CZ288088B6

CZ288088B6 - Transparentní substrát, zejména ze skla, s více tenkými vrstami, a jeho použití

Info

Publication number: CZ288088B6
Application number: CZ19941950A
Authority: CZ
Inventors: Olivier Ing. Guiselin; Jean-Pierre Brochot; Pascal Petit
Original assignee: Saint-Gobain Vitrage
Priority date: 1993-08-12
Filing date: 1994-08-11
Publication date: 2001-04-11
Also published as: CZ195094A3; DK0638528T3; US6287675B1; CA2129488A1; CA2129488C; ATE154922T1; PL178985B1; TW334396B; NO314844B1; JP4108771B2; HK1000533A1; DE69404006D1; US6042934A; HU9402337D0; EP0638528A1; US20010053439A1; NO942976D0; JP2006176404A; HU217802B; HUT71394A

Abstract

Na transparentní substrát (1) jsou postupně za sebou uloženy první povlak (2) z dielektrického materiálu, první vrstva (3) se schopností odrazu infračerveného záření na bázi kovu, druhý povlak (5) z dielektrického materiálu, druhá vrstva (6) se schopností odrazu infračerveného záření na bázi kovu, a třetí povlak (8) z dielektrického materiálu. Tloušťka první vrstvy (3) se schopností odrazu infračerveného záření odpovídá 50 až 80 % tloušťky druhé vrstvy (6) se schopností odrazu infračerveného záření. Transparentní substrát je určen zejména pro výrobu násobných izolačních skel, jako jsou dvouskla, nebo skleněných dílců s vrstvenou strukturou.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká transparentních substrátů, zejména ze skla, s více tenkými vrstvami, kde na substrátu jsou postupně za sebou uloženy první povlak z dielektrického materiálu, první vrstva se schopností odrazu infračerveného záření na bázi kovu, druhý povlak z dielektrického materiálu, druhá vrstva se schopností odrazu infračerveného záření na bázi kovu, a třetí povlak z dielektrického materiálu. Vynález se rovněž týká použití takových transparentních substrátů.

Dosavadní stav techniky

Je známé, že u budov i vozidel je sledována snaha zmenšit potřebu klimatizace a/nebo snížit nadměrné přehřívání, vyplývající ze stále vzrůstajícího podílu skleněných ploch u obytných prostor. Známé souvrství tenkých vrstev pro udělování takovýchto vlastností je tvořeno nejméně jednou kovovou vrstvou, jako je vrstva stříbra, která je uložena mezi dvěma vrstvami z dielektrického materiálu typu oxidu kovu. Toto souvrství se zpravidla získává sledem povlaků, nanášených postupem používajícím vakuum, jako katodovým rozprašováním, kterému napomáhá magnetické pole.

Je tak známo z patentové přihlášky WO 90/02653 vrstvené sklo určené pro automobily, u něhož je vzhledem k vnitřnímu prostoru vozidla nejvíce vně uložený skleněný substrát opatřen souvrstvím pěti vrstev na svém vnitřním povrchu v dotyku s mezivrstvou z termoplastického materiálu. Toto souvrství sestává ze dvou vrstev stříbra, proložených třemi vrstvami oxidu zinečnatého, přičemž vrstva ze stříbra, která je nejblíže k vnějšímu nosnému substrátu souvrství má tloušťku o něco větší než je tloušťka druhé vrstvy stříbra.

Vrstvená skla podle této přihlášky se používají jako přední sklo, což vysvětluje, proč mají velmi vysoké hodnoty prostupu světla T_L okolo 75 %, aby byly respektovány platné bezpečnostní normy, takže mají pravděpodobně rovněž poměrně vysokou hodnotu slunečního faktoru FS. Je zde vhodné připomenout, že pod pojmem sluneční faktor skla se rozumí poměr mezi celkovou energií vstupující do místnosti přes sklo a celkovou dopadající sluneční energií.

Vynález si klade za úkol vytvořit transparentní substrát jako nosič souvrství tenkých vrstev se dvěma vrstvami odrážejícími záření v infračerveném pásmu, zejména kovovými, a to tak, aby se vyznačoval vysokou selektivitou, tj. co nejvyšším poměrem T_L/FS pro danou hodnotu T_L, při současném zaručování, aby uvedený substrát měl esteticky uspokojivý vzhled v odrazu.

Podstata vynálezu

Uvedeného cíle je dosaženo transparentním substrátem, zejména ze skla, s více tenkými vrstvami, na kterém jsou postupně za sebou uloženy první povlak z dielektrického materiálu, první vrstva se schopností odrazu infračerveného záření na bázi kovu, druhý povlak z dielektrického materiálu, druhá vrstva se schopností odrazu infračerveného záření na bázi kovu, a třetí povlak z dielektrického materiálu, jehož podstatou je, že tloušťka první vrstvy se schopností odrazu infračerveného záření odpovídá 50 až 80 % tloušťky druhé vrstvy se schopností odrazu infračerveného záření.

