EA043067B1 - SPECIAL COATED GLASS FOR VIG ASSEMBLY - Google Patents
SPECIAL COATED GLASS FOR VIG ASSEMBLY Download PDFInfo
- Publication number
- EA043067B1 EA043067B1 EA202192758 EA043067B1 EA 043067 B1 EA043067 B1 EA 043067B1 EA 202192758 EA202192758 EA 202192758 EA 043067 B1 EA043067 B1 EA 043067B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- layer
- coated glass
- coating
- glass panel
- dielectric
- Prior art date
Links
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к листу стекла (или панели), покрытому покрытием, напыленным при помощи магнетрона, например низкоэмиссионным покрытием. Лист стекла с покрытием согласно настоящему изобретению является особенно подходящим в качестве части стеклопакета с вакуумной изоляцией (VIG, или вакуумный IG). VIG обычно изготавливают из двух листов стекла, при этом основную поверхность по меньшей мере одного из этих листов стекла, которая ориентирована в направлении внутреннего пространства между двумя листами стекла, снабжают покрытием, таким как покрытие, осажденное при помощи магнетронного напыления. Такой VIG можно использовать, например, в применениях к проемам зданий (окнам и дверям), в транспортных средствах и дверях холодильников.The present invention relates to a glass sheet (or panel) coated with a magnetron-sputtered coating, such as a low-e coating. The coated glass sheet of the present invention is particularly suitable as part of a vacuum insulated glass (VIG, or vacuum IG) unit. VIG is usually made from two sheets of glass, wherein the main surface of at least one of these sheets of glass, which is oriented in the direction of the interior space between the two sheets of glass, is provided with a coating, such as a coating deposited by magnetron sputtering. Such a VIG can be used, for example, in applications to building openings (windows and doors), in vehicles and refrigerator doors.
Уровень техникиState of the art
Стеклопакеты с вакуумной изоляцией характеризуются высокой теплоизолирующей способностью, при которой коэффициент теплового пропускания, U, составляет менее 1,2 Вт/м2К. Такая эффективность является прямым следствием низкой теплопроводности в вакууме и, таким образом, зависит от качества вакуума и его стабильности.Vacuum-insulated double-glazed windows are characterized by a high thermal insulating capacity, where the thermal transmittance, U, is less than 1.2 W/m 2 K. This efficiency is a direct consequence of the low thermal conductivity in vacuum and thus depends on the quality of the vacuum and its stability.
Сборку VIG можно выполнить при помощи различных известных способов, преследующих одну цель: наличие стабильной вакуумной полости, образованной между двумя герметично уплотненными стеклянными панелями, которые удерживаются на расстоянии друг от друга отдельными распорками (или стойками). Вакуумная полость характеризуется уровнем давления, не превышающим 0,1 мбар. В области техники известны различные типы материала уплотнения и различные типы распорок. Типичными уплотнительными средствами для VIG являются стеклянные припои (также называемые припойным стеклом) и металлические или керамические припои. Одно из наиболее современных уплотнительных средств основано на припойном стекле, характеризующемся температурой плавления ниже, чем у стекла. Использование припойного стекла, тем не менее, ограничивает выбор низкоэмиссионных слоев теми слоями, которые не разрушаются тепловым циклом, необходимым для нанесения припойного стекла, т.е. слоями, способными выдерживать температуру, возможно, до 250°С или даже более. Альтернативой являются металлические уплотнения, например припои из мягких оловянных сплавов или сплавов на основе меди, которые также имеют то преимущество, что они частично деформируются и, таким образом, частично поглощают относительные расширения между первой и второй стеклянными панелями, когда они подвергаются воздействию градиента температуры по толщине VIG. Дополнительно, для устойчивого удерживания обеих стеклянных панелей на расстоянии одна от другой, между этими двумя стеклянными панелями необходимо разместить массив из отдельных распорок (или стоек). Отдельные распорки могут иметь разные формы, например цилиндрическую, сферическую, нитеобразную форму, форму песочных часов, С-образную, крестообразную, призматическую форму и т.д. Предпочтительным является использование небольших стоек, т.е. стоек, имеющих общую поверхность контакта со стеклянной панелью, ограниченную их внешней окружностью, меньшую или равную 5 мм2, предпочтительно меньшую или равную 3 мм2, более предпочтительно меньшую или равную 1 мм2. Эти значения могут обеспечить хорошую механическую прочность, в то же время, оставаясь эстетически несвязанными.The assembly of the VIG can be accomplished by various known methods with the same goal of having a stable vacuum cavity formed between two hermetically sealed glass panels that are held apart by separate spacers (or struts). The vacuum cavity is characterized by a pressure level not exceeding 0.1 mbar. Various types of seal material and various types of spacers are known in the art. Typical sealants for VIG are glass solders (also called solder glass) and metal or ceramic solders. One of the most modern sealants is based on solder glass, which has a lower melting point than glass. The use of solder glass, however, limits the choice of low emissivity layers to those layers that are not destroyed by the thermal cycle required for solder glass deposition, i.e. layers capable of withstanding temperatures, possibly up to 250° C. or even more. An alternative are metal seals, such as soft tin or copper alloy solders, which also have the advantage that they partially deform and thus partially absorb the relative expansion between the first and second glass panels when they are subjected to a temperature gradient along VIG thickness. Additionally, in order to keep both glass panels stably at a distance from one another, an array of separate spacers (or racks) must be placed between these two glass panels. The individual spacers may have different shapes, such as cylindrical, spherical, thread-like, hourglass-shaped, C-shaped, cruciform, prismatic, and so on. It is preferable to use small racks, i.e. racks having a common surface of contact with the glass panel, limited by their outer circumference, less than or equal to 5 mm 2 , preferably less than or equal to 3 mm 2 , more preferably less than or equal to 1 mm 2 . These values can provide good mechanical strength while remaining aesthetically uncoupled.
Отдельные распорки обычно изготовлены из материала, который характеризуется достаточной прочностью для выдерживания давления, прикладываемого поверхностями стеклянных панелей и способен выдерживать высокотемпературные способы, такие как обжиг и отжиг, и который высвобождает мало газа после уплотнения VIG. Такой материал предпочтительно представляет собой твердый металлический материал, кварцевое стекло или керамический материал. В частности, он может представлять собой такой металлический материал, как железо, вольфрам, никель, хром, титан, молибден, углеродистая сталь, хромовая сталь, никелевая сталь, нержавеющая сталь, никелево-хромистая сталь, марганцевая сталь, хромомарганцевая сталь, хромомолибденовая сталь, кремнистая сталь, нихром, дюраль и т.п., или он может представлять собой такой керамический материал, как корунд, оксид алюминия, муллит, магнезия, оксид иттрия, нитрид алюминия, нитрид кремния и т.п.Individual spacers are typically made of a material that is strong enough to withstand the pressure applied by the surfaces of the glass panels and is capable of withstanding high temperature processes such as firing and annealing, and that releases little gas after VIG sealing. Such material is preferably a hard metal material, quartz glass or ceramic material. In particular, it may be a metal material such as iron, tungsten, nickel, chromium, titanium, molybdenum, carbon steel, chromium steel, nickel steel, stainless steel, nickel-chromium steel, manganese steel, chromium-manganese steel, chromium-molybdenum steel, silicon steel, nichrome, duralumin, and the like, or it may be a ceramic material such as corundum, alumina, mullite, magnesia, yttrium oxide, aluminum nitride, silicon nitride, and the like.
Для поддержания вакуума во времени в VIG помещают газопоглотитель. Обычно этот газопоглотитель основан на металлическом сплаве, таком как, например, на основе циркония, железа, кобальта и/или алюминия. Газопоглотитель размещают в виде тонкого слоя или блока в герметично уплотненном пространстве между двумя стеклянными панелями. После его активации газопоглотитель будет поглощать газы, высвобождающиеся в течение срока службы VIG, с целью поддержания вакуума.To maintain a vacuum over time, a getter is placed in the VIG. Usually this getter is based on a metal alloy, such as, for example, based on zirconium, iron, cobalt and/or aluminum. The getter is placed as a thin layer or block in a hermetically sealed space between two glass panels. Once activated, the getter will absorb gases released during the life of the VIG in order to maintain a vacuum.
