

所说明的折射率的值是在波长550nm的情况下测量的。

阻挡层优选包含至少一种氧化物和/或氮化物。氧化物和/或氮化物可以化学计量或非化学计量地组成。阻挡层特别优选的是至少包含氮化硅（Si₃N₄）。这在阻挡层影响功能层的氧化并且影响片材的光学特性方面是特别有利的。氮化硅可以具有杂质，例如钛、锆、硼、铪和/或铝。完全特别优选的是，氮化硅被用铝掺杂（Si₃N₄:Al）或用锆掺杂（Si₃N₄:Zr）或用硼掺杂（Si₃N₄:B）。这在光学特性——涂层的可弯曲性、光滑度和发射率——以及例如通过阴极溅射施加阻挡层的速度方面是特别有利的。

氮化硅优选借助磁场辅助的阴极溅射用至少包含硅的靶来沉积。用于沉积包含掺杂铝的氮化硅的阻挡层的靶优选包含80重量百分比至95重量百分比的硅和5重量百分比至20重量百分比的铝，以及由制造决定的混合物。用于沉积包含掺杂硼的氮化硅的阻挡层的靶优选包含99.9990重量百分比至99.9999重量百分比的硅和0.0001重量百分比至0.001重量百分比的硼，以及由制造决定的混合物。用于沉积包含掺杂锆的氮化硅的阻挡层的靶优选包含60重量百分比至90重量百分比的硅和10重量百分比至40重量百分比的锆，以及由制造决定的混合物。氮化硅的沉积优选在输送氮气作为反应气体的情况下在阴极溅射期间进行。

在施加本发明的涂层之后的温度处理时，氮化硅可以部分地被氧化。于是作为Si₃N₄沉积的阻挡层在温度处理之后包含Si_xN_yO_z，其中氧含量典型地是0原子百分比至35原子百分比。

但是阻挡层可替换的也可以例如至少包含WO₃、Nb₂O₅、Bi₂O₃、TiO₂、Zr₃N₄和/或AlN。

附着层导致沉积在附着层上方的层持续稳定地附着在衬底上。如果衬底由玻璃组成，则附着层进一步防止从衬底扩散出来的离子富集在与功能层的交界区域中，尤其是钠离子。这样的离子可能导致功能层的腐蚀和小的附着。因此附着层在功能层的稳定性方面是特别有利的。

附着层的材料优选具有在衬底的折射率范围中的折射率。附着层的材料优选具有小于功能层材料的折射率。附着层优选包含至少一种氧化物。附着层特别优选地包含二氧化硅（SiO₂）。这对于沉积在附着层上面的层附着在衬底上是特别有利的。二氧化硅可以具有掺杂物，例如氟、碳、氮、硼、磷和/或铝。完全特别优选的，二氧化硅被用铝掺杂（SiO₂:Al）、用硼掺杂（SiO₂:B）或用锆掺杂（SiO₂:Zr）。这在涂层的光学特性以及例如通过阴极溅射施加附着层的速度方面是特别有利的。

二氧化硅优选借助磁场辅助的阴极溅射用至少包含硅的靶来沉积。用于沉积包含掺杂铝的二氧化硅的附着层的靶优选包含80重量百分比至95重量百分比的硅和5重量百分比至20重量百分比的铝，以及由制造决定的混合物。用于沉积包含掺杂硼的二氧化硅的附着层的靶优选包含99.9990重量百分比至99.9999重量百分比的硅和0.0001重量百分比至0.001重量百分比的硼，以及由制造决定的混合物。用于沉积包含掺杂锆的二氧化硅的附着层的靶优选包含60重量百分比至90重量百分比的硅和10重量百分比至40重量百分比的锆，以及由制造决定的混合物。二氧化硅的沉积优选在输送氧气作为反应气体的情况下在阴极溅射期间进行。

附着层的掺杂也可以改进施加在附着层上方的层的光滑度。层的高光滑度在本发明的片材用在机动车领域中时是特别有利的，因为由此避免了对片材的不舒服的粗糙感觉。如果本发明的片材是侧窗片材，则该侧窗片材能够以小摩擦地向密封唇口移动。