S výhodou odpovídá tloušťka první vrstvy se schopností odrazu infračerveného záření 60 až 70 % tloušťky druhé vrstvy se schopností odrazu infračerveného záření. Výhodným příkladem je provedení, v němž tloušťka první vrstvy se schopností odrazu infračerveného záření odpovídá 65 % tloušťky druhé vrstvy se schopností odrazu infračerveného záření.

-1 CZ 288088 B6

Tato výrazná asymetrie v tloušťce vrstev se schopností odrazu infračerveného záření umožňuje výhodně modulovat hodnoty T_L tak, aby se získala skla s dobrou selektivitou, tj. dobrý kompromis mezi snahou po průhlednosti a schopnosti chránit co nejlépe proti tepelnému slunečnímu záření.

Volba takové asymetrie s sebou nese kromě toho výhodný důsledek. Dovoluje totiž nejen získat skla, jejichž vzhled, zejména v odrazu, je příjemný, tj. mající neutrální zbarvení, ale také umožňuje, že takový vzhled zůstává téměř nezměněný bez ohledu na úhel dopadu, pod nímž se sklo pozoruje. To znamená, že vnější pozorovatel nemá při pohledu na fasádu budovy, zcela zasklenou takovými skly, vizuální dojem změny barevného tónu nebo odstínu podle místa fasády, na které upře pohled. Tato stejnorodost vzhledu je velmi zajímavá, neboť je ve stavebnictví v současné době architekty vyhledávaná.

Kromě toho může být také vzhled a vizuální dojem skla, a to jak v prostupu tak i v odrazu, rovněž jemně obměňován a řízen přiměřenou volbou materiálů a tlouštík tří povlaků z dielektrického materiálu.

Podle první varianty vynálezu je optická tloušťka druhého povlaku z dielektrického materiálu větší nebo rovná 110% součtu optických tlouštík dvou dalších povlaků z dielektrického materiálu a s výhodou odpovídá 110 až 120% uvedeného součtu. Optické tloušťky prvního povlaku z dielektrického materiálu a třetího povlaku z dielektrického materiálu jsou přitom přibližně stejné.

Další rovněž výhodná varianta spočívá v tom, že se volí optická tloušťka prvního povlaku tak, aby byla větší, než optická tloušťka třetího povlaku, přičemž optická tloušťka prvního povlaku odpovídá nejméně 110% optické tloušťky třetího povlaku, zejména nejméně 110 až 140% a především 115 až 135 % a nejlépe okolo 125 % optické tloušťky tohoto povlaku. V tomto případě je doporučováno volit optickou tloušťku druhého povlaku z dielektrického materiálu přibližně rovnou součtu optických tlouštěk obou dalších povlaků.

V prvním i druhém případě dovolují takové relativní proporce mezi optickými tloušťkami povlaku získat barvy v odrazu a rovněž v přenosu, které jsou oceňovány z estetického hlediska, zejména modrou nebo zelenou.

Druhá varianta se dále vyznačuje přídavnou výhodou vzhledem k první, a to v tom, že zvyšuje „necitlivost“ souvrství na výchylky tloušťky různých vrstev, které ho tvoří. To znamená, že lehké výchylky tloušťky jedné z vrstev souvrství se neprojeví výraznými vadami vzhledu od jednoho skla ke druhému nebo v rámci téhož skla. To je znak, kteiý je velmi důležitý v průmyslovém měřítku, kde se vyrábějí skla velkých rozměrů a ve velkých sériích ve snaze zachovávat vzhled a vlastnosti co možná nejstejnorodější a nejstálejší od jedné série skel ke druhé a hlavně mezi jednotlivými pásmy jednoho a téhož skla.

Pokud jde o volbu materiálu pro toto souvrství tenkých vrstev, je doporučováno ukládat na každou z vrstev se schopností odrazu infračervených paprsků, zejména z kovu, tenkou bariérovou vrstvu, a to hlavně když dielektrické povlaky, které na nich jsou uloženy, jsou nanášeny reaktivním katodickým rozprašováním v přítomnosti kyslíku. Tyto bariérové vrstvy tak chrání kovové vrstvy proti kontaktu s kyslíkem tím, že se samy oxidují při ukládání horního dielektrického povlaku. Jsou s výhodou na bázi chromniklové slitiny, titanu nebo tantalu, a mají tloušťku 1 až 3 nanometrů.

Pokud jde o vrstvy se schopností odrazu infračerveného záření, dosahují se dobré výsledky s vrstvami stříbra.

-2CZ 288088 B6

Povlaky z dielektrického materiálu jsou zejména na bázi oxidu tantalu, oxidu zinečnatého, oxidu cínu, oxidu niobu, oxidu titanu nebo směsi určitých z těchto oxidů. Je rovněž možné, aby nejméně jeden z těchto povlaků byl tvořen ve skutečnosti ze dvou na sobě ležících oxidových vrstev, a to jedné z oxidu cínu a druhé z oxidu dovolujícího zlepšit smáčení vrstev se schopností odrazu infračerveného záření, jako je oxid tantalu nebo oxid niobu podle francouzské patentové přihlášky 2 701 475 a evropské patentové přihlášky 611 213, nebo oxid titanu.