Существуют различные способы сборки VIG. Способ сборки, описанный в патенте ЕР 2851351 А1, содержание которого полностью включено в настоящий документ посредством ссылки, включает три основных этапа, которые могут частично совпадать. В первую очередь, первую стеклянную панель размещают горизонтально, осаждают стеклянный припой, размещают стойки и поверх укладывают вторую стеклянную панель, первый период нагрева до 450°С обеспечивает термическое уплотнение обеих стеклянных панелей на их наружных кромках, при котором между ними остается пространство. Вторым этапом является откачивание внутренних газов до остаточного давления не более 0,1 мбар. Что касается образования вакуума во внутреннем пространстве стеклопакета, обычно на основной поверхности одного из листов стекла предусмотрена полая стеклянная трубка, соединяющая внутреннее пространство с внешней средой. Таким образом, вакуум создают во внутреннем пространстве путем откачивания газов,There are various ways to build a VIG. The assembly method described in EP 2 851 351 A1, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety, includes three main steps, which may overlap. First of all, the first glass panel is placed horizontally, the glass solder is deposited, the racks are placed and the second glass panel is laid on top, the first heating period to 450°C provides thermal sealing of both glass panels at their outer edges, which leaves space between them. The second stage is pumping out internal gases to a residual pressure of no more than 0.1 mbar. With regard to the formation of vacuum in the interior of an insulating glass unit, usually a hollow glass tube is provided on the main surface of one of the glass sheets, connecting the interior to the outside. Thus, a vacuum is created in the internal space by pumping out gases,
- 1 043067 находящихся во внутреннем пространстве, при помощи насоса, соединенного с наружным концом стеклянной трубки. Более того, в способе производства согласно патенту ЕР 2851351 А1 описан способ изготовления остекления с вакуумной изоляцией, который включает: (а) герметичное связывание с помощью герметично связывающего элемента периметров спаренных стеклянных панелей, расположенных обращенными друг к другу, на заданном расстоянии с образованием пространства, герметично замкнутого межу стеклянными панелями; (b) удаление воздуха из этого пространства через выпускное отверстие для того чтобы сделать это пространство находящимся в состоянии пониженного давления; и (с) разделение пространства при помощи образующего области элемента на область выпускного отверстия, содержащую выпускное отверстие, и область пониженного давления, отличную от области выпускного отверстия. Образующий области элемент содержит воздушный канал, соединяющий область выпускного отверстия с областью пониженного давления при образовании пространства. После выполнения пространства в состоянии пониженного давления это пространство делится на область выпускного отверстия и область пониженного давления путем перекрытия воздушного канала; таким образом, концы образующего области элемента соединены с герметично связывающим элементом, окружая выпускное отверстие вместе с герметично связывающим элементом. Герметично связывающий элемент и образующий области элемент изготовлены с использованием одного припоя из низкоплавкого стекла. В патенте ЕР 2851351 А дополнительно делается отсылка к абзацам [0034]-[0054], в которых описан первый способ производства VIG в сборе, изображенного на фиг. 1-4 и 6, который, как показано на фиг. 5, включает первый способ плавления при температуре 450°С для герметичного связывания периметров стеклянных панелей; способ вакуумирования, в котором температуру печи уменьшают ниже температуры плавления стеклянного припоя, равной 434°С, для создания вакуума; и второй способ плавления при 465°С завершает удаление воздуха и перекрытие отверстия для вакуумирования. В абзацах [0056]-[0079] и на фиг. 7 описан вариант вышеописанного способа производства, в котором температуру сборки панелей после первого способа плавления понижают до комнатной температуры. В патенте ЕР 1506945 А1, например, описано применение такой стеклянной трубки, которая приварена в определенном положении в сквозном отверстии, выполненном в основной поверхности одного из листов стекла. В ходе этого, второго этапа температуру понижают до некоторой степени, и стеклянные панели сближаются до достижения стоек, которые образуют свободное пространство. Конечное пространство между двумя стеклянными панелями характеризуется размером не более 2 мм. Третий этап включает период второго нагрева до 465°С, обеспечивающий приклеивание стоек к стеклянным панелям, а также завершение герметичного уплотнения. Это техническое решение ухудшает эстетику внешнего вида стеклянной панели, так как на поверхности одного из листов стекла не образовано ни одного видимого выступа.- 1 043067 located in the inner space, by means of a pump connected to the outer end of the glass tube. Moreover, the production method according to EP 2851351 A1 describes a method for manufacturing vacuum insulated glazing, which includes: (a) hermetically bonding, using a hermetic bonding element, the perimeters of paired glass panels located facing each other at a predetermined distance to form a space, hermetically closed between glass panels; (b) removing air from this space through an outlet in order to make this space in a state of reduced pressure; and (c) dividing the space, by means of a region-forming member, into an outlet region containing the outlet and a reduced pressure region other than the outlet region. The region-forming element comprises an air channel connecting the outlet region with the region of reduced pressure in the formation of the space. After the space is made in a reduced pressure state, the space is divided into an outlet area and a reduced pressure area by closing off the air passage; thus, the ends of the region-forming element are connected to the sealing element, surrounding the outlet opening together with the sealing element. The sealing element and the region-forming element are made using the same low melting glass solder. EP 2 851 351 A further makes reference to paragraphs [0034]-[0054] which describe a first method for producing the assembled VIG shown in FIG. 1-4 and 6, which, as shown in FIG. 5 includes a first melting method at 450°C to seal the perimeters of the glass panels; a vacuum method in which the temperature of the furnace is reduced below the melting temperature of the glass solder equal to 434°C to create a vacuum; and the second melting method at 465° C. completes the removal of air and the sealing of the vacuum opening. In paragraphs [0056]-[0079] and in FIG. 7 describes a variant of the above-described production method in which the assembly temperature of the panels after the first melting method is lowered to room temperature. EP 1 506 945 A1, for example, describes the use of such a glass tube which is welded in position in a through hole made in the main surface of one of the glass sheets. During this second step, the temperature is lowered to some extent and the glass panels are brought closer together until they reach the pillars that form the free space. The final space between two glass panels is characterized by a size of no more than 2 mm. The third step includes a second heating period to 465°C to ensure the posts adhere to the glass panels and complete the hermetic seal. This technical solution impairs the aesthetic appearance of the glass panel, since not a single visible protrusion is formed on the surface of one of the glass sheets.
Другой возможностью дополнительного увеличения изолирующей способности VIG является использование солнцезащитного или низкоэмиссионного покрытия на одной или нескольких поверхностях стеклянных панелей, используемых в VIG в сборе. Предпочтительно, солнцезащитное или низкоэмиссионное покрытие осаждено на поверхности стеклянной панели, которая будет ориентирована в направлении вакуумного пространства VIG. По причине наличия высокотемпературных уплотнительных средств и возможных дополнительных обработок, необходимо, чтобы покрытие являлось стойким к высокотемпературным обработкам. Например, в патенте US5657607A описано низкоэмиссионное покрытие для VIG, но умалчивается о какой-либо совместимости этого низкоэмиссионного покрытия с условиями сборки. Во втором примере, в патенте US1001219B2, в качестве низкоэмиссионных покрытий упоминаются слои ITO, оксида олова или металлического олова, рассчитанные на включение в VIG-пакет, однако целью этого патента является выполнение сборки этого VIG-пакета при менее высокой температуре. В патенте US 1001219 В2 не дано указание стабильности вакуума в случае способа повторного нагрева после герметичного уплотнения VIG.Another possibility to further increase the insulating power of the VIG is to use a solar control or low-e coating on one or more surfaces of the glass panels used in the VIG assembly. Preferably, a sunscreen or low emissivity coating is deposited on the surface of the glass panel, which will be oriented in the direction of the VIG vacuum space. Due to the presence of high temperature sealants and possible additional treatments, it is necessary that the coating be resistant to high temperature treatments. For example, US5657607A describes a low e coating for VIG but is silent on any compatibility of this low e coating with assembly conditions. In a second example, US1001219B2, layers of ITO, tin oxide, or tin metal are mentioned as low emissivity coatings to be included in a VIG package, but the purpose of this patent is to assemble this VIG package at a lower temperature. US Pat. No. 1,001,219 B2 gives no indication of vacuum stability in the case of a reheat method after a VIG hermetic seal.
Авторы изобретения наблюдали, что при выполнении способа сборки VIG аналогично способам, описанным в патенте ЕР 2851351 А1 для сборки двух стеклянных панелей, одна из которых покрыта низкоэмиссионным покрытием, возникают некоторые новые, неожиданные проблемы. Несмотря на то, что после выполнения конечного этапа уплотнения целевой вакуум был достигнут, эксплуатационные качества VIG-пакета изменялись. Авторы изобретения неожиданно обнаружили, что эта проблема связана с присутствием введенного в низкоэмиссионное покрытие благородного газа, который высвобождается после уплотнения VIG. Как было обнаружено, этот благородный газ происходит из способа осаждения низкоэмиссионного покрытия, который обеспечивает низкоэмиссионное покрытие, содержащее благородный газ, обычно аргон. Как следствие, в частности, для VIG, в ходе способа производства оказывается, что после выполнения вакуумной откачки и уплотнения VIG в сборе, по-прежнему имеющая место высокая температура ответственна за дополнительное высвобождение газа, оказывающего влияние на конечное остаточное давление в VIG-пакете и, как следствие, на тепловые характеристики VIG-пакета. Было обнаружено, что в этих обстоятельствах может происходить высвобождение благородного газа в ходе способа производства и/или в течение срока службы остекления. Кроме того, обнаружено, что в случае благородного газа, газопоглотитель, размещенный внутри полости остекления с вакуумной изоляцией, является неэффективным для его улавливания и поддержания уровня вакуума.The inventors have observed that when performing a VIG assembly method similar to the methods described in EP 2 851 351 A1 for assembling two glass panels, one of which is coated with a low emissivity coating, some new, unexpected problems arise. Although the target vacuum was reached after the final sealing step was completed, the performance of the VIG package varied. The inventors have surprisingly found that this problem is due to the presence of a noble gas introduced into the low-e coating, which is released after VIG compaction. This noble gas has been found to be derived from a low e coating deposition process that provides a low e coating containing a noble gas, typically argon. As a consequence, in particular for the VIG, during the production process it turns out that after vacuuming and sealing the VIG assembly, the high temperature still present is responsible for the additional release of gas, which affects the final residual pressure in the VIG package and , as a consequence, on the thermal characteristics of the VIG package. It has been found that, under these circumstances, noble gas release may occur during the manufacturing process and/or during the life of the glazing. In addition, it has been found that in the case of a noble gas, a getter placed inside the cavity of a vacuum insulated glazing is ineffective in capturing it and maintaining a vacuum level.
