DE212018000375U1

DE212018000375U1 - Funktionales Baumaterial für Fenster und Türen

Info

Publication number: DE212018000375U1
Application number: DE212018000375.0U
Authority: DE
Original assignee: LG Hausys Ltd
Current assignee: HANKUK GLASS INDUSTRIES, INC., KR
Priority date: 2017-12-06
Filing date: 2018-12-05
Publication date: 2020-07-15
Anticipated expiration: 2028-12-06
Also published as: US11161780B2; KR20190067030A; US20210163347A1; KR102157540B1; WO2019112320A1

Abstract

Funktionales Baumaterial für eine Tür oder ein Fenster, wobei das funktionale Baumaterial ein transparentes Substrat und eine auf einer Fläche des transparenten Substrats ausgebildete Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad aufweist,
wobei die Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad einen sequentiellen Stapel aus einer ersten dielektrischen Schicht, einer zweiten dielektrischen Schicht, einer unteren Sperrschicht, einer dritten dielektrischen Schicht, einer ersten Schutzschicht mit niedrigem Emissionsgrad, einer Schicht mit niedrigem Emissionsgrad, einer zweiten Schutzschicht mit niedrigem Emissionsgrad, einer vierten dielektrischen Schicht, einer fünften dielektrischen Schicht, einer oberen Sperrschicht und einer sechsten dielektrischen Schicht in dieser Reihenfolge auf dem transparenten Substrat umfasst,
wobei ein Brechungsindex der ersten dielektrischen Schicht und ein Brechungsindex der dritten dielektrischen Schicht jeweils niedriger sind als ein Brechungsindex der zweiten dielektrischen Schicht,
wobei ein Brechungsindex der vierten dielektrischen Schicht und ein Brechungsindex der sechsten dielektrischen Schicht jeweils niedriger sind als ein Brechungsindex der fünften dielektrischen Schicht.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein funktionales Baumaterial für ein Fenster oder eine Tür.
HINTERGRUND
Bei einem Glas mit niedrigem Emissionsgrad handelt es sich um ein Glas, auf dem eine Schicht mit niedrigem Emissionsgrad, die ein Metall mit einem hohen Reflexionsgrad in einem Infrarotbereich, wie etwa Silber (Ag) enthält, als dünner Film abgeschieden wird. Dieses Glas mit niedrigem Emissionsgrad ist ein funktionales Material zur Reflexion von Strahlung im Infrarotbereich, wodurch im Sommer außen die Sonnenstrahlung blockiert und im Winter die Energie eines Gebäudes gespart wird, indem Strahlungswärme im Inneren erhalten bleibt.
Im Allgemeinen oxidiert das für die Schicht mit niedrigem Emissionsgrad verwendete Silber (Ag), wenn es Luft ausgesetzt wird. Daher wird jeweils eine dielektrische Schicht als Oxidationsschutzschicht auf der Ober- und Unterseite der Schicht mit niedrigem Emissionsgrad aufgebracht. Diese dielektrische Schicht dient auch dazu, die Durchlässigkeit für sichtbares Licht zu erhöhen.
OFFENBARUNG
TECHNISCHE AUFGABE
Eine Aufgabe einer Ausführung der vorliegenden Offenbarung ist es, ein funktionales Baumaterial für eine Tür oder ein Fenster mit verbesserter Haltbarkeit, verbesserter Hitze-, Feuchte- und Abriebbeständigkeit bei gleichzeitig hervorragender optischer Leistung bereitzustellen.
TECHNISCHE LÖSUNG
In einer Ausführung der vorliegenden Offenbarung wird ein funktionales Baumaterial für eine Tür oder ein Fenster bereitgestellt, wobei das funktionale Baumaterial ein transparentes Substrat und eine auf einer Fläche des transparenten Substrats ausgebildete Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad aufweist, wobei die Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad einen sequentiellen Stapel aus einer ersten dielektrischen Schicht, einer zweiten dielektrischen Schicht, einer unteren Sperrschicht, einer dritten dielektrischen Schicht, einer ersten Schutzschicht mit niedrigem Emissionsgrad, einer Schicht mit niedrigem Emissionsgrad, einer zweiten Schutzschicht mit niedrigem Emissionsgrad, einer vierten dielektrischen Schicht, einer fünften dielektrischen Schicht, einer oberen Sperrschicht und einer sechsten dielektrischen Schicht in dieser Reihenfolge auf dem transparenten Substrat umfasst, wobei ein Brechungsindex der ersten dielektrischen Schicht und ein Brechungsindex der dritten dielektrischen Schicht jeweils niedriger sind als ein Brechungsindex der zweiten dielektrischen Schicht, wobei ein Brechungsindex der vierten dielektrischen Schicht und ein Brechungsindex der sechsten dielektrischen Schicht jeweils niedriger sind als ein Brechungsindex der fünften dielektrischen Schicht.
Die Brechungsindizes der ersten dielektrischen Schicht, der dritten dielektrischen Schicht, der vierten dielektrischen Schicht und der sechsten dielektrischen Schicht können jeweils 2,2 oder weniger betragen.
Die Brechungsindizes der zweiten dielektrischen Schicht und der fünften dielektrischen Schicht können jeweils 2,3 oder mehr betragen.
Die Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad kann ferner eine unterste Sperrschicht aufweisen, die das transparente Substrat berührt.
Die Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad kann ferner eine oberste Schutzschicht auf der sechsten dielektrischen Schicht aufweisen.
Die Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad kann ferner einen sequentiellen Stapel aus einer zusätzlichen, hochbrechenden Schicht und einer zusätzlichen, niedrigbrechenden Schicht auf der dritten dielektrischen Schicht und/oder auf der sechsten dielektrischen Schicht aufweisen.
TECHNISCHER EFFEKT
Das funktionale Baumaterial für die Tür oder das Fenster ist hinsichtlich der optischen Leistung, der Hitzebeständigkeit, der Feuchtebeständigkeit und der Abriebfestigkeit hervorragend.
Figurenliste