Každý zjednotlivých oxidů, uvedených výše, má své výhody. Oxid cínu a oxid zinečnatý se vyznačují velkými rychlostmi nanášení, když jsou nanášeny reaktivním katodovým rozprašováním, což je průmyslově zajímavé. Naproti tomu oxid tantalu nebo oxid niobu dovolují získat zvýšenou trvanlivost souvrství vůči mechanickému nebo chemickému napadení, nebo kromě toho dovolují lepší smáčení vrstev stříbra, když leží pod nimi. Směsné oxidy umožňují dosáhnout kompromisu mezi rychlostí a trvanlivostí a uložení těchto oxidových vrstev na sebe umožňuje sladit cenu materiálů a lepší smáčivost vrstev stříbra.

Je rovněž třeba uvést přídavnou výhodu, spojenou s použitím oxidu tantalu. Sklo opatřené souvrstvím s takovým materiálem může být modré současně v odrazu a současně v prostupu, což se ocení z estetického hlediska, a což je rovněž překvapivé, protože se obvykle dosáhne naopak při prostupu barvy doplňkové té, jaká se dosáhne v odrazu, když jsou použité tenké vrstvy málo nebo nejsou vůbec absorpční.

Výhodné provedení souvrství podle vynálezu spočívá vtom, že se zvolí tloušťka 7 až9 nanometrů pro první vrstvu kovu a vrstvu 11 až 13 nanometrů pro druhou. Stejně tak se volí s výhodou optická tloušťka prvního a třetího dielektrického povlaku v rozmezí od 60 do 90 nanometrů, přičemž jejich geometrická tloušťka je zejména v rozmezí od 30 do 45 nanometrů. Optická tloušťka druhého povlaku se volí v rozmezí od 140 do 170 nanometrů, přičemž její geometrická tloušťka je zejména od 70 do 80 nanometrů. V této souvislosti je vhodné připomenout, že optická tloušťka je definována známým způsobem součinem geometrické tloušťky, tj. skutečné tloušťky, a indexu lomu materiálu, který ji tvoří. Podle typu uvažovaného oxidu se index lomu mění od 1,9 do 2,1 pro oxid cínu nebo tantalu a do okolo 2,3 pro oxidy typu oxidu niobu.

Substrát povlečený souvrstvím podle vynálezu může být s výhodou vřazen do násobného skla, zejména ve formě izolačního dvouskla. V tomto případě má dvousklo světelnou propustnost od 60 do 70 a sluneční faktor (FS) od 0,32 do 0,42, což jsou vlastnosti zcela vhodné pro použití ve stavebnictví. Kromě toho vykazuje s výhodou optický vzhled ve vnějším odrazu téměř nezměněný, bez ohledu na úhel dopadu, přičemž hodnoty a* a b* v kolorimetrické soustavě (L, a*, b*, c*) zůstávají nezměněné, menší než 3 a záporné.

Může rovněž tvořit součást vrstveného skleněného dílce, zejména s prostupem světla okolo 70 %.

Vynález tak navrhuje rovněž použití výše uvedeného transparentního substrátu pro výrobu násobných izolačních skel, jako jsou dvouskla, nebo skleněných dílců s vrstvenou strukturou.

Přehled obrázku na výkrese

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojený výkres, jehož jediný obrázek znázorňuje schéma souvrství na transparentním substrátu podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Vynález bude nyní popsán na příkladech provedení neomezujících jeho rozsah.

-3CZ 288088 B6

Je třeba poznamenat, že i když se v dále popisovaných příkladech po sobě následující nanášení vrstev souvrství provádějí katodickým rozprašováním, kterému napomáhá magnetické pole, je možné použít jakýkoli jiný způsob nanášení, pokud dovoluje dobrou kontrolu, řízení a ovládání tlouštěk, které se mají nanášet.

Substráty, na které se nanášejí souvrství, jsou substráty ze sodnovápenatého skla tloušťky 4 mm, až na poslední příklady 7 až 10, kde substráty mají tloušťku 6 mm. Ve dvousklech se přikládají ke druhému substrátu, totožnému s předchozím, ale bez povlaku, prostřednictvím vzduchové mezery 10 mm, až na poslední příklady 7 až 10, kde je vzduchová mezera 12 mm.

Obr. 1 znázorňuje souvrství podle vynálezu, aniž by však zohledňoval skutečné proporce pokud jde o tloušťky, aby se tak zvýšila jeho srozumitelnost. Je zde patrný výše definovaný substrát 1, na němž leží první povlak 2 z oxidu cíničitého nebo tantaličného, na němž leží první vrstva 3 stříbra, bariérová vrstva 4 z Ni-Cr nebo z titanu (částečně oxidovaných), druhý povlak 5 z oxidu cíničitého nebo tantaličného, druhá vrstva 6 stříbra, druhá bariérová vrstva 7 totožná s předchozí a konečně poslední třetí povlak 8 z jednoho z týchž oxidů.