但是附着层还可以包含其它材料，例如诸如TiO₂、Al₂O₃、Ta₂O₅、Y₂O₃、ZnO和/或ZnSnO_x的其它氧化物或诸如AlN的氮化物。

附着层优选具有10nm至150nm的厚度，特别优选的是15nm至50nm，例如大约30nm。这在本发明的涂层的附着以及避免离子从衬底扩散到功能层方面是特别有利的。

在附着层的下方，还可以设置附加的促进附着的层，优选具有2nm至15nm的厚度。例如，附着层可以包含SiO₂，而附加的促进附着的层可以包含诸如TiO₂、Al₂O₃、Ta₂O₅、Y₂O₃、ZnO和/或ZnSnO_x的至少一种氧化物或诸如AlN的氮化物。通过促进附着的层，本发明的涂层的附着有利地得到进一步改善。此外，促进附着的层使得可以改善颜色值和透射率或反射率的适配。

功能层具有针对热辐射的反射特性，尤其是针对红外辐射，但是在可见光谱范围中基本上是透明的。功能层根据本发明包含至少一种透明的、可导电的氧化物（TCO）。功能层材料的折射率优选是1.7至2.5。功能层优选至少包含铟锡氧化物（ITO）。由此在本发明涂层的发射率和可弯曲性方面实现特别好的结果。

铟锡氧化物优选借助磁场辅助的阴极溅射用由铟锡氧化物组成的靶来沉积。该靶优选包含75重量百分比至95重量百分比的氧化铟和5重量百分比至25重量百分比的氧化锡，以及由制造决定的混合物。铟锡氧化物的沉积优选在例如氩的保护气体氛围中进行。还可以在保护气体中添加少量的氧气，例如以改善功能层的均匀度。

替换的，靶优选可以至少包含75重量百分比至95重量百分比的铟和5重量百分比至25重量百分比的锡。于是铟锡氧化物的沉积优选在输送氧气作为反应气体的情况下在阴极溅射期间进行。

本发明片材的发射率可以通过功能层的厚度来加以影响。功能层的厚度优选是40nm至200nm，特别优选的是90nm至150nm，完全特别优选的是100nm至130nm，例如大约120nm。在针对功能层的厚度的该范围内，实现了针对发射率的特别有利的值和功能层的特别有利的能力，即克服诸如弯曲或预应力的机械变形而没有损坏。

但是功能层还可以包含其他透明的、可导电的氧化物，例如掺杂氟的氧化锡（SnO₂:F)、掺杂锑的氧化锡（SnO₂:Sb)、铟锌混合氧化物（IZO）、掺杂锗或掺杂铝的氧化锌、掺杂镍的氧化钛、锡酸镉和/或锡酸锌。

抗反射层减小在本发明片材上对可见光谱范围的反射。通过抗反射层，尤其是实现通过本发明片材在可见光谱范围中的高透射率，和对所反射的和透射的光的中和颜色印象。抗反射层还改善了功能层的防腐蚀性。抗反射层的材料优选具有比功能层材料的折射率更小的折射率。抗反射层材料的折射率优选小于或等于1.8。

抗反射层优选包含至少一种氧化物。抗反射层特别优选地包含二氧化硅（SiO₂）。这在涂层的光学特性以及功能层的防腐蚀性方面是特别有利的。二氧化硅可以具有掺杂物，例如氟、碳、氮、硼、磷和/或铝。完全特别优选的，二氧化硅被用铝掺杂（SiO₂:Al）、用硼掺杂（SiO₂:B）或用锆掺杂（SiO₂:Zr）。

但是抗反射层还可以包含其它材料，例如诸如TiO₂、Al₂O₃、Ta₂O₅、Y₂O₃、ZnO和/或ZnSnO的其它氧化物或诸如AlN的氮化物。

抗反射层优选具有20nm至150nm的厚度，特别优选的是40nm至100nm。这在可见光的小的反射率和高的透射率以及产生片材的有针对性的颜色印象和功能层的防腐蚀性方面是特别有利的。