1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines funktionalen Baumaterials für eine Tür oder ein Fenster gemäß einer Ausführung der vorliegenden Offenbarung.
2 ist eine schematische Querschnittsansicht eines funktionalen Baumaterials für eine Tür oder ein Fenster gemäß einer anderen Ausführung der vorliegenden Offenbarung.
3 ist eine schematische Querschnittsansicht eines funktionalen Baumaterials für eine Tür oder ein Fenster gemäß einer anderen Ausführung der vorliegenden Offenbarung.
4 ist eine schematische Querschnittsansicht eines funktionalen Baumaterials für eine Tür oder ein Fenster gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Offenbarung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGEN
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben, so dass die vorliegende Offenbarung vom Fachmann leicht umgesetzt werden kann. Die vorliegende Offenbarung kann in vielen verschiedenen Formen realisiert werden und ist nicht als auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt auszulegen.
Zur Verdeutlichung der vorliegenden Offenbarung wurden in den Beschreibungen Bestandteile weggelassen, die nicht mit der vorliegenden Offenbarung zusammenhängen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in der gesamten Beschreibung gleiche Elemente.
In den Zeichnungen ist die Dicke der Schichten, Bereiche usw. vergrößert, um die Schichten, Bereiche usw. deutlich zu veranschaulichen. In den Zeichnungen sind zur besseren Veranschaulichung die Dicken einiger Schichten und Bereiche übertrieben dargestellt.
Wie hier verwendet, bedeutet die Bildung einer ersten Struktur oberhalb (oder unterhalb) oder auf (oder unter) einer zweiten Struktur, dass die erste Struktur in direktem Kontakt mit einer Oberseite (oder einer Unterseite) der zweiten Struktur gebildet wird oder eine dritte Struktur zwischen der ersten und der zweiten Struktur liegt.
In einer Ausführung der vorliegenden Offenbarung wird ein funktionales Baumaterial 100 für eine Tür oder ein Fenster bereitgestellt, das ein transparentes Substrat 100 und eine auf einer Fläche des transparenten Substrats 10 gebildete Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad aufweist.
Die Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad umfasst eine erste dielektrische Schicht 14a, eine zweite dielektrische Schicht 14b, eine untere Sperrschicht 19a, eine dritte dielektrische Schicht 14c, eine erste Schutzschicht 13a mit niedrigem Emissionsgrad, eine Schicht 12 mit niedrigem Emissionsgrad, eine zweite Schutzschicht 13b mit niedrigem Emissionsgrad, eine vierte dielektrische Schicht 14d, eine fünfte dielektrische Schicht 14e, eine obere Sperrschicht 19b und eine sechste dielektrische Schicht 14f, die sequentiell auf dem transparenten Substrat 10 gestapelt sind.
Ein Brechungsindex der ersten dielektrischen Schicht 14a und ein Brechungsindex der dritten dielektrischen Schicht 14c sind jeweils niedriger als ein Brechungsindex der zweiten dielektrischen Schicht 14b.
Ein Brechungsindex der vierten dielektrischen Schicht 14d und ein Brechungsindex der sechsten dielektrischen Schicht 14f sind jeweils niedriger als ein Brechungsindex der fünften dielektrischen Schicht 14e.
1 ist eine Querschnittsansicht des funktionalen Baumaterials 100 für die Tür oder das Fenster gemäß einer Ausführung der vorliegenden Offenbarung.
Die Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad kann eine mehrschichtige Dünnfilmstruktur auf der Grundlage der Schicht 12 mit geringem Emissionsgrad aufweisen, die selektiv Strahlen im fernen Infrarot von Sonnenstrahlung reflektiert und wie in 1 gebildet werden kann. Die Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad hat einen ausgezeichneten niedrigen Emissionsgrad (d.h. Low-E), so dass eine ausgezeichnete Wärmedämmleistung erzielt wird.
Die Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad kann mit der obigen Ausgestaltung ausgebildet werden. Wenn z. B. die Beschichtung als beschichteter Film auf ein Fensterglas aufgebracht wird, reflektiert die Beschichtung im Sommer die Sonneneinstrahlung außen und spart im Winter Energie eines Gebäudes ein, indem sie die Wärmeübertragung zwischen dem Innen- und Außenbereich minimiert und die Strahlungswärme innen bewahrt. Somit kann die Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad als funktionales Material fungieren.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „Emissionsgrad“ auf ein Verhältnis der Energie, die ein Objekt absorbiert, durchlässt und reflektiert, zur zugeführten Energie bei einer bestimmten Wellenlänge. Wie hier verwendet, stellt somit der Emissionsgrad ein Verhältnis von absorbierter Infrarotenergie zu zugeführter Infrarotenergie in einem Infrarot-Wellenlängenbereich dar. Konkret bezieht sich der Begriff „Emissionsgrad“ auf ein Verhältnis von vom Objekt absorbierter Infrarotenergie zu der gesamten aufgebrachten Infrarotenergie, wenn Strahlung im fernen Infrarotbereich, die einem Wellenlängenbereich von etwa 5 µm bis etwa 50 µm entspricht und eine starke thermische Wirkung hat, aufgebracht wird.
Nach dem Kirchhoffschen Gesetz ist die von einem Objekt absorbierte Infrarotenergie gleich der vom Objekt wieder abgestrahlten Infrarotenergie. Somit haben Absorptionsgrad und Emissionsgrad des Objekts den gleichen Wert.
Da außerdem die Infrarotenergie, die nicht von dem Objekt absorbiert wird, von einer Oberfläche des Objekts reflektiert wird, ist der Emissionsgrad des Objekts umso niedriger, je höher der Reflexionsgrad der Infrarotenergie von dem Objekt ist. Numerisch kann dies als Beziehung von (ein Emissionsgrad = 1 - ein Reflexionsgrad für Infrarotstrahlung) ausgedrückt werden.
Der Emissionsgrad kann mit verschiedenen, im Stand der Technik allgemein bekannten Verfahren gemessen werden. Der Emissionsgrad kann z.B. mit einer Einrichtung wie einem Fourier-Transformations-Infrarotspektrometer (FT-IR) gemäß einem KSL2514-Standard gemessen werden.
Für ein beliebiges Objekt, z.B. das Glas mit niedrigem Emissionsgrad, kann das Absorptionsmaß, d.h. der Emissionsgrad der Strahlen im fernen Infrarotbereich, die eine so starke thermische Wirkung haben, ein sehr wichtiger Faktor bei der Messung seiner Wärmedämmleistung sein.
Wenn die Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad als Beschichtungsfilm auf das transparente Substrat 100 aufgetragen wird, behält die Beschichtung eine vorbestimmte Durchlässigkeitscharakteristik in einem Bereich des sichtbaren Lichts bei, um eine gute Leistung bei natürlichem Licht zu erzielen, und bietet darüber hinaus eine ausgezeichnete Wärmedämmwirkung, indem der Emissionsgrad im Infrarotbereich gesenkt wird. Somit kann die Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad als funktionales Baumaterial für ein Energiesparfenster dienen. Das funktionale Baumaterial für das Energiesparfenster kann als „Low-E-Glas“ bezeichnet werden.