Nanášecí zařízení obsahuje nejméně jednu rozprašovací komoru opatřenou katodami s terči z vhodných materiálů, pod nimiž substrát 1 postupně prochází. Podmínky pro nanášení každé z vrstev jsou následující. Vrstvy 3 a 6 na bázi stříbra se nanášejí pomocí stříbrného terče pod tlakem 0,8 Pa v argonové atmosféře. Povlaky 2, 5 a 8, když jsou na bázi oxidu cíničitého SnQj, se nanášejí reaktivním rozprašováním pomocí cínového terče pod tlakem 0,8 Pa a v atmosféře argon/kyslík s 36 objemovými % kyslíku. Naproti tomu když jsou povlaky 2, 5 a 8 na bázi oxidu tantaličného nebo niobičného, ukládají se reaktivním rozprašováním pomocí odpovídajícího tantalového nebo niobového terče pod tlakem 0,8 Pa a v atmosféře argon/kyslík s okolo 10% obsahem kyslíku. Vrstvy 4, 7 na bázi Ni-Cr (nebo titanu) se ukládají pomocí terče ze slitiny Ni-Cr (nebo titanu), a to stále pod stejným tlakem a v atmosféře argonu. Hodnoty energie a rychlostí posunu substrátu 1 jsou seřizovány známým způsobem pro dosažení požadovaných tlouštěk vrstev.

Ve všech následujících příkladech, s výjimkou posledního, se pro povlaky 2, 5 a 8 volí jako dielektrický materiál oxid tantaličný.

Tloušťky všech vrstev a povlaků jsou ve všech příkladech udávány v geometrických tloušťkách. U vrstev se schopností odrazu infračerveného záření je toto v oboru obvyklé a postačující. U povlaků z dielektrického materiálu, kde je vztah tlouštěk ve smyslu předmětu vynálezu definován na základě optických tlouštěk, se přepočet na optickou tloušťku provede výše uvedeným známým způsobem jako součin geometrické tloušťky, uvedené v tabulkách příkladů, a indexu lomu, známého pro příslušný oxid, udávaný v příkladech konkrétním chemickým složením. V dále uváděných příkladech jsou navíc pro jednoduchost oxidy povlaků 2, 5 a 8 v souvrstvích jednotlivých příkladů totožné, takže geometrické tloušťky stačí pro porovnání hodnot ve smyslu znaků vynálezu.

Příklad 1 až 5

Příklady 1, 2 a 5 jsou srovnávací příklady v té souvislosti, že vrstvy 3 a 6 stříbra mají téměř stejné tloušťky (příklad 1) nebo odlišné tloušťky, ale kde nesymetričnost je obrácená vzhledem té, jaká je navrhována podle vynálezu (příklady 2 a 5). Příklady 3 a 4 ilustrují řešení podle vynálezu.

Dále uváděná tabulka udává pro každý z příkladů povahu a tloušťky (v nanometrech) vrstev příslušného souvrství. Bariérové vrstvy 4, 7 jsou označeny Ni-Cr, přičemž je třeba brát na zřetel, že jsou ve skutečnosti částečně oxidované, jakmile jsou všechny vrstvy naneseny.

-4CZ 288088 B6

Tabulka 1

	Př. 1	Př. 2	Př. 3	Př. 4	Př. 5
Sklo(l)	—	—	-	-	-
Ta₂O₅ (2)	36,5	34,5	32	32	32
Stříbro (3)	10	2	8	8	12
Ni-Cr(4)	2	2	2	3	2
Ta₂O₅ (5)	77,5	94,5	77,5	72,5	77,5
Stříbro (6)	11	8	12	12,5	8
Ni-Cr(7)	2	2	2	2	2
Ta₂O₅(8)	33,5	35	33,5	32	33,5

Dále uváděná tabulka 2 udává pro každý z předchozích příkladů hodnoty prostupu světla Tl v procentech, slunečního faktoru FS vypočítaného podle normy DIN 67507 (dodatek A 233) v procentech, hodnot převládající (dominantní) vlnové délky lambda-dom-t v nanometrech a čistotu zbarvení v prostupu p.t., která je k ní přiřazená, v procentech. Stejně tak zde jsou udávány i odpovídající hodnoty odrazu světla Rl v procentech, převládající vlnová délka odrazu lambda-dom-r a čistota v odrazu p.r. v procentech, přičemž měření kolorimetrie byla prováděna při kolmém dopadu. Všechna tato měření se vztahují na substrát osazení ve dvouskle při světle D₆₅.

Tabulka 2

	Př. 1	Př. 2	Př. 3	Př. 4	Př. 5
T_L	69	66	70	61	62
FS	42	42	42	38	38
Lambda-dom-t	493	489	498	490	478
p.t.	2	5	2	4	6
Rl	12	19	10	10	21
Lambda-dom-r	561	641	496	487	574
p.r.	3	9	3	6	35

Dále jsou v níže uváděné tabulce 3 shrnuty hodnoty převládající vlnové délky lambda-dom-r, čistoty v odrazu p.r. pro určité z předchozích příkladů (substráty jsou vždy osazeny ve dvouskle), ale tentokrát měřené s úhlem dopadu ke kolmici na rovinu substrátu 60 a 70°.