在本发明的有利构型中，在反射热辐射的涂层上方设置覆盖层。覆盖层保护本发明的涂层免遭损坏，尤其是免遭刮擦。覆盖层优选包含至少一种氧化物，特别优选地至少包含氧化钛（TiO_x）、ZrO₂、HfO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅、Cr₂O₃、WO₃和/或CeO₂。覆盖层的厚度优选是2nm至50nm，特别优选的是5nm至20nm。由此在耐刮擦方面实现了特别好的结果。

衬底优选包含玻璃，特别优选的是平面玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、石灰碱玻璃或透明塑料，优选刚性的透明塑料，尤其是聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酸酯、聚酯、聚氯乙烯和/或它们的混合物。

衬底的厚度可以宽泛地变化并且从而突出地与具体情况下的要求相适应。优选的，使用具有标准厚度1.0mm至25mm和优选1.4mm至4.9mm的片材。衬底的大小可以宽泛地变化并且取决于本发明的应用。衬底例如在机动车制造和建筑领域中具有200cm²至20m²的常见面积。

在本发明的有利构型中，衬底在可见光谱范围中具有大于或等于70%的透射率。但是衬底也可以具有更高的透射率，例如大于或等于85%。由于本发明的涂层具有小的吸收，因此可以实现具有在可见光谱范围中的高透射率的片材，其例如适于作为挡风片材。本发明的具有反射热辐射的涂层的片材优选具有大于70%的总透射率。术语“总透射率”涉及通过ECE-R 43，附件3，§9.1设定的用于检查机动车片材的光透射性的方法。

在替换的有利构型中，给衬底染色或上色。在此，衬底优选可以具有在可见光谱范围中的小于50%、例如小于15%的透射率。由此可以实现具有本发明的透明涂层并且具有在可见光谱范围中的减小的透射率的片材。这样的染色或上色的片材例如出于美学或热学原因而可能是期望的。

在本发明的有利构型中，衬底轻微地或强烈地在一个空间方向或多个空间方向上弯曲。这样的弯曲的片材尤其是针对机动车领域中的玻璃化而出现。弯曲的片材的典型曲率半径位于大约10cm至大约40cm的范围内。弯曲半径不需要在整个片材上都是恒定的，可以在一个片材中存在强烈弯曲的区域和不那么强烈弯曲的区域。本发明的一个特殊优点是，平坦的衬底可以配备有本发明的涂层，并且该涂层在事后的弯曲工艺中不会受到损坏，所述弯曲工艺典型地在例如500℃至700℃的更高温度下实施。

在弯曲衬底上的本发明涂层的阻挡层优选具有10nm至30nm、特别优选12nm至30nm、完全特别优选15nm至25nm和尤其是18nm至22nm的厚度，例如大约20nm的厚度。这在发射率和可见光的透射率以及涂层的克服诸如衬底的弯曲或预应力的机械变形而没有损坏的能力方面是特别有利的。但是阻挡层的厚度还可以例如是10nm至18nm或12至18nm，这在材料节省和可见光的透射率方面是有利的。

原则上，涂层当然还可以被施加在弯曲的衬底上。衬底的三维形状在此优选没有阴影区域，从而例如可以通过阴极溅射对衬底进行涂层。

在本发明的替换的有利构型中，衬底是平坦的。平坦的片材例如在建筑领域中的玻璃化或在公共汽车、火车或拖拉机的大面积玻璃化中出现。当衬底的主表面（在装入位置中观察者的视线穿过该主表面）不是明显弯曲，而是基本上平坦的时，衬底在本发明的含义下是平坦的。在此，主表面不需要一定是平面平行的。

在平坦的衬底上的本发明涂层的阻挡层优选具有10nm至25nm的厚度，特别优选的是12nm至18nm和完全特别优选的是14nm至16nm，例如大约15nm。由于涂层不需要弯曲，因此阻挡层的厚度可以选择得比在具有弯曲衬底的构型中更薄。由此在温度处理之后达到功能层的更高的氧含量，所述更高的氧含量导致在减小发射率的同时减小可见光的吸收和由此提高可见光的透射率。

本发明的涂层优选被施加在衬底的表面上，该表面被设置用于在片材的装入位置中朝向内部空间，例如朝向建筑物或机动车的内部空间。这在内部空间中的热舒适度方面是特别有利的。被设置用于在片材的装入位置中朝向内部空间的表面在本发明的含义下称为内部空间侧的表面。本发明的涂层在此可以在高外部温度和太阳照射的情况下特别有效地至少部分反射由整个片材在内部空间的方向上辐射的热辐射。在低外部温度的情况下，本发明的涂层可以有效地反射从内部空间辐射的热辐射，并由此减小冷片材作为吸热装置的效果。