Данное исследование показывает необходимость определения концентрации благородного газа, до- 2 043067 пустимой в низкоэмиссионном покрытии, осажденном на стеклянную панель, в частности, предназначенную для применения в VIG в сборе. В то же время, наличие аргона является необходимым для способа осаждения напылением некоторых материалов и часто является ключевым для эффективного, экономически выгодного способа.This study demonstrates the need to determine the noble gas concentration tolerable in a low-e coating deposited on a glass panel, particularly for use in a VIG assembly. At the same time, the presence of argon is essential for the sputter deposition process of some materials and is often key to an efficient, cost-effective process.
Это также показывает, что существует потребность в определении конкретных условий нанесения покрытия для обеспечения возможности осаждения напылением низкоэмиссионного покрытия, которое удовлетворяет условию, связанному с максимальной концентрацией благородного газа в низкоэмиссионном покрытии и, в частности, в слоях низкоэмиссионного покрытия помимо функционального слоя, т.е. обычно металлического отражающего излучение функционального слоя, и защитного барьера, осажденного на указанный функциональный слой.It also shows that there is a need to define specific coating conditions to enable sputter deposition of a low e coating that satisfies the condition associated with the maximum noble gas concentration in the low e coating and in particular in the low e coating layers in addition to the functional layer, i.e. . typically a metallic radiation-reflecting functional layer, and a protective barrier deposited on said functional layer.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Настоящее изобретение относится к стеклянной подложке (также называемой листом стекла, или стеклянной панелью), покрытой напыленным низкоэмиссионным покрытием, которое характеризуется максимальной концентрацией благородного газа в этом низкоэмиссионном покрытии. Лист стекла с покрытием является таким, что высвобождение благородного газа в определенных условиях вакуума не превышает определенное количество, которое прямо коррелирует с общим молярным количеством указанного высвобождающегося благородного газа.The present invention relates to a glass substrate (also referred to as a glass sheet or glass panel) coated with a sputtered low emissivity coating, which has the highest noble gas concentration in the low emissivity coating. The coated glass sheet is such that the release of a noble gas under certain vacuum conditions does not exceed a certain amount which directly correlates with the total molar amount of said noble gas released.
Поэтому в первом варианте его осуществления настоящее изобретение относится к стеклянной панели с покрытием, в которой пороговое количество благородного газа в низкоэмиссионном покрытии не превышено, и, таким образом, она характеризуется содержанием высвобождающегося благородного газа в стеклянной панели с покрытием под давлением менее 10-6 мбар и после нагрева от комнатной температуры до 460°С за 100 мин, выдерживания при 460°С в течение 20 мин и охлаждения от 460 до 23°С за 100 мин менее 1,5х10’6 мбар^см3 на мм2 площади содержащей покрытие поверхности стеклянной панели с покрытием, измеренным при помощи описанного ниже измерения высвобождаемого благородного газа (ONGM).Therefore, in its first embodiment, the present invention relates to a coated glass panel in which the threshold amount of noble gas in the low-e coating is not exceeded, and thus it is characterized by a content of liberated noble gas in the coated glass panel under pressure of less than 10 -6 mbar. and after heating from room temperature to 460°C in 100 min, holding at 460°C for 20 min and cooling from 460 to 23°C in 100 min, less than 1.5x10' 6 mbar^cm 3 per mm 2 of the area containing the coating the surface of a coated glass panel measured by the noble gas liberated measurement (ONGM) described below.
Поэтому в его первом варианте осуществления настоящее изобретение относится к стеклянной панели с покрытием, которая содержит стеклянную подложку, снабженную низкоэмиссионным покрытием, содержащим чередующееся расположение n отражающих инфракрасное излучение функциональных слоев и n+1 диэлектрических покрытий, где n>1, так, что каждый отражающий инфракрасное излучение функциональный слой окружен диэлектрическими покрытиями, при этом диэлектрическое покрытие содержит один или несколько диэлектрических слоев, и так, что каждый отражающий инфракрасное излучение функциональный слой защищен барьерным слоем непосредственно над ним и в контакте с ним, при этом по меньшей мере один слой помимо каждого отражающего инфракрасное излучение функционального слоя и барьерного слоя содержит благородный газ, предпочтительно аргон.Therefore, in its first embodiment, the present invention relates to a coated glass panel which comprises a glass substrate provided with a low emissivity coating comprising an alternating arrangement of n infrared reflective functional layers and n+1 dielectric coatings, where n>1, such that each reflective IR functional layer is surrounded by dielectric coatings, wherein the dielectric coating comprises one or more dielectric layers, and so that each infrared reflective functional layer is protected by a barrier layer immediately above and in contact with it, with at least one layer in addition to each the infrared reflective functional layer and the barrier layer contain a noble gas, preferably argon.
Низкоэмиссионное покрытие может дополнительно содержать защитное поверхностное покрытие, необязательно, содержащее один или несколько диэлектрических слоев. Низкоэмиссионное покрытие также может дополнительно содержать затравочный слой, необязательно, содержащий диэлектрический слой и находящийся под по меньшей мере одним отражающим инфракрасное излучение функциональным слоем и в контакте с ним.The low emissivity coating may further comprise a protective surface coating, optionally containing one or more dielectric layers. The low emissivity coating may also further comprise a seed layer, optionally comprising a dielectric layer and located under and in contact with at least one infrared reflective functional layer.
В низкоэмиссионном покрытии стеклянной панели с покрытием согласно настоящему изобретению по меньшей мере один слой помимо отражающего инфракрасное излучение функционального слоя и барьерного слоя представляет собой диэлектрический слой из диэлектрического покрытия, затравочного слоя и/или защитного поверхностного покрытия. Общая геометрическая толщина диэлектрических слоев, осажденных в атмосфере, содержащей благородный газ, составляет по меньшей мере 30 нм и не более 120 нм.In the low-e coating of the coated glass panel according to the present invention, at least one layer in addition to the infrared reflective functional layer and the barrier layer is a dielectric layer of a dielectric coating, a seed layer, and/or a protective surface coating. The total geometric thickness of the dielectric layers deposited in an atmosphere containing a noble gas is at least 30 nm and not more than 120 nm.
Стеклянная панель с покрытием согласно настоящему изобретению характеризуется содержанием высвобождающегося благородного газа в расчете на площадь содержащей покрытие поверхности стеклянной панели с покрытием под давлением менее 10-6 мбар и после нагрева от комнатной температуры до 460°С за 100 мин, выдерживания при 460°С в течение 20 мин и охлаждения от 460 до 23°С за 100 мин менее 1,5х10’6 мбар^см3 на мм2 стеклянной панели с покрытием.The coated glass panel according to the present invention is characterized by a content of liberated noble gas, based on the area of the coated surface of the coated glass panel, under a pressure of less than 10 -6 mbar and after heating from room temperature to 460° C. for 20 min and cooling from 460 to 23°C in 100 min less than 1.5x10' 6 mbar^cm 3 per mm 2 coated glass panel.
Для достижения этой цели в настоящем изобретении определены условия напыления для осаждения низкоэмиссионного покрытия на стеклянную панель, которые обеспечивают возможность удовлетворения вышеописанного порога количества благородного газа. Таким образом, в одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу производства стеклянной панели с покрытием, который включает доставку стеклянной подложки в установку для магнетронного напыления и осаждение слоев на стеклянную подложку при помощи катодного напыления при пониженном давлении, в котором:To achieve this goal, the present invention defines sputtering conditions for depositing a low-e coating on a glass panel that make it possible to satisfy the above-described noble gas threshold. Thus, in one embodiment, the present invention relates to a method for manufacturing a coated glass panel, which includes delivering a glass substrate to a magnetron sputtering facility and depositing layers on the glass substrate using reduced pressure cathode sputtering, in which:
i) только отражающий инфракрасное излучение функциональный слой (слои) и барьерный слой (слои) осаждаются в атмосфере, содержащей от 95 до 100% благородного газа, предпочтительно аргона;i) the IR-only functional layer(s) and the barrier layer(s) are deposited in an atmosphere containing 95 to 100% noble gas, preferably argon;
- 3 043067 ii) металлоксидные диэлектрические слои из металлических мишеней осаждаются в атмосфере, содержащей от 95 до 100% кислорода;- 3 043067 ii) metal oxide dielectric layers from metal targets are deposited in an atmosphere containing from 95 to 100% oxygen;
iii) другие диэлектрические слои осаждаются в такой атмосфере, что объемная доля благородного газа в газовой среде не превышает 90%.iii) the other dielectric layers are deposited in such an atmosphere that the volume fraction of the noble gas in the gaseous medium does not exceed 90%.