Die Schicht 12 mit niedrigem Emissionsgrad kann als Schicht aus elektrisch leitendem Material, wie etwa einem Metall, das einen niedrigen Emissionsgrad haben kann, ausgeführt werden. D.h. die Schicht mit niedrigem Emissionsgrad hat einen niedrigen Schichtwiderstand und daher einen niedrigen Emissionsgrad. Die Schicht 12 mit niedrigem Emissionsgrad kann z.B. einen Emissionsgrad von etwa 0,01 bis etwa 0,3, konkret von etwa 0,01 bis etwa 0,2, konkreter von etwa 0,01 bis etwa 0,1 und noch konkreter von etwa 0,01 bis etwa 0,08 haben.
Die Schicht 12 mit niedrigem Emissionsgrad, die den oben definierten Emissionsgradbereich hat, kann durch die richtige Einstellung der Durchlässigkeit für sichtbares Licht und des Emissionsgrades für Infrarotstrahlung gleichzeitig eine ausgezeichnete Leistung für natürliches Licht und eine hervorragende Wärmedämmwirkung erzielen. Die Schicht mit niedrigem Emissionsgrad mit dem oben definierten Emissionsgradbereich kann einen Schichtwiderstand von beispielsweise etwa 0,78 Ω/qm bis etwa 6,42 Ω/qm haben. Die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt.
Sonnenstrahlung wird selektiv von der Schicht 12 mit niedrigem Emissionsgrad durchgelassen und reflektiert, welche aufgrund ihres hohen Reflexionsvermögens der Sonnenstrahlung im Infrarotbereich einen niedrigen Emissionsgrad hat. Die Schicht 12 mit niedrigem Emissionsgrad kann, ist aber nicht darauf beschränkt, mindestens ein Element enthalten, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Ag, Au, Cu, AI, Pt, ionendotiertem Metalloxid und Kombinationen daraus besteht. Ein Material der Schicht mit niedrigem Emissionsgrad kann jedes Metall enthalten, von dem bekannt ist, dass es eine Leistung mit niedrigem Emissionsgrad erzielen kann. Das ionendotierte Metalloxid kann z.B. Indiumzinnoxid (ITO), fluordotiertes Zinnoxid (FTO), AI-dotiertes Zinkoxid (AZO), Galliumzinkoxid (GZO) und dergleichen enthalten. In einer Ausführung kann die Schicht 12 mit niedrigem Emissionsgrad als aus Silber (Ag) hergestellte Schicht ausgeführt sein. Die Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad kann somit eine hohe elektrische Leitfähigkeit, eine geringe Absorption im Bereich des sichtbaren Lichts und eine Dauerhaftigkeit erreichen.
Eine Dicke der Schicht 12 mit niedrigem Emissionsgrad kann z.B. in einem Bereich von etwa 5 nm bis etwa 25 nm liegen. Die Schicht 12 mit niedrigem Emissionsgrad mit der Dicke im obigen Bereich kann geeignet sein, gleichzeitig den niedrigen Infrarot-Emissionsgrad und die hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht zu erreichen.
Die Schutzschichten 13a und 13b mit niedrigem Emissionsgrad können aus einem Metall mit ausgezeichnetem Lichtabsorptionsvermögen zur Steuerung des Sonnenlichts hergestellt werden. Mit der Steuerung eines Materials, seiner Dicke usw. kann eine Farbe gesteuert werden, die die Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad wiedergibt.
In einer Ausführung kann jede der Schutzschichten 13a und 13b mit niedrigem Emissionsgrad einen Extinktionskoeffizienten von etwa 1,5 bis etwa 3,5 im Bereich des sichtbaren Lichts haben. Der Extinktionskoeffizient ist ein von einer optischen Konstante abgeleiteter Wert, die ein inhärentes Merkmal des Materials ist. Die optische Konstante kann als n-ik ausgedrückt werden. In diesem Zusammenhang bezieht sich ein hinterer Teil n auf einen Brechungsindex und ein imaginärer Teil k auf den Extinktionskoeffizienten (Absorptionskoeffizient genannt). Der Extinktionskoeffizient ist eine Funktion einer Wellenlänge λ. Für ein Metall ist der Extinktionskoeffizient im Allgemeinen größer als Null. Der Extinktionskoeffizient k steht in folgender Beziehung zu einem Absorptionskoeffizienten α: α = (4πk)/λ. Der Absorptionskoeffizient α steht in folgender Beziehung mit d als Dicke eines Mediums, durch das ein Lichtstrahl hindurchgeht, I0 als Intensität eines Ausgangslichtstrahls aus dem Medium und einer Intensität I eines Eingangslichtstrahls in das Medium: I = I0exp(-αd). Somit ist aufgrund der Absorption des Lichtstrahls durch das Medium die Intensität des Ausgangsstrahls niedriger als die Intensität des Eingangsstrahls.
Jede der Schutzschichten 13a und 13b mit niedrigem Emissionsgrad kann aus einem Metall mit einem Extinktionskoeffizienten im oben genannten Bereich im Bereich des sichtbaren Lichts hergestellt werden, um einen bestimmten Anteil des sichtbaren Lichts zu absorbieren, so dass die Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad eine vorbestimmte Farbe wiedergeben kann.
Jede der Schutzschichten 13a und 13b mit niedrigem Emissionsgrad kann z.B. mindestens ein Element enthalten, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Metall aus Nickel (Ni), Titan (Ti), Niob (Nb), Chrom (Cr), Aluminium (Al), Zink (Zn) oder Molybdän (Mo), einem Verbundmetall, das mindestens zwei der Metalle enthält, einem Oxid des Metalls, einem Oxid des Metallverbundmaterials und Kombinationen daraus besteht und nicht darauf beschränkt sein darf. Bei dem Verbundmetall handelt es sich um eine Legierungsform.
In 1 ist gezeigt, dass die Schutzschicht 13a mit niedrigem Emissionsgrad und die Schutzschicht 13b mit niedrigem Emissionsgrad jeweils aus einer einzelnen Schicht gebildet sind. Die Schutzschicht 13a mit niedrigem Emissionsgrad und die Schutzschicht 13b mit niedrigem Emissionsgrad können jedoch auch jeweils aus einem Stapel mehrerer Schichten gebildet sein.
In einer Ausführung kann jede der Schutzschichten 13a und 13b mit niedrigem Emissionsgrad Ti, Nb, Mo oder eine Legierung aus mindestens zwei dieser Elemente enthalten.
Jede der Schutzschichten 13a und 13b mit niedrigem Emissionsgrad kann als einzelne Schicht oder als Stapel aus mehreren Schichten ausgeführt sein. Die Schutzschicht mit niedrigem Emissionsgrad kann auf der Ober- und/oder Unterseite der Schicht mit niedrigem Emissionsgrad angeordnet werden. Wie in 1 gezeigt, können die Schutzschichten 13a und 13b mit niedrigem Emissionsgrad die Schicht 12 mit niedrigem Emissionsgrad sandwichartig aufnehmen.
Eine Dicke jeder Schutzschicht 13 und 13b mit niedrigem Emissionsgrad kann z.B. in einem Bereich von etwa 0,5 nm bis etwa 5 nm liegen. Die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt. Die Dicke kann je nach Zweck des Fensters in geeigneter Weise variieren.
Die Dicke jeder der Schutzschichten 13a und 13b mit niedrigem Emissionsgrad kann je nach Metallmaterial variieren. Eine Dicke einer NiCr-Schicht jeweils als Schutzschicht 13a und 13b mit niedrigem Emissionsgrad kann z.B. etwa 0,5 nm bis etwa 2 nm betragen. Eine Dicke einer ZnAlOx-Schicht jeweils als Schutzschicht 13a und 13b mit niedrigem Emissionsgrad kann etwa 1 nm bis etwa 8 nm betragen.