本发明的涂层可以整面地施加在衬底的表面上。但是衬底的表面还可以具有无涂层的区域。衬底的表面例如可以具有环绕的无涂层的边缘区域和/或用作数据传输窗口或通信窗口的无涂层的区域。片材在无涂层的区域中对于电磁辐射和尤其是红外辐射来说是可穿透的。

衬底还可以在两个表面上分别配备有本发明的反射热辐射的涂层。

在本发明的有利构型中，衬底经由至少一个热塑性中间层与盖片连接成复合片材。盖片优选被设置用于在复合片材的装入位置中朝向外部环境，而衬底朝向内部空间。但是盖片替换地还可以被设置用于在复合片材的装入位置中朝向内部空间。本发明的涂层优选设置在衬底的背离盖片的表面上。

盖片优选包含玻璃，特别优选的平面玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、石灰碱玻璃或透明塑料，优选刚性的透明塑料，尤其是聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酸酯、聚酯、聚氯乙烯和/或它们的混合物。盖片优选的具有1.0mm至25mm和特别优选1.4mm至4.9mm的厚度。

热塑性中间层优选包含热塑性塑料，例如聚乙烯丁醛（PVB）、醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、聚氨酯（PU）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或其多个层，优选具有0.3mm至0.9mm的厚度。

复合片材在优选的构型中具有大于70%的总透射率和小于或等于25%的内部空间侧的发射率。

在替换的有利构型中，复合片材具有明显减小的可见光的透射率，例如小于50%，小于15%，小于10%或小于6%。这可以通过使用染色或着色的盖片或染色或着色的衬底实现。替换的，可以使用染色的或着色的热塑性中间层，或者将染色的或着色的薄膜安置到热塑性中间层中。

在优选的构型中，衬底经由至少一个热塑性中间层与盖片连接成复合片材。衬底被设置用于在装入位置中朝向内部空间，而盖片朝向外部环境。本发明的反射热辐射的涂层被施加在衬底的背离盖片的表面上，也就是施加在衬底的内部空间侧的表面上。阻挡层的厚度是10nm至40nm，优选10nm至30nm。复合片材具有小于15%、优选小于10%的可见光的透射率，这通过染色的盖片、染色的衬底和/或染色的热塑性中间层实现。盖片和衬底可以弯曲。具有减小的透射率和本发明涂层的这样的复合片材在热舒适性方面是特别有利的，并且实现针对透过的太阳能（TTS值）的有利地小的值。反射热辐射的涂层在此减小通过染色的片材吸收的辐射能向内部空间中的辐射。在所说明的针对阻挡层厚度的范围中，本发明的涂层具有有利的可弯曲性和防腐蚀性。此外，令人吃惊地表明，通过具有最高40nm厚度的阻挡层可以实现美学的颜色值。

在特别有利的构型中，本发明的涂层被施加在衬底的朝向内部空间的表面上，其中衬底是复合片材的朝向内部空间的片材。在衬底的朝向盖片的表面上，在盖片的朝向衬底的表面上或者在热塑性中间层中的载体薄膜上还施加了太阳保护涂层。太阳保护涂层在那里有利地被保护免遭腐蚀和机械损坏。太阳保护涂层优选包括至少一个基于银的金属层或含银的合金，具有5nm至25nm的厚度。利用两个或三个功能层实现特别好的结果，这些层通过厚度为10nm至100nm的介电层相互分离。太阳保护涂层反射入射太阳辐射的在可见光谱范围之外的分量，尤其是在红外光谱范围中的分量。

通过太阳保护涂层减小通过直接的太阳辐射对内部空间的加热。此外，太阳保护涂层减小了复合片材的在太阳辐射入射的方向上设置在太阳保护涂层之后的元件的加热。通过将太阳保护涂层与本发明的用于反射热辐射的涂层相组合，有利地进一步改善了内部空间中的热舒适性。