В другом варианте осуществления настоящее изобретение также относится к средствам для удаления избытка благородного газа, присутствующего в низкоэмиссионном покрытии, перед сборкой листа стекла с покрытием в VIG-пакет так, что это стекло с покрытием удовлетворяет вышеописанному условию порога количества благородного газа. Средства согласно этому варианту осуществления включают способ предварительного отжига стекла с низкоэмиссионным покрытием. Таким образом, в стекле с низкоэмиссионным покрытием соблюдается условие порога количества благородного газа, каковы бы ни были условия осаждения покрытия. В ходе этого способа любой избыток благородного газа можно удалить путем выполнения нагрева стекла с покрытием, предпочтительно, в вакууме. В этом варианте осуществления стеклянную панель с покрытием подвергают термической обработке при температуре более 300°С, предпочтительно 400°С и более предпочтительно 480°С.In another embodiment, the present invention also relates to means for removing excess noble gas present in the low-e coating prior to assembling the coated glass sheet into a VIG package such that the coated glass satisfies the noble gas threshold condition described above. The means according to this embodiment include a method for pre-annealing the low e-coated glass. Thus, in a glass with a low-e coating, the noble gas threshold condition is met, whatever the deposition conditions of the coating. During this process, any excess noble gas can be removed by heating the coated glass, preferably under vacuum. In this embodiment, the coated glass panel is heat treated at a temperature of over 300°C, preferably 400°C, and more preferably 480°C.
Настоящее изобретение дополнительно относится к стеклянным панелям с покрытием, полученным любым из вышеописанных способов. Настоящее изобретение также относится к применению стеклянной панели с покрытием для производства остекления с вакуумной изоляцией, и, в конечном итоге, настоящее изобретение относится к остеклению с вакуумной изоляцией, содержащему эту стеклянную панель с покрытием.The present invention further relates to coated glass panels produced by any of the methods described above. The present invention also relates to the use of a coated glass panel for the manufacture of vacuum insulated glazing, and ultimately the present invention relates to vacuum insulated glazing comprising this coated glass panel.
Подробное описаниеDetailed description
Настоящее изобретение направлено на решение технической проблемы предоставления и выполнения стеклянной панели с покрытием, в частности, для применения в остеклении с вакуумной изоляцией. Благородный газ считается экономически эффективным и действенным осаждающим газом для применения в способе магнетронного напыления, поэтому его повсеместно применяют в производстве стеклянных панелей с покрытием. Однако было неожиданно обнаружено, что стеклянные панели с покрытием, в которых один или несколько слоев низкоэмиссионного покрытия были осаждены при помощи благородного газа, не обеспечивают требуемые тепловые характеристики при включении в остекление в сборе, в частности, в остекление с вакуумной изоляцией. Таким образом, настоящее изобретение основано на ограничении количества благородного газа, высвобождаемого такими стеклянными панелями с покрытием.The present invention addresses the technical problem of providing and making a coated glass panel, in particular for vacuum insulated glazing applications. Noble gas is considered to be a cost-effective and efficient precipitating gas for use in the magnetron sputtering process, so it is commonly used in the production of coated glass panels. However, it has been surprisingly found that coated glass panels in which one or more layers of a low-e coating have been deposited with a noble gas do not provide the required thermal performance when incorporated into assemblies, particularly vacuum insulated glazing. Thus, the present invention is based on limiting the amount of noble gas released by such coated glass panels.
Согласно настоящему изобретению, низкоэмиссионное покрытие содержит по меньшей мере один слой покрытия, напыленного при помощи магнетрона. В одном варианте осуществления настоящего изобретения низкоэмиссионное покрытие стеклянной панели с покрытием содержит: чередующееся расположение n отражающих инфракрасное излучение функциональных слоев и n+1 диэлектрических покрытий, где n>1, так, что каждый отражающий инфракрасное излучение функциональный слой окружен диэлектрическими покрытиями, при этом диэлектрические покрытия содержат один или несколько слоев диэлектрического материала, и так, что каждый отражающий инфракрасное излучение функциональный слой защищен барьерным слоем непосредственно над ним и в контакте с ним; n-положительное целое число, большее или равное 1 (n>1). Предпочтительно, n-положительное целое число, меньшее или равное 3 (n<3), более предпочтительно n равно 1 или 2. Было обнаружено, что такое ограниченное количество чередующихся расположений обеспечивает правильное равновесие между тепловыми характеристиками остекления в сборе, в которое будет включена стеклянная панель с покрытием, и расходы на производство такой стеклянной панели с покрытием.According to the present invention, the low-e coating contains at least one layer of coating deposited using a magnetron. In one embodiment of the present invention, a low-e coating of a coated glass panel comprises: an alternating arrangement of n infrared reflective functional layers and n+1 dielectric coatings, where n>1, such that each infrared reflective functional layer is surrounded by dielectric coatings, wherein the dielectric the coatings comprise one or more layers of dielectric material, and such that each infrared reflective functional layer is protected by a barrier layer immediately above and in contact with it; An n-positive integer greater than or equal to 1 (n>1). Preferably, an n-positive integer less than or equal to 3 (n<3), more preferably n is 1 or 2. It has been found that such a limited number of alternating arrangements provides the right balance between the thermal performance of the glazing assembly in which the glass coated glass panel, and production costs of such coated glass panel.
Как описано в настоящем документе, диэлектрическое покрытие изготовлено из одного или нескольких слоев, изготовленных из диэлектрических материалов, которые далее называются диэлектрическими слоями. Диэлектрическое покрытие также можно называть диэлектрической пленкой. Стеклянная панель с покрытием может дополнительно содержать защитное поверхностное покрытие, которое, необязательно, содержит один или несколько диэлектрических слоев; и/или затравочный слой, необязательно, содержащий диэлектрический слой, под по меньшей мере одним отражающим инфракрасное излучение функциональным слоем и в контакте с ним. Поэтому по меньшей мере один слой помимо отражающего инфракрасное излучение функционального слоя и барьерного слоя может представлять собой диэлектрический слой, происходящий из диэлектрического покрытия, затравочного слоя и/или защитного поверхностного покрытия.As described herein, the dielectric coating is made up of one or more layers made from dielectric materials, hereinafter referred to as dielectric layers. The dielectric coating may also be referred to as a dielectric film. The coated glass panel may further comprise a protective surface coating, which optionally comprises one or more dielectric layers; and/or a seed layer, optionally comprising a dielectric layer, under and in contact with the at least one infrared reflective functional layer. Therefore, at least one layer, in addition to the infrared reflective functional layer and the barrier layer, may be a dielectric layer derived from a dielectric coating, a seed layer and/or a protective surface coating.
Таким образом, при n=1 низкоэмиссионное покрытие, осажденное на стеклянную подложку, согласно настоящему изобретению представляет собой чередующееся расположение, которое содержит по меньшей мере в следующем порядке, начиная от поверхности стеклянной подложки:Thus, with n=1, the low-e coating deposited on a glass substrate according to the present invention is an alternating arrangement that contains at least the following order, starting from the surface of the glass substrate:
диэлектрическое покрытие, изготовленное из одного или нескольких диэлектрических слоев;a dielectric coating made from one or more dielectric layers;
отражающий инфракрасное излучение функциональный слой;an infrared reflective functional layer;
барьерный слой;barrier layer;
диэлектрическое покрытие, изготовленное из одного или нескольких диэлектрических слоев.a dielectric coating made from one or more dielectric layers.
Таким образом, при n=2 низкоэмиссионное покрытие, осажденное на стеклянную подложку, со- 4 043067 гласно настоящему изобретению представляет собой чередующееся расположение, которое содержит по меньшей мере - в следующем порядке, начиная от поверхности стеклянной подложки:Thus, at n=2, the low-e coating deposited on a glass substrate according to the present invention is an alternating arrangement that contains at least the following order, starting from the surface of the glass substrate:
диэлектрическое покрытие, изготовленное из одного или нескольких диэлектрических слоев;a dielectric coating made from one or more dielectric layers;
отражающий инфракрасное излучение функциональный слой;an infrared reflective functional layer;
барьерный слой;barrier layer;
диэлектрическое покрытие, изготовленное из одного или нескольких диэлектрических слоев;a dielectric coating made from one or more dielectric layers;
отражающий инфракрасное излучение функциональный слой;an infrared reflective functional layer;
барьерный слой;barrier layer;
диэлектрическое покрытие, изготовленное из одного или нескольких диэлектрических слоев.a dielectric coating made from one or more dielectric layers.