Wenn die Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad die Schutzschichten 13a und 13b mit niedrigem Emissionsgrad im obigen Dickenbereich aufweist, kann die Beschichtung 11 deren Durchlässigkeit und Reflexionsgrad auf eine vorbestimmte Durchlässigkeit bzw. einen vorbestimmten Reflexionsgrad einstellen, während sie eine Funktion ausführt, die von den Schutzschichten 13a und 13b mit niedrigem Emissionsgrad durchgeführt wird.
Die Brechungsindizes der ersten dielektrischen Schicht 14a, der dritten dielektrischen Schicht 14c, der vierten dielektrischen Schicht 14d und der sechsten dielektrischen Schicht 14f können jeweils etwa 2,2 oder weniger und insbesondere etwa 1,8 bis etwa 2,2 betragen.
In einer Ausführung können die erste dielektrische Schicht 14a, die dritte dielektrische Schicht 14c, die vierte dielektrische Schicht 14d und die sechste dielektrische Schicht 14f jeweils Silicium-Aluminiumnitrid enthalten.
Das Silicium-Aluminiumnitrid kann einen Brechungsindex kleiner oder gleich etwa 2,2 erreichen und gleichzeitig eine ausgezeichnete Haltbarkeit haben.
Die erste dielektrische Schicht 14a, die dritte dielektrische Schicht 14c, die vierte dielektrische Schicht 14d und die sechste dielektrische Schicht 14f können jeweils z.B. durch Abscheidung eines Targets mit einem Gewichtsverhältnis von Si : AI von etwa 85 bis 95 Gewichtsteilen : 5 bis 15 Gewichtsteilen unter Verwendung einer Sputtereinrichtung in einer Stickstoffatmosphäre hergestellt werden. In diesem Zusammenhang kann der Brechungsindex entsprechend einem Stickstoffgehalt eingestellt werden. Genauer gesagt, je geringer der Stickstoffgehalt, desto niedriger der Brechungsindex. Je höher der Stickstoffgehalt, desto höher der Brechungsindex. Insbesondere kann das Einstellen des Stickstoffgehalts die Erzeugung einer Silicium-Aluminiumnitrid-Schicht mit einem Brechungsindex von etwa 1,8 bis etwa 2,2 ermöglichen.
Das funktionale Baumaterial 100 für die Tür oder das Fenster umfasst mindestens 4 Schichten aus Silicium-Aluminiumnitrid und kann daher eine ausgezeichnete Haltbarkeit haben.
Die Brechungsindizes der zweiten dielektrischen Schicht 14b und der fünften dielektrischen Schicht 14e können etwa 2,3 oder mehr, insbesondere etwa 2,3 bis etwa 2,5 betragen.
In einer weiteren Ausführung können die zweite dielektrische Schicht 14b und die fünfte dielektrische Schicht 14e Oxid, Oxynitrid oder Oxid und Oxynitrid eines Elements enthalten, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Ti, Zr, Nb, Ta und Kombinationen daraus besteht. Unter Kombination von Ti, Zr, Nb und Ta ist eine Legierung aus zwei oder mehr Metallen daraus zu verstehen.
Insbesondere können die zweite dielektrische Schicht 14b und die fünfte dielektrische Schicht jeweils Oxid eines Elements enthalten, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Titan, Zirkonium, Tantal und Kombinationen daraus besteht. Die zweite dielektrische Schicht 14b und die fünfte dielektrische Schicht 14e können insbesondere jeweils Oxid eines Elements enthalten, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus TiOx, ZrOx, TaOx und Legierungen von mindestens zwei aus Ti, Zr und Ta besteht, wobei 1,5 ≤ x ≤ 2,0, insbesondere etwa 1,6 ≤ x ≤ 1,9.
Die oben beispielhaft aufgeführten Materialien können zuverlässig Brechungsindizes größer oder gleich etwa 2,3 erreichen und gleichzeitig eine ausgezeichnete Haltbarkeit haben.
Da das für die Schicht 12 mit niedrigem Emissionsgrad verwendete Metall im Allgemeinen gut oxidiert ist, können die Schichten von der ersten dielektrischen Schicht 14a bis zur sechsten dielektrischen Schicht 14f als Antioxidationsschicht für die Schicht 12 mit niedrigem Emissionsgrad wirken. Weiterhin können die erste dielektrische Schicht 14a bis zur sechsten dielektrischen Schicht 14f dazu dienen, die Durchlässigkeit für sichtbares Licht zu erhöhen. Ferner können die erste dielektrische Schicht 14a bis zur sechsten dielektrischen Schicht 14f die optische Leistung der Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad verbessern.
Die Dicke der ersten dielektrischen Schicht 14a bis zur sechsten dielektrischen Schicht 14f kann so angepasst werden, dass verschiedene optische Leistungen realisiert werden. Die Dicke jeder dielektrischen Schicht kann insbesondere etwa 5 nm bis etwa 30 nm betragen. Eine Summe der Dicken der ersten dielektrischen Schicht 14a bis zur sechsten dielektrischen Schicht 14f kann etwa 30 nm bis etwa 120 nm betragen.
Bei der Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad kann jeweils ein Stapel aus der ersten dielektrischen Schicht 14a bis zur dritten dielektrischen Schicht 14c und ein Stapel aus der vierten dielektrischen Schicht 14d bis zur sechsten dielektrischen Schicht 14f einen Stapel aus einer niedrigbrechenden Schicht, einer hochbrechenden Schicht und einer niedrigbrechenden Schicht bilden. Durch die Bildung einer Struktur, bei der die Schicht mit niedrigem Brechungsindex und die hochbrechende Schicht wiederholt und abwechselnd gestapelt werden, ist es daher möglich, die im Glas mit niedrigem Emissionsgrad erforderliche optische Leistung, wie etwa Durchlässigkeit, Reflexionsgrad, Farbindex usw., erheblich zu verbessern.
Die Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad umfasst eine mehrschichtige Sperre, die die obere Sperrschicht 19b und die untere Sperrschicht 19a umfasst. Wenn die obere Sperrschicht 19b und die untere Sperrschicht 19a, wie in 1 gezeigt, an bestimmten Stellen angeordnet sind, kann die mehrschichtige Sperre die Diffusion von Sauerstoff und Feuchtigkeit wirksam verhindern. Darüber hinaus kann das funktionale Baumaterial 10 für das Fenster oder die Tür mit der mehrschichtigen Sperre eine verbesserte Wärmebeständigkeit, eine verbesserte Feuchtebeständigkeit und eine verbesserte Abriebfestigkeit haben, ohne dessen optische Leistung zu beeinträchtigen.
Während eines Prozesses zur Bildung der Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad auf einer Fläche des transparenten Substrats 10 zur Herstellung des funktionalen Baumaterials 10 für Fenster und Türen kann ein Wärmebehandlungsprozess durchgeführt werden, um die Vorspannung der Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad durch einen Biege- oder Verstärkungsprozess aufzubringen. Der Wärmebehandlungsprozess kann durch Erwärmen der Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad auf eine Temperatur von etwa 600 bis etwa 700°C durchgeführt werden. Während der Wärmebehandlung können die Materialien, die die Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad bilden, einer Oxidation, Diffusion oder Agglomeration ausgesetzt werden, wodurch die Beschichtung 11 einer strukturellen Verformung unterworfen werden kann. Wenn die Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit vorliegt und die Schicht 120 mit niedrigem Emissionsgrad mit Komponenten in Kontakt kommt, die in einer Atmosphäre als korrosives Mittel wirken können, wie Sauerstoff, Chlorid, Sulfid und Schwefeldioxid, kommt es zu einer Korrosion der Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad und somit zu einer Beschädigung des Beschichtungsfilms. Außerdem wird beim Transport oder bei der Handhabung des funktionalen Baumaterials 10 für Fenster oder Türen die Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad häufig durch Kratzer beschädigt.