衬底例如还可以与其它片材经由用于隔离玻璃化的间隔保持器连接。衬底还可以与多于一个的其它片材经由热塑性中间层和/或间隔保持器连接。

本发明还包括用于制造本发明的具有反射热辐射的涂层的片材的方法，其中在衬底上先后至少施加

(a)附着层，

(b)包含至少一种透明的可导电氧化物（TCO）的功能层，

(c)介电阻挡层，和

(d)抗反射层，并且

(e)所述衬底被加热到至少200℃的温度。

在本发明的有利实施中，在施加抗反射层之后施加覆盖层。

各个层通过本身公知的方法沉积，优选通过磁场辅助的阴极溅射。这在衬底的简单、快速、成本有利和均匀的涂层方面是特别有利的。阴极溅射在例如由氩组成的保护气体氛围中进行，或者在例如通过输送氧气或氮气的反应气体氛围中进行。

但是各个层也可以通过其它的专业人员公知的方法施加，例如通过蒸镀或化学气相沉积（chemical vapour deposition, CVD，）、通过等离子体辅助的气相沉积（PECVD）或者通过湿化学方法施加。

片材在方法步骤(e)中在施加了反射热辐射的涂层之后经历温度处理。在此过程中，具有本发明的涂层的衬底被加热到至少200℃的温度，特别优选的是至少300℃的温度。通过温度处理，尤其是改善了功能层的结晶度。由此明显改善了可见光的透射率和针对热辐射的反射特性。 

在本发明的方法的优选实施中，方法步骤(e)中的温度处理在弯曲工艺的范围中进行。在此过程中，具有本发明涂层的衬底在被加热状态下朝着空间的一个或多个方向弯曲。衬底被加热到的温度优选是500℃至700℃。本发明的用于反射热辐射的涂层的一个特殊优点是，其可以经历这样的弯曲工艺而不会在此过程中遭到损坏。

当然在时间上可以在该弯曲工艺之前或之后进行其它温度处理步骤。温度处理还可以替换地借助激光辐射来进行。

在有利的实施中，衬底在方法步骤(e)中的温度处理之后并且必要时在弯曲之后配备有预应力或部分预应力。为此以本身公知的方式适当地冷却衬底。有预应力的衬底典型地具有至少69MPa的表面压应力。有部分预应力的衬底典型地具有24MPa至52MPa的表面压应力。有预应力的衬底适用作单片安全玻璃，例如作为机动车的侧窗片材或者后窗片材。

在本发明的有利实施中，衬底在温度处理之后并且必要时在弯曲工艺和/或预应力工艺之后经由至少一个热塑性中间层与盖片连接成复合片材。衬底在此过程中优选这样设置在该复合物中，使得配备有本发明涂层的表面背离热塑性中间层和盖片。

本发明还包括本发明的具有反射热辐射的涂层的片材在建筑物、尤其是在过道或窗户区域中作为片材或片材的组成部分，尤其是作为隔离玻璃化物或复合片材的组成部分，作为家具和设备中的嵌入件，尤其是具有冷却或加热功能的电子设备中的嵌入件，例如作为炉门或冰箱门，或者在用于陆上、空中或水上交通的移动装置中，尤其是在火车、轮船和机动车中例如作为挡风片材、后窗片材、侧窗片材和/或天窗片材的应用。

附图说明

下面借助附图和实施例详细阐述本发明。附图是示意性表示并且不是按比例的。附图不以任何方式限制本发明。

图1示出本发明的具有反射热辐射的涂层的片材的一种构型的横截面，

图2示出本发明的具有反射热辐射的涂层的片材的另一构型的横截面，

图3示出包括本发明的片材的复合片材的横截面，

图4示出在反射热辐射的涂层中裂缝的数量、本发明片材在弯曲工艺之后的吸收和发射率以及本发明片材在压力锅测试中的吸收变化与阻挡层厚度的依赖关系的图，

图5示出通过本发明的片材在可见光谱范围中的透射率与抗反射层厚度的依赖关系的图。

具体实施方式

图1示出本发明的具有衬底1和反射热辐射的涂层2的片材的一种构型的横截面。衬底1包含碱石灰玻璃，并且具有2.9mm的厚度。涂层2包括附着层3、功能层4、阻挡层5和抗反射层6。这些层按照所说明的顺序以至衬底1的不断增加的距离设置。具有合适的材料和示例性层厚的精确层序列在表格1中示出。