В частности, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, низкоэмиссионное покрытие, осажденное на стеклянную подложку, согласно настоящему изобретению представляет собой чередующее расположение, содержащее по меньшей мере в следующем порядке, начиная от поверхности стеклянной подложки:In particular, according to one embodiment of the present invention, the low-e coating deposited on a glass substrate according to the present invention is an alternating arrangement comprising at least the following order, starting from the surface of the glass substrate:
диэлектрическое покрытие, изготовленное из одного или нескольких диэлектрических слоев, которое характеризуется геометрической толщиной, заключенной в диапазоне от 20 до 40 нм, необязательный затравочный слой, предпочтительно содержащий ZnO, который характеризуется геометрической толщиной, заключенной в диапазоне от 2 до 10 нм, отражающий инфракрасное излучение функциональный слой, предпочтительно содержащий Ag, который характеризуется геометрической толщиной, заключенной в диапазоне от 8 до 18 нм, барьерный слой, предпочтительно содержащий ZnO, который характеризуется геометрической толщиной, заключенной в диапазоне от 1 до 12 нм, предпочтительно от 2 до 8 нм, диэлектрическое покрытие, изготовленное из одного или нескольких диэлектрических слоев, которое характеризуется геометрической толщиной, заключенной в диапазоне от 40 до 100 нм, предпочтительно от 60 до 100 нм, необязательный затравочный слой, предпочтительно содержащий ZnO, который характеризуется геометрической толщиной, заключенной в диапазоне от 2 до 10 нм, отражающий инфракрасное излучение функциональный слой, предпочтительно содержащий Ag, который характеризуется геометрической толщиной, заключенной в диапазоне от 8 до 18 нм, барьерный слой, предпочтительно содержащий ZnO, который характеризуется геометрической толщиной, заключенной в диапазоне от 1 до 12 нм, предпочтительно от 2 до 8 нм, диэлектрическое покрытие, изготовленное из одного или нескольких диэлектрических слоев, которое характеризуется геометрической толщиной, заключенной в диапазоне от 10 до 45 нм, и необязательное защитное поверхностное покрытие, содержащее один или нескольких диэлектрических слоев и характеризующееся геометрической толщиной, заключенной в диапазоне от 1 до 10 нм.dielectric coating made of one or more dielectric layers, which has a geometric thickness in the range of 20 to 40 nm, an optional seed layer, preferably containing ZnO, which has a geometric thickness in the range of 2 to 10 nm, reflecting infrared radiation functional layer, preferably containing Ag, which has a geometric thickness in the range of 8 to 18 nm, a barrier layer, preferably containing ZnO, which has a geometric thickness in the range of 1 to 12 nm, preferably 2 to 8 nm, dielectric a coating made of one or more dielectric layers, which has a geometric thickness in the range of 40 to 100 nm, preferably 60 to 100 nm, an optional seed layer, preferably containing ZnO, which has a geometric thickness in the range of 2 to 10 nm infrared reflective functional layer preferably containing Ag having a geometric thickness ranging from 8 to 18 nm, a barrier layer preferably containing ZnO having a geometric thickness ranging from 1 to 12 nm, preferably from 2 to 8 nm, a dielectric coating made of one or more dielectric layers, which has a geometric thickness in the range of 10 to 45 nm, and an optional protective surface coating containing one or more dielectric layers and has a geometric thickness in the range from 1 to 10 nm.
По меньшей мере один слой помимо каждого отражающего инфракрасное излучение функционального слоя и барьерного слоя содержит благородный газ, предпочтительно аргон. Этот слой, например, может представлять собой один слой из диэлектрического покрытия, затравочного слоя и/или защитного поверхностного покрытия. Более того, в экономически эффективном промышленном способе магнетронного напыления в атмосфере, содержащей благородный газ, следует осаждать как можно больше слоев.At least one layer, in addition to each infrared-reflecting functional layer and the barrier layer, contains a noble gas, preferably argon. This layer, for example, may be a single layer of a dielectric coating, a seed layer and/or a protective surface coating. Moreover, in a cost-effective commercial magnetron sputtering process in a noble gas atmosphere, as many layers as possible should be deposited.
Было обнаружено, что, поскольку такие слои осаждают в атмосфере благородного газа, некоторая часть благородного газа действительно улавливается соответствующим низкоэмиссионным покрытием. При использовании такой стеклянной панели с покрытием в остеклении в сборе, способ производства которого требует высокой температуры, благородный газ может диффундировать через это покрытие и высвобождаться.It has been found that since such layers are deposited in a noble gas atmosphere, some of the noble gas is indeed captured by the corresponding low emissivity coating. When such a coated glass panel is used in a glazing assembly whose production method requires a high temperature, the noble gas can diffuse through the coating and be released.
В стеклянной панели с покрытием согласно настоящему изобретению содержание высвобождающегося благородного газа в расчете на площадь содержащей покрытие поверхности стеклянной панели с покрытием под давлением менее 10’6 мбар и после нагрева от комнатной температуры до 460°С за 100 мин, выдерживания при 460°С в течение 20 мин и охлаждения от 460 до 23°С за 100 мин составляет менее 1,5x10’6 мбар^см3 на мм2 стеклянной панели с покрытием.In the coated glass panel according to the present invention, the content of the liberated noble gas based on the area of the coated surface of the coated glass panel under pressure is less than 10'6 mbar and after heating from room temperature to 460°C in 100 minutes, holding at 460°C for for 20 min and cooling from 460 to 23°C in 100 min is less than 1.5x10'6 mbar^cm 3 per mm 2 coated glass panel.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения содержание высвобождающегося благородного газа в расчете на площадь содержащей покрытие поверхности стеклянной панели с покрытием под давлением менее 10’6 мбар и после нагрева от комнатной температуры до 460°С за 100 мин, выдерживания при 460°С в течение 20 мин и охлаждения от 460 до 23°С за 100 мин составляет менее 1,0x10’6 мбар^см3 на мм2 стеклянной панели с покрытием, предпочтительно менее 0,5x10’6 мбар^см3 на мм2 стеклянной панели с покрытием.In one embodiment of the present invention, the content of the liberated noble gas, based on the area of the coated surface of the coated glass panel under pressure, is less than 10'6 mbar and after heating from room temperature to 460°C in 100 minutes, holding at 460°C for 20 min and cooling from 460 to 23°C in 100 min is less than 1.0x10'6 mbar^cm 3 per mm 2 coated glass panel, preferably less than 0.5x10'6 mbar^cm 3 per mm 2 coated glass panel.
В другом варианте осуществления общая геометрическая толщина осажденных в атмосфере, содержащей благородный газ, диэлектрических слоев стеклянной панели с покрытием согласно настоящему изобретению составляет по меньшей мере 35 нм, альтернативно по меньшей мере 40 нм, альтернативно по меньшей мере 45 нм и альтернативно по меньшей мере 60 нм. В другом варианте осуществления общая геометрическая толщина диэлектрического слоя, осажденного в атмосфере, содержащей ар- 5 043067 гон, составляет не более 100 нм и более предпочтительно не более 90 нм.In another embodiment, the total geometric thickness of the noble gas deposited dielectric layers of the coated glass panel of the present invention is at least 35 nm, alternatively at least 40 nm, alternatively at least 45 nm, and alternatively at least 60 nm. In another embodiment, the total geometric thickness of the dielectric layer deposited in an atmosphere containing argon is at most 100 nm and more preferably at most 90 nm.
Поэтому общая геометрическая толщина (TGT) диэлектрического слоя (слоев), осажденного (осажденных) в атмосфере, содержащей благородный газ, в частности, аргон, заключается в диапазоне от 30 до 120 нм (30 нм > TGT > 120 нм). В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения общая геометрическая толщина (TGT) диэлектрического слоя (слоев), осажденного (осажденных) в атмосфере, содержащей благородный газ, заключается в диапазоне от 35 до 120 нм (35 нм > TGT > 120 нм), предпочтительно от 40 до 100 нм (40 нм > TGT > 100 нм), более предпочтительно от 45 до 100 нм (45 нм > TGT > 100 нм) и наиболее предпочтительно от 60 до 90 нм (60 нм > TGT > 90 нм). Было обнаружено, что такая ограниченная толщина диэлектрических слоев, осажденных в атмосфере, содержащей благородный газ, в частности, аргон, обеспечивает правильное равновесие между эксплуатационными качествами остекления в сборе, в которое включена стеклянная панель с покрытием, и расходами на производство такой стеклянной панели с покрытием.Therefore, the total geometric thickness (TGT) of the dielectric layer(s) deposited in an atmosphere containing a noble gas, in particular argon, is in the range of 30 to 120 nm (30 nm > TGT > 120 nm). In a preferred embodiment of the present invention, the total geometric thickness (TGT) of the dielectric layer(s) deposited in a noble gas atmosphere is between 35 and 120 nm (35 nm > TGT > 120 nm), preferably between 40 up to 100 nm (40 nm > TGT > 100 nm), more preferably 45 to 100 nm (45 nm > TGT > 100 nm) and most preferably 60 to 90 nm (60 nm > TGT > 90 nm). It has been found that such a limited thickness of the dielectric layers deposited in an atmosphere containing a noble gas, in particular argon, provides the right balance between the performance of a glazing assembly incorporating a coated glass panel and the production costs of such a coated glass panel. .