Dementsprechend besteht die Notwendigkeit, die Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad vor dem Wärmebehandlungsprozess, vor der Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit oder vor der physischen Beschädigung während des Transports oder der Handhabung des funktionalen Baumaterials 10 zu schützen.
Wenn das funktionale Baumaterial 10 für Fenster und Türen die oben beschriebene Struktur der mehrschichtigen Sperre aufweist, können die untere Sperrschicht 19a und die obere Sperrschicht 19b die physikalische und chemische Diffusion von Alkaliionen und Sauerstoff verhindern. Dementsprechend können die untere Sperrschicht 19a und die obere Sperrschicht 19b die Funktion haben, die Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad vor dem oben beschriebenen Wärmebehandlungsprozess und der Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit zu schützen. Darüber hinaus verbessert die unterste Sperrschicht 20 die Grenzflächenhaftung zwischen dem Glassubstrat 100 und der Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad, wodurch die Verschleißfestigkeit der Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad verbessert wird.
Daher kann das funktionale Baumaterial 10 für das Fenster oder die Tür mit der mehrschichtigen Sperre in Bezug auf Wärmebeständigkeit, Feuchtebeständigkeit und Verschleißfestigkeit hervorragend sein.
Die untere Sperrschicht 19a und die obere Sperrschicht 19b können jeweils ein Element enthalten, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Metall, einem Verbundmetall, einem Nitrid des Metalls, einem Nitrid des Verbundmetalls und Kombinationen daraus besteht.
Das Metall kann Si, Zr, Ti, Nb, Ni oder Cr umfassen. Unter Verbundmetall kann eine Legierung zu verstehen sein, die mindestens zwei Typen der Metalle enthält. Bei dem Verbundmetall kann es sich z.B. um SiAl, ZrSi, TiZr, NiCr, NiTi, NbZr oder NiTiNb handeln. Unter SiAl ist eine Legierung aus Si und AI zu verstehen. Sofern hier nicht anders angegeben, kann diese Definition ebenso für andere Legierungen gelten.
In einer weiteren Ausführungsform können die untere Sperrschicht 19a und die obere Sperrschicht 19b jeweils ein Element enthalten, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Zirkoniumnitrid, Zirkoniumsiliciumnitrid, Titannitrid, Titanzirkoniumnitrid, Niobnitrid, Nickelnitrid, Chromnitrid, Nickelchromnitrid, Nickel-Titannitrid, Niob-Zirkoniumnitrid, Nickel-Titan-Niobnitrid und Kombinationen daraus besteht.
Bei dem funktionalen Baumaterial 100 für die Tür oder das Fenster kann die Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad außerdem eine oberste Schutzschicht 15 auf einer Oberseite der sechsten dielektrischen Schicht 14f aufweisen.
2 zeigt eine Querschnittsansicht eines funktionalen Baumaterials 200 für eine Tür oder ein Fenster gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Offenbarung.
Das funktionale Baumaterial 200 für die Tür oder das Fenster weist zusätzlich zu der oben beschriebenen Struktur eine oberste Schutzschicht 15 auf einer Oberseite der sechsten dielektrischen Schicht 14f auf.
Die oberste Schutzschicht 15 kann nach außen hin freiliegen und eine Verbindung auf Zirkoniumbasis enthalten.
Die oberste Schutzschicht 15 kann insbesondere Zink-Aluminiumoxid enthalten.
Die oberste Schutzschicht 15 kann zusammen mit der ersten dielektrischen Schicht 14a bis zur sechsten dielektrischen Schicht 14f eine ausgezeichnete optische Leistung erzielen.
Die Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad kann ferner zwei zusätzliche hochbrechende Schichten mit einem Brechungsindex von mindestens etwa 2,3, insbesondere etwa 2,3 bis etwa 2,5, entsprechend der ersten dielektrischen Schicht 14a, der zweiten dielektrischen Schicht 14b und der fünften dielektrischen Schicht 14e, und eine zusätzliche niedrigbrechende Schicht mit einem Brechungsindex von etwa 2,2 oder weniger, insbesondere etwa 1,8 bis etwa 2,2, entsprechend der dritten dielektrischen Schicht 14c, der vierten dielektrischen Schicht 14d und der sechsten dielektrischen Schicht 14f, aufweisen.
Die zusätzliche hochbrechende Schicht und die zusätzliche niedrigbrechende Schicht können gepaart werden, so dass ein Stapel aus der zusätzlichen hochbrechenden Schicht und der zusätzlichen niedrigbrechenden Schicht auf der dritten dielektrischen Schicht 14c und/oder auf der sechsten dielektrischen Schicht 14f gestapelt werden kann.
Ferner können die zusätzliche hochbrechende Schicht und die zusätzliche niedrigbrechende Schicht so gepaart werden, dass ein erster Stapel aus der zusätzlichen hochbrechenden Schicht und der zusätzlichen niedrigbrechenden Schicht und ein zweiter Stapel aus der zusätzlichen hochbrechenden Schicht und der zusätzlichen niedrigbrechenden Schicht, die auf dem ersten Stapel gestapelt sind, auf der dritten dielektrischen Schicht 14c und/oder auf der sechsten dielektrischen Schicht 14f gestapelt werden können.
Das heißt, das Paar aus der zusätzlichen hochbrechenden Schicht und der zusätzlichen niedrigbrechenden Schicht kann zwischen der dritten dielektrischen Schicht 14c und der ersten Schutzschicht 13a mit niedrigem Emissionsgrad, auf der sechsten dielektrischen Schicht 14f oder zwischen der sechsten dielektrischen Schicht 14f und der obersten Schutzschicht 15 angeordnet werden.
Da die Paare aus den zusätzlichen hochbrechenden Schichten und den zusätzlichen niedrigbrechenden Schichten wiederholt gestapelt werden, wird die optische Leistung wie etwa die Durchlässigkeit verbessert. Die Produktkosten können jedoch steigen. Daher kann die Anzahl der gestapelten Paare je nach Anwendung angepasst werden.
3 zeigt ein funktionales Baumaterial 300 für eine Tür oder ein Fenster mit dem Paar aus der zusätzlichen hochbrechenden Schicht und der zusätzlichen niedrigbrechenden Schicht.
In 3 kann das funktionale Baumaterial 300 für die Tür oder das Fenster ein Paar aus der zusätzlichen hochbrechenden Schicht 16a und der zusätzlichen niedrigbrechenden Schicht 17a und das andere Paar aus der zusätzlichen hochbrechenden Schicht 16b und der zusätzlichen niedrigbrechenden Schicht 17b aufweisen.
Die Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad kann ferner die unterste Sperrschicht 20 aufweisen, die das transparente Substrat berührt.