涂层2的各个层通过磁场辅助的阴极射线溅射来沉积。用于沉积附着层3和抗反射层6的靶包含92重量百分比的硅和8重量百分比的铝。该沉积在输送氧气作为反应气体的情况下在阴极溅射期间进行。用于沉积功能层4的靶包含90重量百分比的氧化铟和10重量百分比的氧化锡。该沉积在氩保护气体氛围下利用小于1%的氧含量进行。用于沉积阻挡层5的靶包含92重量百分比的硅和8重量百分比的铝。该沉积在输送氮气作为反应气体的情况下在阴极溅射期间进行。

图2示出具有衬底1和反射热辐射的涂层2的本发明片材的另一构型的横截面。涂层2如图1中所构造的那样具有附着层3、功能层4、阻挡层5和抗反射层6。在涂层2上方设置覆盖层7。覆盖层包含Ta₂O₅，并且具有10nm的厚度。通过覆盖层有利地保护涂层2免遭机械损坏，尤其是免遭刮擦。

图3示出作为复合片材的一部分的、具有反射热辐射的涂层2的本发明片材的横截面。衬底1经由热塑性中间层9与盖片8连接。复合片材被设置为用于机动车的挡风片材。复合片材是弯曲的，如针对汽车领域中的片材常见的那样。衬底1的背离盖片8和热塑性中间层9的表面配备有本发明的涂层2。在复合片材的装入位置中盖片8朝向外部环境，而衬底1朝向机动车内部空间。盖片包含碱石灰玻璃并且具有2.1mm的厚度。热塑性中间层9包含聚乙烯丁醛（PVB）并且具有0.76mm的厚度。

本发明的涂层2具有小的可见光吸收。因此涂层2不明显地减小通过复合片材对可见光谱范围中的透射。复合片材具有大于70%的可见光谱范围中的透射率，并且满足针对挡风片材的法律规定。本发明的涂层2此外对于通过空气氧气的腐蚀以及其它环境影响是稳定的，并且因此可以设置在复合片材的朝向机动车内部空间的表面上，在那里该涂层特别有效地导致机动车内部空间中热舒适性的改善。涂层2反射经由复合片材入射的太阳辐射的一部分，尤其是在红外范围中的部分。从热复合片材朝着机动车内部空间的方向发射的热辐射还由于涂层2的低发射率而被至少部分地抑制。由此，内部空间在夏天被加热得不太强烈。在冬天，从内部空间发出的热辐射被反射。因此冷的复合片材不太强烈地作用为不舒适的吸热装置。此外，减小了空调的所需热功率，这导致显著的能量节省。

涂层2优选在衬底1弯曲之前被施加到平坦的衬底1上。平坦衬底的涂层在技术上明显比弯曲衬底的涂层简单。衬底1此后典型地被加热到500℃至700℃的温度，例如640℃。温度处理一方面是将衬底1弯曲所需要的。另一方面，可见光的透射率和涂层2的发射率规则地通过温度处理改善。本发明的阻挡层5影响功能层4在温度处理期间的氧化程度。功能层4的氧含量在温度处理之后足够小，由此涂层2可以经历弯曲工艺。太高的氧含量可能导致功能层4在弯曲时遭到损坏。另一方面，功能层4的氧含量在温度处理之后高到足以实现可见光的高透射率和低的发射率。这是本发明的一大优点。

在替换的构型中，复合片材还可以具有例如小于10%的小可见光透射率。这样的复合片材例如可以用作后窗片材或天窗片材。通过本发明的包括具有10nm至40nm厚度的阻挡层5的涂层2，除了可弯曲性和防腐蚀性之外还实现有利的颜色值。

图4示出对三个测试片材的观察。测试片材借助阴极溅射利用在图1中提到的靶和条件沉积。具有衬底1和反射热辐射的涂层2的片材在阻挡层5的厚度方面是不同的。测试片材的层序列、材料和层厚在表格2中总结出。