В другом варианте осуществления настоящего изобретения отражающий инфракрасное излучение функциональный слой (слои) низкоэмиссионного покрытия содержит серебро или состоит из серебра. В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения геометрическая толщина отражающего инфракрасное излучение функционального слоя (слоев) низкоэмиссионного покрытия, предпочтительно содержащего Ag, составляет от 8 до 18 нм, предпочтительно от 8 до 16 нм и наиболее предпочтительно от 10 до 14 нм.In another embodiment of the present invention, the infrared reflective functional layer(s) of the low-e coating comprises or consists of silver. In another preferred embodiment of the present invention, the geometrical thickness of the infrared reflective functional layer(s) of the low-e coating, preferably containing Ag, is 8 to 18 nm, preferably 8 to 16 nm, and most preferably 10 to 14 nm.
В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения последний диэлектрический слой последнего диэлектрического покрытия низкоэмиссионного покрытия содержит благородный газ, предпочтительно аргон, и характеризуется геометрической толщиной, заключенной в диапазоне от 1 до 30 нм, предпочтительно от 10 до 30 нм, более предпочтительно от 20 до 30 нм.In another preferred embodiment of the present invention, the last dielectric layer of the last dielectric coating of the low-e coating contains a noble gas, preferably argon, and has a geometric thickness ranging from 1 to 30 nm, preferably from 10 to 30 nm, more preferably from 20 to 30 nm .
В другом варианте осуществления настоящего изобретения, стеклянная панель с покрытием содержит от стеклянной подложки наружу: а) слой смешанного оксида олова и цинка; b) слой на основе оксида цинка; с) слой серебра; d) барьерный слой; е) диэлектрическую пленку (диэлектрическое покрытие). Таким образом, в этом варианте осуществления положительное целое число n равно 1 (n=1). В другом варианте осуществления настоящего изобретения, стеклянная панель с покрытием содержит от стеклянной подложки наружу: а) слой смешанного оксида олова и цинка; b) слой на основе оксида цинка; с) слой серебра; d) барьерный слой; е) диэлектрическую пленку (диэлектрическое покрытие); f) слой на основе оксида цинка; g) второй слой серебра; h) барьерный слой; i) диэлектрическую пленку (диэлектрическое покрытие). Таким образом, в этом варианте осуществления положительное целое число n равно 2 (n=2).In another embodiment of the present invention, the coated glass panel comprises, from the glass substrate to the outside: a) a mixed tin-zinc oxide layer; b) a layer based on zinc oxide; c) a layer of silver; d) barrier layer; f) dielectric film (dielectric coating). Thus, in this embodiment, the positive integer n is 1 (n=1). In another embodiment of the present invention, the coated glass panel comprises, from the glass substrate to the outside: a) a mixed tin-zinc oxide layer; b) a layer based on zinc oxide; c) a layer of silver; d) barrier layer; f) dielectric film (dielectric coating); f) zinc oxide layer; g) second layer of silver; h) barrier layer; i) dielectric film (dielectric coating). Thus, in this embodiment, the positive integer n is 2 (n=2).
В другом варианте осуществления настоящего изобретения, барьерный слой низкоэмиссионного покрытия содержит металл или металлический сплав и/или оксид, и/или нитрид этого металла или металлического сплава. Металл или металлический сплав может быть выбран из списка, состоящего из титана, цинка, никеля, хрома, ниобия и любого сплава, содержащего один из этих металлов. В частности, барьер представляет собой барьер на основе оксида цинка, в частности, слой оксида цинка, легированного алюминием, или слой по существу чистого оксида цинка.In another embodiment of the present invention, the low-e coating barrier layer comprises a metal or a metal alloy and/or an oxide and/or a nitride of that metal or metal alloy. The metal or metal alloy may be selected from the list consisting of titanium, zinc, nickel, chromium, niobium, and any alloy containing one of these metals. In particular, the barrier is a zinc oxide barrier, in particular an aluminium-doped zinc oxide layer or a substantially pure zinc oxide layer.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения диэлектрическая пленка, или диэлектрическое покрытие, содержит один или несколько диэлектрических слоев, содержащих любой из оксидов или нитридов титана, кремния, цинка, олова, циркония или их смесь.In another embodiment of the present invention, the dielectric film or dielectric coating comprises one or more dielectric layers containing any of the oxides or nitrides of titanium, silicon, zinc, tin, zirconium, or a mixture thereof.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения поверх низкоэмиссионного пакета может быть предусмотрено защитное поверхностное покрытие. Более того, защитное поверхностное покрытие представляет собой последний слой низкоэмиссионного покрытия, наиболее удаленный от поверхности подложки. Защитное поверхностное покрытие обеспечивает функцию (функции) дополнительной механической и/или химической защиты низкоэмиссионного покрытия. Защитное поверхностное покрытие может содержать один или несколько слоев, выбранных из группы, которая состоит из любых типичных диэлектрических слоев, металлических слоев, и, в конечном счете, может быть объединено с углеродным слоем или временным защитным слоем, который прекращает существование в ходе нагрева.In another embodiment of the present invention, a protective surface coating may be provided over the low-e packet. Moreover, the protective surface coating is the last layer of the low-e coating furthest from the surface of the substrate. The protective surface coating provides the function(s) of additional mechanical and/or chemical protection of the low-e coating. The protective surface coating may comprise one or more layers selected from the group which consists of any of the typical dielectric layers, metallic layers, and ultimately may be combined with a carbon layer or a temporary protective layer that is deactivated during heating.
Когда оно присутствует в форме типичного диэлектрического слоя или металлического слоя, толщину такого защитного поверхностного покрытия следует учитывать при вычислении общей геометрической толщины диэлектрических слоев, осаждаемых в атмосфере, содержащей благородный газ.When present in the form of a typical dielectric layer or metal layer, the thickness of such a protective surface coating should be taken into account when calculating the total geometric thickness of the dielectric layers deposited in a noble gas atmosphere.
В другом аспекте настоящего изобретения стеклянную панель с покрытием согласно настоящему изобретению производят согласно способу, включающему следующие этапы: доставку стеклянной подложки в установку для магнетронного напыления, осаждение слоев на стеклянную подложку при помощи магнетронного напыления при пониженном давлении, и условия осаждения характеризуются тем, что:In another aspect of the present invention, a coated glass panel according to the present invention is produced according to a method comprising the following steps: delivering a glass substrate to a magnetron sputtering facility, depositing layers on the glass substrate by magnetron sputtering under reduced pressure, and the deposition conditions are characterized in that:
i) только отражающий инфракрасное излучение металлический слой (слои) и барьерный слой (слои) осаждают в атмосфере, содержащей от 95 до 100% благородного газа, предпочтительно аргона;i) only the infrared reflective metal layer(s) and the barrier layer(s) are deposited in an atmosphere containing 95 to 100% noble gas, preferably argon;
ii) металлоксидный диэлектрический слой (слои) осаждают из металлических мишеней в атмосфере, содержащей от 95 до 100% кислорода;ii) metal oxide dielectric layer(s) is deposited from metal targets in an atmosphere containing 95 to 100% oxygen;
- 6 043067 iii) другие диэлектрические слои осаждают в такой атмосфере, что объемная доля благородного газа в газовой среде не превышает 90%. Иначе говоря, в атмосфере, содержащей от 95 до 100% благородного газа, предпочтительно аргона, осаждают только отражающий инфракрасное излучение функциональный слой (слои) и барьерный слой (слои).- 6 043067 iii) other dielectric layers are deposited in such an atmosphere that the volume fraction of the noble gas in the gaseous medium does not exceed 90%. In other words, in an atmosphere containing 95 to 100% noble gas, preferably argon, only the infrared reflective functional layer(s) and the barrier layer(s) are deposited.
Диэлектрические слои:Dielectric layers:
a) осаждают из металлических мишеней в атмосфере, содержащей от 95 до 100% кислорода, если они представляют собой металлоксидные слои; иa) deposited from metal targets in an atmosphere containing 95 to 100% oxygen if they are metal oxide layers; And
b) осаждают в такой атмосфере, что объемная доля благородного газа в газовой среде не превышает 90%, если они не являются металлоксидными слоями.b) deposited in such an atmosphere that the volume fraction of the noble gas in the atmosphere does not exceed 90%, unless they are metal oxide layers.
Поэтому в таком способе производства: отражающий инфракрасное излучение металлический слой (слои) и барьерный слой (слои) осаждают в атмосфере, содержащей объемную долю благородного газа, предпочтительно аргона, 95-100%. Это означает, что объем благородного газа, предпочтительно аргона, относительно объема всей газовой среды заключается в диапазоне от 95 до 100% (95%<[объем благородного газа/объем всей газовой среды]<100%). Предпочтительно, объемная доля благородного газа заключается в диапазоне от 97 до 100% и предпочтительно составляет 100% благородного газа. Допустимо весьма ограниченное количество кислорода и/или азота.Therefore, in such a production method, the infrared reflective metal layer(s) and the barrier layer(s) are deposited in an atmosphere containing a noble gas, preferably argon, volume fraction of 95-100%. This means that the volume of the noble gas, preferably argon, relative to the volume of the total atmosphere gas is in the range of 95 to 100% (95%<[volume of noble gas/volume of total gas environment]<100%). Preferably, the noble gas volume fraction is in the range of 97 to 100%, and preferably 100% noble gas. A very limited amount of oxygen and/or nitrogen is acceptable.