Tabulka 3

	Př. 1	Př. 2	Př. 3	Př. 5
Lambda-dom-r	470	569	480	571
p.r (60°)	5,4	3	4,68	8
Rl(60°)	19	28	20	27
Lambda-dom-r (70°)	462	490	481	-498
p.r. (70°)	4,3	4	3,0	0.
Rl(70°)	32	39	34	36

Další měření kolorimetrie v úhlech dopadu 0° a 60° se prováděla, tentokrát v systému (L*, a*, b*), to pro příklady 2 a 3, jakož i pro příklad 5, který je zcela shodný s příkladem 3 až na to, že vrstvy 3 a 6 stříbra byly obráceny, a který je tedy mimo podmínky navrhované podle vynálezu.

-5CZ 288088 B6

Dále uváděná tabulka 4 shrnuje hodnoty a* a b*, jakož i c*, nazývanou sytost a rovnou druhé odmocnině součtu druhých mocnin a* a b*.

Tabulka 4

	Př. 2	Př. 3	Př. 5
a* (0°)	12,2	-0,9	-2,2
b* (0°)	3,1	-3,1	22
c* (0°)	12,6	3,2	22,1
a* (60°)	-1	-0,9	-1,7
b* (60°)	2	-3	6
c* (60°)	2,2	3,13	6,2

Ze všech výše uvedených údajů mohou být vyvozovány následující závěry.

Při kolmém úhlu dopadu je možné toho, aby byla skla modrá v odrazu, dosáhnout tím, že se dvěma vrstvám stříbra dodají rozdílné tloušťky, a to pouze tak, že vrstva stříbra nejblíže k substrátu je výrazně tenčí.

Je třeba poznamenat, že skla podle vynálezu, konkrétně když je zvolené dielektrikum oxid tantaličný, jsou modrá rovněž v prostupu.

Pouze příklady 3 a 4 se totiž vyznačují hodnotami lambda-dom-r řádově 486 nanometrů a lambda-dom-t 490 nanometrů, a to podle tabulky 2.

Naproti tomu skla z příkladů 1 a 5 mají v odrazu odstín ve žlutých barvách, zatímco v příkladě 2 je v odstínech červeno-purpurových.

Kromě toho je čistota zabarvení v odrazu p.r. u příkladu 2 blízká 10 % a je výrazně vyšší, než je hodnota u příkladů 3 a 4 podle vynálezu. (Tato hodnota p.r. je ještě vyšší pro příklad 5).

Kromě toho mají skla z příkladů 3 a 4 podle vynálezu při slunečním faktoru, který zůstává pod 42 % neboje rovný této hodnotě, dobrou selektivitu o hodnotě nejméně 1,6 nebo 1,7.

Příznivá kolorimetrie podle vynálezu se tedy nezískává na účet protislunečního chování příslušných skel.

Tab. 3 a 4 dovolují vyhodnocovat charakter stejnorodosti vzhledu skel podle některých z předchozích příkladů v odrazu. Z tab. 3 je možné odvodit, že sklo podle příkladu 3 si zachovává modrou barvu v odrazu s hodnotou lambda-dom-r, která zůstává téměř konstantní okolo 486 při 0° až 481 při 70°, přičemž čistota odrazu rovněž zůstává velmi nízká.

Naproti tomu sklo z příkladu 1, kde vrstvy stříbra mají přibližně stejnou tloušťku, přechází ze žluté barvy odrazu při kolmém dopadu do modré a posléze fialové barvy při 60° a poté 70°.

Z tabulky 4 je možné potvrdit, že pouze příklad 3 podle vynálezu dovoluje zachovat stejný vzhled v odrazu bez ohledu na úhel dopadu, poněvadž hodnoty a* a b* zůstávají téměř nezměněné, stejně jako sytost c*.

To není případ skla z příkladů 2 a 5, kde hodnoty a* a b* se zcela mění podle úhlu dopadu. Hodnota a* tak přechází pro sklo z příkladu 2 z velmi vysoké kladné hodnoty 12,2 při 0° na zápornou a velmi nízkou hodnotu -1 při 60°.

Pouze příklady podle vynálezu dovolují kombinovat selektivitu a vzhledovou stejnorodost.

-6CZ 288088 B6

Příklady 6 a 7

Tyto dva příklady tentokrát již nepoužívají jako dielektrický materiál oxid tantaličný, ale oxid cíničitý a používají pro vytváření bariérových vrstev buď titan (příklad 6) nebo Ni-Cr (příklad 7).

Níže uvedená tabulka 5 udává hodnoty tloušťky (v nanometrech) pro každou z vrstev souvrství.

Tabulka 5

Př. 6 Př. 7

Sklo(l)	-	-
SnO₂ (2)	34	32
Stříbro (3)	8	8
Ti nebo Ni-Cr (4)	1	1,5
SnO₂ (5)	77	74,5
Stříbro (6)	12	11,6
Ti nebo Ni-Cr (7)	1	1,5
SnO₂ (8)	35	33

Substráty s takovým povlakem jsou osazeny do dvouskel, jak bylo vysvětleno výše. Fotometrická měření provedená na dvousklech, byla shrnuta do dále uváděné tabulky 6 (měření při kolmém dopadu).