4 ist eine Querschnittsansicht, die ein funktionales Baumaterial 400 für Fenster und Türen gemäß einer weiteren Ausführung gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt.
In 4 ist gezeigt, dass die unterste Sperrschicht 20 ferner in der Stapelstruktur von 3 aufgenommen ist. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das funktionale Baumaterial für Fenster und Türen kann ferner die unterste Sperrschicht 20 in jeder der Stapelstrukturen von 1 und 2 aufweisen.
Die unterste Sperrschicht 20 kann ein Element enthalten, das aus einem Element besteht, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Si-, Zr- oder Ti-Metall, einem Verbundmetall, das mindestens zwei der Metalle enthält, einem Oxid des Metalls, einem Oxynitrid des Metalls, einem Oxid des Verbundmetalls, einem Oxynitrid des Verbundmetalls und Kombinationen daraus besteht. Insbesondere kann das Verbundmetall der untersten Sperrschicht 20 SiAl, ZrSi oder TiZr sein.
In einer Ausführungsform kann die unterste Sperrschicht 20 ein Element enthalten, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Siliciumoxid, Siliciumaluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Zirkoniumsiliciumoxid, Titanoxid, Titanzirkoniumoxid, Siliciumoxynitrid, Siliciumaluminiumoxynitrid, Zirkoniumoxynitrid, Zirkoniumsiliciumoxynitrid, Titanoxynitrid, Titanzirkoniumoxynitrid und Kombinationen daraus besteht.
Die Beschichtung 11 mit niedriger Emission kann zusätzliche Schichten aufweisen, die sich von den Schichten der oben beschriebenen Struktur unterscheiden, um eine vorbestimmte optische Leistung zu erzielen.
Das transparente Substrat 10 kann als ein transparentes Substrat mit einer hohen Durchlässigkeit für sichtbares Licht ausgeführt sein. Das Substrat kann z.B. als Substrat aus Glas oder transparentem Kunststoff mit einer Durchlässigkeit für sichtbares Licht von etwa 80% bis etwa 100% ausgeführt sein. In einem Beispiel kann das transparente Glassubstrat ohne Einschränkung wie jedes für Bauzwecke verwendete Glas ausgeführt sein. Eine Dicke des Substrats kann z.B. in einem Bereich von etwa 2 mm bis etwa 12 mm liegen. Die Dicke kann je nach Zweck und Funktion des Fensters variieren. Die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt.
Für die Fertigung des funktionalen Baumaterials für das Fenster oder die Tür kann zunächst das transparente Substrat 10 hergestellt werden, und dann können nacheinander Schichten, die die Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad bilden, auf dem Substrat ausgebildet werden. Jede der Schichten, die die Beschichtung 11 mit niedrigem Emissionsgrad bilden, kann mit einem bekannten Verfahren oder mit einem Verfahren, das zur Realisierung einer gewünschten physikalischen Eigenschaft geeignet ist, ausgebildet werden.
Nachfolgend werden Beispiele und Vergleichsbeispiele in der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Die nachstehenden Beispiele stellen lediglich ein Beispiel für die vorliegende Offenbarung dar. Die vorliegende Offenbarung ist daher nicht auf die nachstehenden Beispiele beschränkt.
Beispiele
Beispiel 1
Unter Verwendung einer Magnetron-Sputter-Depositionsvorrichtung wurde die Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad mit einer Mehrschichtstruktur, die auf das transparente Glassubstrat aufgetragen wurde, wie folgt hergestellt.
Silicium-Aluminiumnitrid, das die erste dielektrische Schicht bildet, wurde unter einer Argon-Stickstoff-Atmosphäre auf einem 5 mm dicken transparenten Glassubstrat abgeschieden. Anschließend wurde Titanoxid, das die zweite dielektrische Schicht bildet, unter einer Argon-Sauerstoff-Atmosphäre abgeschieden. Anschließend wurde unter einer Argon-Atmosphäre eine Nickel-Chrom-Schicht als untere Sperrschicht und dann unter einer Argon-Stickstoff-Atmosphäre eine Silicium-Aluminium-Schicht als dritte dielektrische Schicht darauf gebildet. Danach wurde darauf unter einer Argon-Sauerstoff-Atmosphäre eine Aluminium-Zinkoxid-Schicht und darauf unter einer Atmosphäre mit 100% Argon eine Nickel-Chrom-Schicht gebildet, um die erste Schutzschicht mit niedrigem Emissionsgrad zu bilden. Anschließend wurde zur Bildung der Schicht mit niedrigem Emissionsgrad eine Silberschicht abgeschieden. Auf der Schicht mit niedrigem Emissionsgrad wurde unter einer Atmosphäre mit 100% Argon eine Nickel-Chrom-Schicht und dann unter einer Argon-Sauerstoff-Atmosphäre eine Aluminium-Zinkoxid-Schicht gebildet, um die zweite Schutzschicht mit niedrigem Emissionsgrad zu bilden. Danach wurde darauf unter einer Argon-Stickstoff-Atmosphäre die aus Silicium-Aluminiumnitrid bestehende vierte dielektrische Schicht abgeschieden. Danach wurde darauf unter einer Argon-Atmosphäre eine Nickel-Chrom-Schicht als obere Sperrschicht gebildet. Anschließend wurde darauf unter einer Argon-Sauerstoff-Atmosphäre die aus Titanoxid bestehende fünfte dielektrische Schicht gebildet. Schließlich wurde darauf unter einer Argon-Stickstoff-Atmosphäre die aus Silicium-Aluminiumnitrid bestehende sechste dielektrische Schicht gebildet.
Vergleichsbeispiel 1
Die Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad wurde auf die gleiche Weise wie im obigen Beispiel 1 hergestellt, mit Ausnahme der zweiten dielektrischen Schicht und der fünften dielektrischen Schicht als Titanoxidschicht und der oberen und unteren Sperrschicht als Nickel-Chrom-Schicht im obigen Beispiel 1.
Versuchsbeispiel 1
Die Leistungsanalyse wurde an dem funktionalen Baumaterial für die Tür oder das Fenster, das in Beispiel 1 hergestellt wurde, basierend auf jedem der folgenden Punkte durchgeführt.
<Berechnung der Durchlässigkeit>
Es wurde ein optisches Spektrum auf der Basis einer Breite von 1 nm in einem Bereich von 250 bis 2500 nm mit einem UV-Vis-NIR-Spektralmessgerät (Shimadzu, Solidspec-3700) gemessen und dann das Messergebnis dazu verwendet, eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht auf der Grundlage eines KS L 2514-Standards zu berechnen.
<Emissionsgrad>
Mit FT-IR (Frontier und Perkin Elmer) als Ferninfrarot-Spektroskopievorrichtung wurde ein Ferninfrarot-Reflexionsspektrum einer Fläche der Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad des funktionalen Baumateriales für die Tür oder das Fenster gemessen. Aus dem Messergebnis wurde ein mittlerer Infrarot-Reflexionsgrad auf der Grundlage eines KS 2514-Standards berechnet und anschließend ein Emissionsgrad mittels einer Formel von 100% - (mittlerer Reflexionsgrad im fernen Infrarot) bewertet.
<Farbindex>
Die L*-, a*- und b*-Werte eines CIE1931-Standards wurden mit einem Farbdifferenzmessgerät (KONICA MINOLTA SENSING, Inc., CM-700d) gemessen. In diesem Zusammenhang verwendete eine Lichtquelle einen D65 des aa KS-Standards.