衬底1首先是平坦的并且配备有本发明的涂层2。接着具有涂层2的衬底1经历在640℃下的温度处理达10分钟，在此过程中被弯曲并且配备有大约30cm的弯曲半径。阻挡层5作为掺杂铝的Si₃O₄沉积，并且以这种形式在表格2中说明。但是由于在温度处理期间的部分氧化，阻挡层还可以包含Si_xN_yO_z。

在该图的部分(a)中绘出在弯曲工艺之后涂层2中每cm²的裂缝数量与阻挡层5的厚度的依赖关系。可以看出，当阻挡层5太薄时，裂缝的数量强烈增加。其理由看起来是功能层4在温度处理期间太过强烈的氧化。功能层4的太过强烈的氧化不能通过太薄的阻挡层5有效地减小。

在该图的部分(b)中绘出可见光在穿过片材时的吸收与阻挡层5的厚度的依赖关系。该吸收随着阻挡层5的厚度增加。通过涂层2的吸收取决于功能层4的氧含量。功能层4的氧含量取决于阻挡层5的厚度。过厚的阻挡层5导致功能层4的氧含量过少。功能层4的氧含量过少导致高的吸收并且由此影响通过片材的透视。此外，片材的颜色值随着阻挡层5的厚度增加而以不期望的方式变化。

在该图的部分(c)中绘出测试片材的发射率与阻挡层5的厚度的依赖关系。该发射率取决于阻挡层5的厚度。该效应看起来是由于被阻挡层5影响的功能层4的氧含量引起的。

在该图的部分(d)中示出高压锅测试（DKKT）的结果。在高压锅测试中，片材被气密地封闭在部分地用水填充的金属容器中，并且加热到120℃的温度达48个小时。在此过程中，片材被置于更高的压力和热的水蒸汽中并且片材可以在防腐蚀性方面被检查。在图中，说明在高压锅测试之后的片材吸收与高压锅测试之前的吸收相比较的相对变化与阻挡层5的厚度的依赖关系。吸收的大变化意味着涂层2在高压锅测试期间的腐蚀。可以看出，涂层2的防腐蚀性随着阻挡层5的厚度增加而提高。

针对阻挡层5的厚度的本发明范围的特殊优点可以从该图中看出。阻挡层5的10nm至40nm的厚度根据本发明被选择为，使得涂层2一方面可以经历弯曲工艺（即在弯曲之后没有或只有很少量的裂缝），并且另一方面具有足够低的吸收（小于大约15%）、足够小的发射率（小于大约25%）和有利的防腐蚀性。

在可弯曲性、可见光吸收和发射率方面的特别好的结果在阻挡层5的厚度为12nm至30nm以及尤其是15nm至25nm时达到。通过具有15nm至25nm厚度的阻挡层5，实现小于大约7%的吸收和小于大约20%的发射率。

此外从该图中可以看出，当衬底不应当弯曲时，阻挡层5的厚度可以选择得更小。在该情况下不需要考虑涂层2中会在弯曲过程中出现的裂缝。由此可以实现可见光的更小的吸收和同时有利的小的发射率。如果涂层2被施加在平坦的衬底1上，则利用具有在12nm至18nm范围中的厚度的阻挡层5实现小于5%的吸收和小于大约20%的发射率。

在表格3中总结出测试片材的几种特性。R_Quadrat在此是涂层2的面电阻。A表示片材对可见光的吸收。由此涂层2的吸收通过减去大约1.5%的未被涂层的衬底1的吸收来得出。ε_n表示片材的正常发射率。T_L表示片材针对可见光的透射率。R_L表示片材针对可见光的反射率。说明a*和b*涉及从片材的配备有涂层2的一侧观察在根据色度模型（L*a*b*颜色空间）的反射情况下的颜色坐标。

面电阻和温度处理的吸收取决于功能层4的氧含量。为此，适当地选择在施加功能层4时的靶和氛围的氧含量。通过温度处理明显减小面电阻，这导致有利的低发射率。片材具有高的透射率和有利的颜色值，因此例如可以用作挡风片材。