Tabulka 6

Př. 6 Př. 7

T_L	66	65
FS	38	39
Rl	10,4	9,4
Lambda-dom-r	511	484
p.r.	2	2
a*	-	-0,5
b*	-	-1,1

Tato skla, jako skla z příkladu 3 a 4, se nevyznačují významným měněním jejich vizuálního vzhledu v odrazu bez ohledu na úhel měření. Vykazují v odrazu barvu ležící spíše v oblasti zelených odstínů v případě příkladu 6 a spíše v oblasti modrých tónů v případě příkladu 7, což jsou barvy, které zůstávají velmi neutrální, berou-li se v úvahu velmi malé hodnoty čistoty, které jsou s nimi spojeny.

Vrstvená skla, která obsahují substráty kryté souvrstvím podle vynálezu, mají příznivou kolorimetrii pozorovanou v případech monolitických substrátů nebo při osazení do dvouskel.

Tak byl například substrát povlečený souvrstvím z předchozího příkladu 3 sestaven s jiným substrátem stejného typu, ale bez vrstvy, pomocí standardní fólie z polyvinylbutyralu tloušťky 0,3 mm.

Tab. 7 uváděná níže shrnuje pro toto souvrství již vysvětlené hodnoty T_L, p.t., lambda-dom-t, a* a b* týkající se vzhledu při prostupu, jakož i odpovídající hodnoty R_L, p.r., lambda-dom-r, a* a b* týkající se vzhledu při odrazu ze strany substrátu opatřeného souvrstvím vrstev, přičemž údaje jsou ve stejných jednotkách jako výše.

Tabulka 7

T_L	70
p.t.	1,2
lambda-dom-t	502
a*	-3,27
b*	0,52
Rl	14
p.r.	8
lambda-dom-r	483
a*	-2,2
b*	-4,4

Z této tabulky 7 je možné konstatovat, že včleňování substrátů povlečených povlakem podle vynálezu v sestavě z vrstveného skla nemění jejich estetickou kolorimetrii. Takto získané vrstvené sklo zůstává jak při prostupu tak i odrazu v oblasti modrých nebo zelených tónů.

Výše uvedené příklady 3, 4 a 6 podle vynálezu se vztahují k „první variantě“ vynálezu uvedené výše, tj. respektují volbu relativních tlouštěk mezi třemi oxidovými povlaky 2, 5 a 8, která je 10 velmi specifická a následující. Tloušťka prvního povlaku 2 je přibližně rovná tloušťce třetího povlaku 8, tloušťka druhého povlaku 5 „prostředku“ je o něco větší, než je součet tlouštěk dvou ostatních povlaků 2 a 8.

„Druhá varianta“ podle vynálezu bude nyní znázorněna pomocí následujících příkladů, a to 15 zejména příkladu 8. V této variantě jsou poměry tloušťky mezi povlaky 2, 5 a 8 poněkud obměněné, přičemž tloušťka prvního povlaku 2 podstatně (konkrétně o 25 %) větší, než je tloušťka třetího povlaku 8. Tloušťka druhého povlaku 5 (nebo součtu tlouštěk jednotlivých dílčích vrstev, které ji tvoří) je zde přibližně rovná součtu tlouštěk obou ostatních povlaků 2 a 8. Jak již bylo uvedeno, je ve všech těchto příkladech možné bez rozlišování hovořit o geometrické tloušťce 20 nebo optické tloušťce, poněvadž uvedené tři vrstvy jsou tvořeny stejným oxidem. Pro vrstvy dielektrického materiálu pak platí, že poměry tlouštěk jednotlivých povlaků a jejich součtů, které se ve smyslu definice předmětu vynálezu vztahují k optickým tloušťkám, získaným vynásobením příslušných geometrických tlouštěk indexy lomu, budou v daném případě totožné (takže nemá smysl převod vynásobením stejným indexem lomu).

Příklad 8

Substrát podle tohoto příkladu 8 je povlečen souvrstvím blízkým souvrství popsanému pro příklad 7. Povlaky 2, 5 a 8 jsou rovněž z oxidu cíničitého, ale mají odlišné tloušťky.

Níže uváděná tabulka 8 poskytuje hodnoty tloušťkových hodnot (v nanometrech) všech vrstev dotyčného souvrství.

Tabulka 8

Př. 8

Sklo(l)

SnO₂ (2)41

Stříbro (3)8

Ti nebo Ni-Cr (4)1,5

SnO₂ (5)74,5

Stříbro (6)12

Ti nebo Ni-Cr (7)1,5

SnO₂ (8)33

-8CZ 288088 B6

Substrát je osazen do dvouskla. Fotometrická měření provedená na dvouskle byla shrnuta do tabulky 9 (měření při kolmém dopadu).

Tabulka 9

Př. 8

T_L	65
FS	39
Rl	9,1
lambda-dom-t	486
p.r.	1
a*	-0,7
b*	-0,5

Při srovnávání těchto výsledků s výsledky získanými zejména u příkladu 7 lze konstatovat, že se získají shodné hodnoty Tl a FS. Pokud jde o vzhled při odrazu, leží rovněž v modrých tónech, s ještě neutrálnější barvou, poněvadž čistota je okolo 1 % a hodnoty a* a b* jsou obě značně nižší než 1. Jinou výhodou typu souvrství podle příkladu 7 je to, že dovoluje snadněji lehké výchylky tloušťky vrstev souvrství mezi jednotlivými body substrátu, aniž by vyvolával vnímatelné změny jeho vzhledu.