Die oben ausgewerteten Ergebnisse sind wie folgt. [Tabelle 1]

Beispiele	Durchlässigkeit(%)	Emissionsgrad (%)	Farbindex
			durchlässig		Reflexion der Fläche der Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad		Reflexion der Fläche des transparenten Substrats
			a*	b*	a*	b*	a*	b*
Beispiel 1	78,6	4,8	-3,0	3,6	2,9	-12,1	0,8	-8,5
Vergleichsbeispiel 1	74,5	4,8	-3,2	5,4	3,8	-11,4	2,0	-9,5

Ein den Emissionsgrad beeinflussender Faktor ist in der Regel die Ag-Schicht. So nimmt mit zunehmender Dicke der Ag-Schicht der Emissionsgrad ab, doch die Durchlässigkeit nimmt ab. Um eine neutrale Farbe zu erreichen, müssen jedoch gleichzeitig eine hohe Durchlässigkeit und ein niedriger Emissionsgrad erhalten werden.
Darüber hinaus kann ein wichtiger Faktor in Bezug auf die optische Leistung in einem Low-E-Glas für den Wohnbereich eine hohe Durchlässigkeit in derselben Farbe sein, um die neutrale Farbe zu erreichen.
Aus den Ergebnissen der Tabelle 1 geht hervor, dass Beispiel 1 ein ähnliches Niveau des Farbindex und des Emissionsgrades wie im Vergleichsbeispiel 1 aufweist, aber gleichzeitig eine verbesserte Durchlässigkeit hat. Daher kann Beispiel 1 die neutrale Farbe zuverlässiger implementieren und im Vergleich zu Vergleichsbeispiel 1 eine verbesserte optische Leistung haben.
Versuchsbeispiel 2: Bewertung der Verschleißfestigkeit
Für das funktionale Baumaterial für die Tür oder das Fenster, das jeweils gemäß Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 hergestellt wurde, wurde eine Verschleißfestigkeitsprüfung mit einer Reinigungsmaschine (MANNA, MGR-460) durchgeführt. Dementsprechend wurde ein Zeitpunkt des Auftretens eines Kratzers auf einer Oberfläche jeder Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad visuell gemessen.
Versuchsbeispiel 3: Bewertung der Feuchtebeständigkeit - 50°C, 90% RH (Luftfeuchtigkeit)
Das funktionale Baumaterial für die Tür oder das Fenster, das jeweils gemäß Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 hergestellt wurde, wurde in einer Kammer mit konstanter Temperatur und konstanter Luftfeuchtigkeit (LS Industrial Systems Co., Ltd., EBS-35B) in einem Zustand mit 50°C und 90% RH (Luftfeuchtigkeit) belassen. Ein dem Auftreten von Korrosion entsprechender Zeitpunkt wurde ausgewertet. Es wurde ein optisches Mikroskop X50 verwendet, um festzustellen, ob die Korrosion in dem funktionalen Baumaterial für die Tür oder das Fenster auftritt, das gemäß Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 hergestellt wurde.
Versuchsbeispiel 4: Bewertung der Feuchtebeständigkeit - 95°C, 90% RH (Luftfeuchtigkeit)
Das funktionale Baumaterial für die Tür oder das Fenster, das jeweils gemäß Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 hergestellt wurde, wurde in einer Kammer mit konstanter Temperatur und konstanter Luftfeuchtigkeit (LS Industrial Systems Co., Ltd., EBS-35B) in einem Zustand mit 95°C und 90% RH (Luftfeuchtigkeit) belassen. Ein dem Auftreten von Korrosion entsprechender Zeitpunkt wurde ausgewertet. Es wurde ein optisches Mikroskop X50 verwendet, um festzustellen, ob die Korrosion im funktionalen Baumaterial für die Tür oder das Fenster auftritt, das gemäß Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 hergestellt wurde.