图5示出依据抗反射层6的厚度模拟可见光谱范围中的透射率的结果。衬底1、附着层3、功能层4和阻挡层5在该模拟中如在表格2、示例2中那样构造。由SiO₂组成的抗反射层6的厚度在该模拟中变化。具有在40nm至100nm的范围中的厚度的抗反射层6由于在涂层2处的明显减小的反射而导致大于或等于大约87%的通过片材的特别有利的透射率。

附图标记列表

（1）衬底

（2）反射热辐射的涂层

（3）附着层

（4）功能层

（5）阻挡层

（6）抗反射层

（7）覆盖层

（8）盖片

（9）热塑性中间层。

Claims (21)

1.一种具有反射热辐射的涂层的片材，包括至少一个衬底（1）和在衬底（1）的至少一个表面上的至少一个反射热辐射的涂层（2），其中衬底（1）上的涂层（2）至少包括

-附着层（3），

-在附着层（3）上方的功能层（4），所述功能层包含至少一种透明的、可导电的氧化物（TCO），

-在功能层（4）上方的介电阻挡层（5），用于调节氧气扩散，以及

-在阻挡层（5）上方的抗反射层（6），

并且其中阻挡层（5）具有10nm至40nm的厚度。

2.根据权利要求1的具有反射热辐射的涂层的片材，其中涂层（2）被施加在衬底（1）的内部空间侧的表面上。

3.根据权利要求1或2的具有反射热辐射的涂层的片材，其中衬底（1）是弯曲的，并且阻挡层（5）具有10nm至30nm的厚度。

4.根据权利要求3的具有反射热辐射的涂层的片材，其中阻挡层（5）具有12nm至30nm的厚度。

5.根据权利要求4的具有反射热辐射的涂层的片材，其中阻挡层（5）具有15nm至25nm的厚度。

6.根据权利要求1或2的具有反射热辐射的涂层的片材，其中衬底（1）是平坦的并且阻挡层（5）具有12nm至18nm的厚度。

7.根据权利要求1或2的具有反射热辐射的涂层的片材，其中衬底（1）经由至少一个热塑性中间层（9）与盖片（8）连接成复合片材，并且其中涂层（2）设置在衬底（1）的背离盖片（8）的表面上。

8.根据权利要求7的具有反射热辐射的涂层的片材，其中复合片材具有小于10%的可见光的透射率。

9.根据权利要求7的具有反射热辐射的涂层的片材，其中在衬底（1）的朝向盖片（8）的表面上，或者在盖片（8）的朝向衬底（1）的表面上或者在热塑性中间层（9）中设置太阳保护涂层。

10.根据权利要求1或2的具有反射热辐射的涂层的片材，其中功能层（4）具有40nm至200nm的厚度。

11.根据权利要求10的具有反射热辐射的涂层的片材，其中功能层（4）具有90nm至150nm的厚度。

12.根据权利要求1或2的具有反射热辐射的涂层的片材，其中阻挡层（5）包含具有1.7至2.3的折射率的材料。

13.根据权利要求1或2的具有反射热辐射的涂层的片材，其中附着层（3）具有至少一种氧化物，并且具有10nm至150nm的厚度。

14.根据权利要求13的具有反射热辐射的涂层的片材，其中附着层（3）具有15nm至50nm的厚度。

15.根据权利要求1或2的具有反射热辐射的涂层的片材，其中抗反射层（6）具有至少一种氧化物，并且具有20nm至150nm的厚度。

16.根据权利要求15的具有反射热辐射的涂层的片材，其中抗反射层（6）具有折射率小于或等于1.8的氧化物。

17.根据权利要求15的具有反射热辐射的涂层的片材，其中抗反射层（6）具有40nm至100nm的厚度。

18.根据权利要求1或2的具有反射热辐射的涂层的片材，其中在涂层（2）上方设置覆盖层（7），所述覆盖层包含至少一种氧化物并且具有2nm至50nm的厚度。

19.根据权利要求18的具有反射热辐射的涂层的片材，其中所述覆盖层（7）具有5nm至20nm的厚度。

20.根据权利要求1或2的具有反射热辐射的涂层的片材，该片材具有小于或等于25%的内部空间侧的发射率。

21.根据权利要求1或2的具有反射热辐射的涂层的片材，其中衬底（1）在可见光谱范围中具有大于或等于70%或小于50%的透射率。

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