Když se tak provádějí měření a* a b* v odrazu v různých bodech substrátu podle příkladu 8 osazeného ve dvouskle, konstatuje se, že rozdíly hodnoty zůstávají vcelku nižší než 1, tj. že jde o rozdíly nevnímatelné lidským okem, i když vrstvy vykazují každá místní tloušťkové odchylky ±4 %. To je velmi důležité v průmyslovém měřítku, neboť to dovoluje získat snadněji skla současně homogenní, tj. nevykazující místní změny vzhledu, a reprodukovatelná, tj. se vzhledem stejným od jednoho skla ke druhému nebo od jedné série skel ke druhé. To znamená, že pro danou výrobní linku, která má svou vlastní mez pokud jde o výkon, a zejména v podmínkách pravidelností získaných vrstev, se takové souvrství ukáže jako méně „citlivé“ na výchylky tloušťky vrstev, které s sebou nese linka, než jiná souvrství, a bude mít tedy vcelku lepší optickou kvalitu.

Jestliže se kladou omezení na danou optickou kvalitu, je možné přitom u stejného typu souvrství použít výrobní linku s méně přísnými podmínkami nebo použít linku poněkud méně výkonnou.

Je kromě toho možné si povšimnout toho, že je rovněž výhodné v průmyslovém měřítku, aby vrstva 5 měla tloušťku přibližně rovnou součtu tlouštěk vrstev 2 a 8. V takovém případě totiž stačí používat dvou terčů, zde z cínu, u nichž je možno seřídit vydávané výkony Jednou provždy“ vjejich odpovídajících nanášecích komorách. Vrstva 2 se potom získá průchodem substrátu pod jedním terčem se seřízeními dovolujícími nanášení předem určené vrstvy. Stejně tak se získá vrstva 8 průchodem substrátu pod druhým terčem se seřízeními dovolujícími získat povlak přiměřené a opět předem určené tloušťky. Pokud jde o druhý povlak 5, získává se postupnými průchody substrátu pod každým zobou terčů, takže se na substrátu superponují tloušťka odpovídající tloušťce prvního povlaku 2 (nebo 8) a tloušťka vrstvy odpovídající vrstvě 8 (nebo 2), a to skutečně součet tlouštěk těchto dvou vrstev, aniž by se muselo používat třetího terče.

Příklad 9 až 12

Cílem těchto příkladů je optimalizovat smáčivost a tedy účinnosti nejméně jedné z vrstev stříbra.

Sledují návrhy podle výše uvedené evropské patentové přihlášky EP 611 213.

-9CZ 288088 B6

V případě příkladů 9 a 10 jsou povlaky 2 a 8 jako v předchozím případě z oxidu cíničitého, ale druhý povlak 5 je rozdělen do dvou nad sebou ležících vrstev, a to první vrstvy 5 z oxidu cíničitého a druhé vrstvy 5' z oxidu tantaličného (pro příklad 9) nebo z oxidu niobičného (pro příklad 10). Pod vrstvou 6 stříbra může být eventuálně uložena podkladní kovová vrstva z Ni-Cr nebo z cínu.

V případě příkladů 11 a 12 je kromě toho také vrstva 2 rozdělena na dvě na sobě ležící vrstvy, a to první vrstvu 2 z oxidu cíničitého a druhou vrstvu 2' z oxidu tantaličného (pro příklad 11) nebo z oxidu niobičného (pro příklad 12). Pod vrstvou 3 stříbra může být rovněž umístěna podkladní kovová vrstva.

V příkladech 9 a 10 je tedy optimalizována smáčivost druhé vrstvy 6, zatímco v případě příkladů 11 a 12 je optimalizována smáčivost obou vrstev 3 a 6.

Tabulka 10 shrnuje tloušťky nanesených vrstev, opět v nanometrech.

Tabulka 10

Př. 9 a 10 Př. 11 a 12

Sklo(l)	—	—
SnO₂ (2)	34	32
Ta₂O₅ nebo Nb₂O₅ (2')	0	10
Stříbro (3)	8	8
Ni-Cr (4)	1,5	1,5
SnO₂ (5)	64	64
Ta₂O₅ nebo Nb₂O₅ (5')	10	10
Stříbro (6)	12	12
Ti nebo Ni-Cr (7)	1,5	1,5
SnO₂ (8)	33	33

Bylo konstatováno mírné zlepšení protislunečních vlastností souboru souvrství. Kromě toho používání oxidů známých pro jejich tvrdost, jako je oxid tantaličný nebo oxid niobičný, přispívá k optimalizaci trvanlivosti celého souvrství, zejména jeho mechanické trvanlivosti. Toto zvýšení mechanické pevnosti je zejména výrazné pro příklady 11 a 12.