Die Ergebnisse der Versuchsbeispiele 2 bis 4 sind in der nachfolgenden Tabelle 2 gezeigt. [Tabelle 2]

Beispiele	Verschleißfestigkeit: Reinigungsvorrichtung (Zeitpunkt des Auftretens von Kratzern)	Speicherleistung: Feuchtebeständigkeit Kammer, 50°C, 90% RH (Luftfeuchtigkeit) (Zeitpunkt des Auftretens von Korrosion)	Speicherleistung: Feuchtebeständigkeit Kammer, 95°C, 90% RH (Luftfeuchtigkeit) (Zeitpunkt des Auftretens von Korrosion)
Beispiel 1	15 Minuten	14 Tage	10 Tage
Vergleichsbeispiel 1	10 Minuten	10 Tage	5 Tage

Aus den Ergebnissen von Tabelle 2 lässt sich feststellen, dass das Beispiel 1 im Vergleich zu Vergleichsbeispiel 1 eine höhere Abriebfestigkeit und gleichzeitig im Vergleich zu Vergleichsbeispiel 1 eine bessere Feuchtebeständigkeit hat. Dieses Ergebnis kann darauf zurückzuführen sein, dass die obere und die untere Sperrschicht von Beispiel 1 die Haltbarkeit verbessern.
Es kann daher festgestellt werden, dass das Beispiel 1 im Vergleich zu Vergleichsbeispiel 1 eine bessere Verschleißfestigkeit und eine verbesserte Feuchtebeständigkeit sowie eine verbesserte Gesamthaltbarkeit hat.
Auch wenn die obigen ausführlichen Beispiele der vorliegenden Offenbarung im Detail dargestellt sind, ist der Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht darauf beschränkt. Viele Änderungen und Modifikationen durch den Fachmann unter Verwendung der grundlegenden Konzepte der vorliegenden Offenbarung, wie sie in den folgenden Ansprüchen definiert sind, fallen in den Geltungsbereich der Rechte der vorliegenden Offenbarung.
Bezugszeichenliste

10: transparentes Substrat
11: Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad
12: Schicht mit niedrigem Emissionsgrad
13a, 13b: Schutzschichten mit niedrigem Emissionsgrad
14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f: dielektrische Schichten
15: oberste Schutzschicht
16a, 16b: zusätzliche hochbrechende Schicht
17a, 17b: zusätzliche niedrigbrechende Schicht
19a: untere Sperrschicht
19b: obere Sperrschicht
20: unterste Sperrschicht
100, 200, 300, 400: funktionales Baumaterial für Tür oder Fenster

Claims

Funktionales Baumaterial für eine Tür oder ein Fenster, wobei das funktionale Baumaterial ein transparentes Substrat und eine auf einer Fläche des transparenten Substrats ausgebildete Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad aufweist, wobei die Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad einen sequentiellen Stapel aus einer ersten dielektrischen Schicht, einer zweiten dielektrischen Schicht, einer unteren Sperrschicht, einer dritten dielektrischen Schicht, einer ersten Schutzschicht mit niedrigem Emissionsgrad, einer Schicht mit niedrigem Emissionsgrad, einer zweiten Schutzschicht mit niedrigem Emissionsgrad, einer vierten dielektrischen Schicht, einer fünften dielektrischen Schicht, einer oberen Sperrschicht und einer sechsten dielektrischen Schicht in dieser Reihenfolge auf dem transparenten Substrat umfasst, wobei ein Brechungsindex der ersten dielektrischen Schicht und ein Brechungsindex der dritten dielektrischen Schicht jeweils niedriger sind als ein Brechungsindex der zweiten dielektrischen Schicht, wobei ein Brechungsindex der vierten dielektrischen Schicht und ein Brechungsindex der sechsten dielektrischen Schicht jeweils niedriger sind als ein Brechungsindex der fünften dielektrischen Schicht.
Funktionales Baumaterial nach Anspruch 1, wobei die Brechungsindizes der ersten dielektrischen Schicht, der dritten dielektrischen Schicht, der vierten dielektrischen Schicht und der sechsten dielektrischen Schicht jeweils 2,2 oder weniger betragen, wobei die Brechungsindizes der zweiten dielektrischen Schicht und der fünften dielektrischen Schicht jeweils 2,3 oder mehr betragen.
Funktionales Baumaterial nach Anspruch 1, wobei die erste dielektrische Schicht, die dritte dielektrische Schicht, die vierte dielektrische Schicht und die sechste dielektrische Schicht jeweils ein Element enthalten, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Si-, AI-, Zn- oder Sn-Metall, einem Verbundmetall, das mindestens zwei der Metalle enthält, oder Sn, einem Oxid des Metalls, einem Nitrid des Metalls, einem Oxynitrid des Metalls, einem Oxid des Verbundmetalls, einem Nitrid des Verbundmetalls, einem Oxynitrid des Verbundmetalls und Kombinationen daraus besteht.
Funktionales Baumaterial nach Anspruch 1, wobei die erste dielektrische Schicht, die dritte dielektrische Schicht, die vierte dielektrische Schicht und die sechste dielektrische Schicht jeweils Silicium-Aluminiumnitrid enthalten.
Funktionales Baumaterial nach Anspruch 1, wobei die zweite dielektrische Schicht und die fünfte dielektrische Schicht jeweils ein Oxid, ein Oxynitrid oder ein Oxid und ein Oxynitrid eines Elements enthalten, das aus einer aus Ti, Zr, Nb, Ta und Kombinationen daraus bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Funktionales Baumaterial nach Anspruch 1, wobei die untere Sperrschicht und die obere Sperrschicht jeweils ein Element enthalten, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Si-, Zr-, Ti-, Nb-, Ni- oder Cr-Metall, einem Verbundmetall, das mindestens zwei der Metalle enthält, einem Nitrid des Metalls, einem Nitrid des Verbundmetalls und Kombinationen daraus besteht.
Funktionales Baumaterial nach Anspruch 1, wobei das funktionale Baumaterial ferner einen sequentiellen Stapel aus einer zusätzlichen hochbrechenden Schicht und einer zusätzlichen niedrigbrechenden Schicht auf der dritten dielektrischen Schicht und/oder der sechsten dielektrischen Schicht aufweist, wobei die zusätzliche niedrigbrechende Schicht einen Brechungsindex von 2,2 oder weniger hat, wobei die zusätzliche hochbrechende Schicht einen Brechungsindex von 2,3 oder mehr hat.
Funktionales Baumaterial nach Anspruch 1, wobei die Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad ferner eine unterste Sperrschicht aufweist, die das transparente Substrat berührt, wobei die unterste Sperrschicht ein Element enthält, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Si-, Zr- oder Ti-Metall, einem Verbundmetall, das mindestens zwei der Metalle enthält, einem Oxid des Metalls, einem Oxynitrid des Metalls, einem Oxid des Verbundmetalls, einem Oxynitrid des Verbundmetalls und Kombinationen daraus besteht.
Funktionales Baumaterial nach Anspruch 1, wobei die Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad ferner eine oberste Schutzschicht auf der sechsten dielektrischen Schicht aufweist, wobei die oberste Schutzschicht eine Verbindung auf Zirconiumbasis enthält.
Funktionales Baumaterial nach Anspruch 1, wobei die Schicht mit niedrigem Emissionsgrad einen Emissionsgrad von 0,01 bis 0,3 hat.
Funktionales Baumaterial nach Anspruch 1, wobei die Schutzschicht mit niedrigem Emissionsgrad einen Extinktionskoeffizienten von 1,5 bis 3,5 in einem Bereich der sichtbaren Strahlung hat.
Funktionales Baumaterial nach Anspruch 1, wobei das transparente Substrat ein Substrat aus Glas oder transparentem Kunststoff mit einer Durchlässigkeit für sichtbares Licht von 80% bis 100% ist.