Skla podle vynálezu se konečně vyznačují dobrou selektivitou okolo 1,70, stejnorodým vzhledem, který je příjemný pro oko (zejména modrá a zelená barva v odrazu a eventuálně rovněž v prostupu), jakož i paleta hodnot světelné propustnosti, která je činí způsobilé pro použití jako ochranná protisluneční skla ve stavebnictví, zejména ve formě dvouskel, přičemž souvrství tenkých vrstev se nachází s výhodou na povrchu 2 (povrchy jsou dle konvence očíslovány směrem zevně k vnitřku chráněného prostoru).

Substráty s povlaky vrstev podle vynálezu mohou být rovněž účelně používány pro výrobu vrstvených skel.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Transparentní substrát (1), zejména ze skla, svíce tenkými vrstvami, na kterém jsou postupně za sebou uloženy první povlak (2) z dielektrického materiálu, první vrstva (3) se schopností odrazu infračerveného záření na bázi kovu, druhý povlak (5) z dielektrického materiálu, druhá vrstva (6) se schopností odrazu infračerveného záření na bázi kovu, a třetí povlak (8) zdielektrického materiálu, vyznačený tím, že tloušťka první vrstvy (3) se schopností odrazu infračerveného záření odpovídá 50 až 80 % tloušťky druhé vrstvy (6) se schopností odrazu infračerveného záření.
2. Transparentní substrát (1) podle nároku 1, vyznačený tím, že tloušťka první vrstvy (3) se schopností odrazu infračerveného záření odpovídá 60 až 70 % tloušťky druhé vrstvy (6) se schopností odrazu infračerveného záření.
3. Transparentní substrát (1) podle nároku 1, vyznačený tím, že tloušťka první vrstvy (3) se schopností odrazu infračerveného záření odpovídá 65 % tloušťky druhé vrstvy (6) se schopností odrazu infračerveného záření.
4. Transparentní substrát (1) podle kteréhokoli z nároků laž3, vyznačený tím, že optická tloušťka druhého povlaku (5) z dielektrického materiálu je větší nebo rovná 110 % součtu optických tlouštěk dvou dalších povlaků (2, 8) z dielektrického materiálu a s výhodou odpovídá 110 až 120 % uvedeného součtu.
5. Transparentní substrát (1) podle nároku 4, vyznačený tím, že optické tloušťky prvního povlaku (2) z dielektrického materiálu a třetího povlaku (8) z dielektrického materiálu jsou přibližně stejné.
6. Transparentní substrát (1) podle kteréhokoli z nároků laž3, vyznačený tím, že optická tloušťka prvního povlaku (2) z dielektrického materiálu je větší, než je optická tloušťka třetího povlaku (8) z dielektrického materiálu, přičemž optická tloušťka prvního povlaku (2) odpovídá zejména nejméně 110 %, zejména nejméně 110 až 140 % a s výhodou okolo 125 % optické tloušťky třetího povlaku (8).
7. Transparentní substrát (1) podle nároku 6, vyznačený tím, že optická tloušťka druhého povlaku (5) z dielektrického materiálu je přibližně rovná součtu optických tlouštěk prvního a třetího dielektrického povlaku (2, 8).
8. Transparentní substrát (1) podle kteréhokoli z nároků laž7, vyznačený tím, že na každé z vrstev (3, 6) se schopností odrazu infračerveného záření leží jemná kovová bariérová, částečně oxidovaná vrstva (4, 7), zejména na bázi chromniklové slitiny nebo titanu, a s výhodou o tloušťce 1 až 3 nanometry.
9. Transparentní substrát (1) podle kteréhokoli z nároků laž8, vyznačený tím, že vrstvy (3, 6) se schopností odrazu infračerveného záření jsou na bázi stříbra.
10. Transparentní substrát (1) podle kteréhokoli z nároků laž9, vyznačený tím, že nejméně jeden ze tří povlaků (2, 5, 8) z dielektrického materiálu je na bázi oxidu tantalu, oxidu cínu, oxidu zinečnatého, oxidu niobu, oxidu titanu nebo směsi těchto oxidů, nebo je tvořen první vrstvou z oxidu cínu, na níž leží druhá vrstva z oxidu tantalu, oxidu niobu nebo oxidu titanu.

-11CZ 288088 B6
11. Transparentní substrát (1) podle kteréhokoli z nároku 1 až 10, vyznačený tím, ze tloušťka první vrstvy (3) se schopností odrazu infračerveného záření je v rozmezí od 7 do 9 nanometrů.
12. Transparentní substrát (1) podle kteréhokoli z nároků lažll, vyznačený tím, že tloušťka druhé vrstvy (6) se schopností odrazu infračerveného záření je v rozmezí od 11 do 13 nanometrů.
13. Transparentní substrát (1) podle kteréhokoli z nároků lažl2, vyznačený tím, že optická tloušťka prvního povlaku (2) a třetího povlaku (8) z dielektrického materiálu je od 60 do 90 nanometrů, přičemž optická tloušťka druhého povlaku z dielektrického materiálu (5) je v rozmezí od 140 do 170 nanometrů.
14. Použití transparentního substrátu podle kteréhokoli z nároků 1 až 13 pro výrobu násobných izolačních skel, jako jsou dvouskla, nebo skleněných dílců s vrstvenou strukturou.