В диэлектрическом покрытии металлоксидный диэлектрический слой (слои), который (которые) осаждают из металлической мишени, в частности, осаждают в атмосфере, содержащей объемную долю кислорода от 95 до 100% и предпочтительно 100% кислорода. Это означает, что объем кислорода относительно объема всей газовой среды заключается в диапазоне от 95 до 100% (95%<[объем кислорода/объем всей газовой среды]<100%).In the dielectric coating, the metal oxide dielectric layer(s) that is(are) deposited from the metal target are, in particular, deposited in an atmosphere containing a volume fraction of oxygen from 95 to 100% and preferably 100% oxygen. This means that the volume of oxygen relative to the volume of the total atmosphere is in the range of 95 to 100% (95%<[volume of oxygen/volume of total atmosphere]<100%).
Другой слой (слои), который может быть заключен внутри диэлектрического покрытия (покрытий), и который не является металлоксидным диэлектрическим слоем (слоями), полученным из металлической мишени, осаждают в атмосфере, которая содержит объемную долю благородного газа во всей газовой среде, не превышающую 90%. Это означает, что объем благородного газа, предпочтительно аргона, относительно объема всей газовой среды меньше или равен 90% ([объем благородного газа/объем всей газовой среды]<90%).The other layer(s), which can be enclosed within the dielectric coating(s), and which is not a metal oxide dielectric layer(s) obtained from a metal target, is deposited in an atmosphere which contains a noble gas volume fraction in the entire gaseous medium not exceeding 90%. This means that the volume of the noble gas, preferably argon, is less than or equal to 90% relative to the volume of the total gaseous medium ([volume of noble gas/volume of the total gaseous medium]<90%).
Было неожиданно обнаружено, что при удовлетворении таких условий осаждения низкоэмиссионное покрытие, создаваемое на стеклянной подложке с целью образования стеклянной панели с покрытием согласно настоящему изобретению, является таким, что содержание высвобождающегося благородного газа в расчете на площадь содержащей покрытие поверхности стеклянной панели с покрытием под давлением 10-6 мбар и после нагрева от комнатной температуры до 460°С за 100 мин, выдерживания при 460°С в течение 20 мин, охлаждения от 460 до 23°С за 100 мин составляет менее 1,5х10’6 мбар^см3 на мм2 стеклянной панели с покрытием. Таким образом, настоящее изобретение охватывает стеклянную панель с покрытием, которая была произведена указанным способом. В частности, настоящее изобретение дополнительно относится к стеклянной панели с покрытием, содержащей стеклянную подложку, снабженную низкоэмиссионным покрытием, при этом указанное низкоэмиссионное покрытие содержит:It has been unexpectedly found that under such deposition conditions, the low emissivity coating formed on the glass substrate to form the coated glass panel of the present invention is such that the content of the liberated noble gas, based on the area of the coated surface of the pressure coated glass panel, is 10 -6 mbar and after heating from room temperature to 460°C in 100 min, holding at 460°C for 20 min, cooling from 460 to 23°C in 100 min is less than 1.5x10' 6 mbar ^ cm 3 per mm 2 coated glass panels. Thus, the present invention covers a coated glass panel which has been produced by said method. In particular, the present invention further relates to a coated glass panel comprising a glass substrate provided with a low emissivity coating, said low emissivity coating comprising:
a) чередующееся расположение n отражающих инфракрасное излучение функциональных слоев и n+1 диэлектрических покрытий, где n>1,a) alternating arrangement of n infrared reflective functional layers and n+1 dielectric coatings, where n>1,
a. так, что каждый отражающий инфракрасное излучение функциональный слой окружен диэлектрическими покрытиями, при этом диэлектрическое покрытие содержит один или несколько диэлектрических слоев, иa. such that each infrared reflective functional layer is surrounded by dielectric coatings, wherein the dielectric coating comprises one or more dielectric layers, and
b. так, что каждый отражающий инфракрасное излучение функциональный слой защищен барьерным слоем непосредственно над ним и в контакте с ним, при этом по меньшей мере один слой помимо каждого отражающего инфракрасное излучение функционального слоя и барьерного слоя содержит благородный газ, предпочтительно аргон,b. so that each infrared-reflecting functional layer is protected by a barrier layer immediately above and in contact with it, wherein at least one layer, in addition to each infrared-reflecting functional layer and the barrier layer, contains a noble gas, preferably argon,
b) необязательно, защитное поверхностное покрытие, необязательно, содержащее один или несколько диэлектрических слоев;b) optionally, a protective surface coating, optionally containing one or more dielectric layers;
с) необязательно, затравочный слой, необязательно, содержащий диэлектрический слой под по меньшей мере одним отражающим инфракрасное излучение функциональным слоем и в контакте с ним;c) optionally, a seed layer, optionally comprising a dielectric layer under and in contact with the at least one infrared reflective functional layer;
при этом по меньшей мере один слой помимо каждого отражающего инфракрасное излучение функционального слоя и барьерного слоя представляет собой диэлектрический слой из диэлектрического покрытия, затравочного слоя и/или защитного поверхностного покрытия, и при этом общая геометрическая толщина диэлектрических слоев, осажденных в атмосфере, содержащей благородный газ, составляет по меньшей мере 30 нм и не более 120 нм; и при этом содержание высвобождающегося благородного газа в расчете на площадь содержащей покрытие поверхности стеклянной панели с покрытием под давлением менее 10-6 мбар и после нагрева от комнатной температуры до 460°С за 100 мин, выдерживания при 460°С в течение 20 мин и охлаждения от 460 до 23°С за 100 мин составляет менее 1,5х10’6 мбар^см3 на мм2 стеклянной панели с покрытием;wherein at least one layer, in addition to each infrared-reflecting functional layer and the barrier layer, is a dielectric layer of a dielectric coating, a seed layer and/or a protective surface coating, and the total geometric thickness of the dielectric layers deposited in an atmosphere containing a noble gas , is at least 30 nm and not more than 120 nm; and at the same time, the content of the released noble gas based on the area of the coated surface of the coated glass panel under pressure is less than 10 -6 mbar and after heating from room temperature to 460°C for 100 minutes, holding at 460°C for 20 minutes and cooling from 460 to 23°C in 100 minutes is less than 1.5 x 10' 6 mbar^cm 3 per mm 2 coated glass panel;
и при этом такую стеклянную панель с покрытием изготавливают согласно способу, включающему этапы доставки стеклянной подложки в установку для магнетронного напыления и осаждения слоев наand wherein such a coated glass panel is manufactured according to a method comprising the steps of delivering a glass substrate to a magnetron sputtering facility and depositing layers on
- 7 043067 стеклянную подложку при помощи магнетронного напыления при пониженном давлении, при этом условия осаждения являются следующими:- 7 043067 glass substrate using magnetron sputtering under reduced pressure, while the deposition conditions are as follows:
1) только отражающий инфракрасное излучение металлический слой и барьерный слой осаждают в атмосфере, содержащей от 95% до 100% благородного газа, предпочтительно аргона;1) only the infrared reflective metal layer and the barrier layer are deposited in an atmosphere containing 95% to 100% noble gas, preferably argon;
2) металлоксидные диэлектрические слои осаждают из металлических мишеней в атмосфере, содержащей от 95 до 100% кислорода;2) metal oxide dielectric layers are deposited from metal targets in an atmosphere containing 95 to 100% oxygen;
3) другие диэлектрические слои осаждают в такой атмосфере, что объемная доля благородного газа в газовой среде не превышает 90%.3) other dielectric layers are deposited in such an atmosphere that the volume fraction of the noble gas in the gaseous medium does not exceed 90%.
В предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение охватывает стеклянную панель с покрытием, которая была произведена указанным способом, и в которой общая геометрическая толщина слоев, осажденных в атмосфере, содержащей благородный газ, заключается в диапазоне от 35 до 120 нм (35 нм > TGT > 120 нм), более предпочтительно от 40 до 100 нм (40 нм > TGT > 100 нм), наиболее предпочтительно от 45 до 100 нм (45 нм > TGT > 100 нм) и еще более предпочтительно от 60 до 90 нм (60 нм > TGT > 90 нм).In a preferred embodiment, the present invention encompasses a coated glass panel which has been produced by said method and in which the total geometric thickness of the layers deposited in a noble gas atmosphere is in the range of 35 to 120 nm (35 nm > TGT > 120 nm ), more preferably 40 to 100 nm (40 nm > TGT > 100 nm), most preferably 45 to 100 nm (45 nm > TGT > 100 nm) and even more preferably 60 to 90 nm (60 nm > TGT > 90 nm).
В предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно относится к вышеописанной стеклянной панели с покрытием, в которой последний слой низкоэмиссионного покрытия, предпочтительно последний диэлектрический слой последнего диэлектрического покрытия, осажден в газовой среде, содержащей от 1 до 50%, предпочтительно от 1 до 45%, более предпочтительно от 5 до 40% благородного газа, предпочтительно аргона. Это означает, что объем благородного газа относительно объема всей газовой среды заключается в диапазоне от 1 до 50% (1%<[объем благородного газа/объем всей газовой среды]<50%), предпочтительно от 1 до 45% (1%<[объем благородного газа/объем всей газовой среды]<45%), более предпочтительно от 5 до 40% (5%<[объем благородного газа/объем всей газовой среды]<40%).In a preferred embodiment, the present invention further relates to the above-described coated glass panel, in which the last layer of the low-e coating, preferably the last dielectric layer of the last dielectric coating, is deposited in an atmosphere containing 1 to 50%, preferably 1 to 45%, more preferably 5 to 40% noble gas, preferably argon. This means that the volume of the noble gas relative to the volume of the total gaseous medium is in the range of 1 to 50% (1%<[noble gas volume/total gaseous volume]<50%), preferably 1 to 45% (1%<[ noble gas volume/total gas volume]<45%), more preferably 5 to 40% (5%<[noble gas volume/total gas volume]<40%).
В другом аспекте настоящего изобретения стеклянную панель с покрытием согласно настоящему изобретению изготавливают согласно способу, включающему, последовательно, доставку стеклянной подложки в установку для магнетронного напыления, осаждение слоев на стеклянную подложку при помощи магнетронного напыления при пониженном давлении, термическую обработку при температуре более 300°С, предпочтительно 400°С и более предпочтительно 480°С. Такой способ можно назвать способом отжига.In another aspect of the present invention, a coated glass panel according to the present invention is manufactured according to a method comprising, in sequence, delivering the glass substrate to a magnetron sputtering facility, depositing layers on the glass substrate using magnetron sputtering under reduced pressure, heat treatment at a temperature of more than 300°C. , preferably 400°C and more preferably 480°C. Such a method can be called an annealing method.
Альтернативно, термическую обработку можно выполнять под давлением менее 1 бар, предпочтительно меньшим или равным 10 мбар, более предпочтительно меньшим или равным 1 мбар и наиболее предпочтительным меньшим или равным 0,1 мбар. Термическую обработку можно выполнять путем поддержания указанной температуры в течение времени, составляющего по меньшей мере 0,5 ч, предпочтительно по меньшей мере 2 ч и более предпочтительно по меньшей мере 6 ч, в зависимости от рабочих температуры и давления.Alternatively, the heat treatment can be carried out at a pressure of less than 1 bar, preferably less than or equal to 10 mbar, more preferably less than or equal to 1 mbar, and most preferably less than or equal to 0.1 mbar. Heat treatment can be carried out by maintaining the specified temperature for a time of at least 0.5 hours, preferably at least 2 hours and more preferably at least 6 hours, depending on the operating temperature and pressure.
Таким образом, настоящее изобретение охватывает стеклянную панель с покрытием, которая была произведена указанным способом. В частности, настоящее изобретение также относится к стеклянной панели с покрытием, содержащей стеклянную подложку, снабженную низкоэмиссионным покрытием, при этом указанное низкоэмиссионное покрытие содержит:Thus, the present invention covers a coated glass panel which has been produced by said method. In particular, the present invention also relates to a coated glass panel comprising a glass substrate provided with a low emissivity coating, said low emissivity coating comprising:
а) чередующееся расположение n отражающих инфракрасное излучение функциональных слоев и n+1 диэлектрических покрытий, где n>1, так, что каждый отражающий инфракрасное излучение функциональный слой окружен диэлектрическими покрытиями, при этом диэлектрическое покрытие содержит один или несколько диэлектрических слоев, и так, что каждый отражающий инфракрасное излучение функциональный слой защищен барьерным слоем непосредственно над ним и в контакте с ним;a) alternating arrangement of n infrared reflective functional layers and n+1 dielectric coatings, where n>1, so that each infrared reflective functional layer is surrounded by dielectric coatings, while the dielectric coating contains one or more dielectric layers, and so that each infrared reflective functional layer is protected by a barrier layer immediately above and in contact with it;
при этом по меньшей мере один слой помимо каждого отражающего инфракрасное излучение функционального слоя и барьерного слоя содержит благородный газ, предпочтительно аргон,wherein at least one layer, in addition to each infrared-reflecting functional layer and the barrier layer, contains a noble gas, preferably argon,
b) необязательно, защитное поверхностное покрытие, необязательно, содержащее один или несколько диэлектрических слоев,b) optionally, a protective surface coating, optionally containing one or more dielectric layers,
c) необязательно, затравочный слой, необязательно, содержащий диэлектрический слой под по меньшей мере одним отражающим инфракрасное излучение функциональным слоем и в контакте с ним;c) optionally, a seed layer, optionally comprising a dielectric layer under and in contact with at least one infrared reflective functional layer;
при этом по меньшей мере один слой помимо каждого отражающего инфракрасное излучение функционального слоя и барьерного слоя представляет собой диэлектрический слой из диэлектрического покрытия, затравочного слоя и/или защитного поверхностного покрытия, и при этом общая геометрическая толщина диэлектрических слоев, осажденных в атмосфере, содержащей благородный газ, составляет по меньшей мере 30 нм и не более 120 нм; и при этом содержание высвобождающегося благородного газа в расчете на площадь содержащей покрытие поверхности стеклянной панели с покрытием под давлением менее 10’6 мбар и после нагрева от комнатной температуры до 460°С за 100 мин, выдерживания при 460°С в течение 20 мин и охлаждения от 460 до 23°С за 100 мин составляет менее 1,5x10’6 мбар^см3 на мм2 стеклянной панели с покрытием.wherein at least one layer, in addition to each infrared-reflecting functional layer and the barrier layer, is a dielectric layer of a dielectric coating, a seed layer and/or a protective surface coating, and the total geometric thickness of the dielectric layers deposited in an atmosphere containing a noble gas , is at least 30 nm and not more than 120 nm; and at the same time, the content of the released noble gas, based on the area of the coated surface of the coated glass panel under pressure, is less than 10'6 mbar and after heating from room temperature to 460°C in 100 minutes, holding at 460°C for 20 minutes and cooling from 460 to 23°C in 100 minutes is less than 1.5x10'6 mbar^cm 3 per mm 2 coated glass panel.
- 8 043067- 8 043067
При этом такую стеклянную панель с покрытием изготавливают способом, которые включает, последовательно, следующие этапы:Wherein, such a coated glass panel is produced by a method which includes, in sequence, the following steps:
доставки стеклянной подложки в установку для магнетронного напыления, осаждения слоев на стеклянную подложку при помощи магнетронного напыления при пониженном давлении, и термической обработки при температуре более 300°С (Temp>300°С), предпочтительно более 400°С (Temp>400°С) и более предпочтительно более 480°С (Temp>480°С).delivery of the glass substrate to the magnetron sputtering facility, deposition of layers on the glass substrate by magnetron sputtering under reduced pressure, and heat treatment at a temperature of more than 300°C (Temp>300°C), preferably more than 400°C (Temp>400°C ) and more preferably more than 480°C (Temp>480°C).
В предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение охватывает стеклянную панель с покрытием, которая была произведена указанным способом, и в которой общая геометрическая толщина слоев, осажденных в атмосфере, содержащей благородный газ, заключается в диапазоне от 35 до 120 нм (35 нм> TGT>120 нм), более предпочтительно от 40 до 100 нм (40 hm>TGT>100 нм), наиболее предпочтительно от 45 до 100 нм (45 hm>TGT>100 нм) и еще более предпочтительно от 60 до 90 нм (60 hm>TGT>90 нм).In a preferred embodiment, the present invention encompasses a coated glass panel which has been produced by said method and in which the total geometric thickness of the layers deposited in a noble gas atmosphere is in the range of 35 to 120 nm (35 nm > TGT > 120 nm ), more preferably 40 to 100 nm (40 hm>TGT>100 nm), most preferably 45 to 100 nm (45 hm>TGT>100 nm) and even more preferably 60 to 90 nm (60 hm>TGT> 90 nm).
В таких способах этап термической обработки можно выполнять под давлением менее 1 бар, предпочтительно менее 10 мбар, более предпочтительно менее 1 мбар и наиболее предпочтительно менее 0,1 мбар. В таких способах этап термической обработки можно выполнять путем поддержания указанной температуры в течение времени по меньшей мере 0,5 ч, предпочтительно по меньшей мере 2 ч и более предпочтительно по меньшей мере 6 ч, в зависимости от рабочей температуры и давления.In such methods, the heat treatment step can be carried out at a pressure of less than 1 bar, preferably less than 10 mbar, more preferably less than 1 mbar, and most preferably less than 0.1 mbar. In such methods, the heat treatment step can be performed by maintaining said temperature for a time of at least 0.5 hours, preferably at least 2 hours, and more preferably at least 6 hours, depending on the operating temperature and pressure.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения для производства стеклянной панели с покрытием согласно настоящему изобретению условия осаждения конкретного способа напыления можно комбинировать с этапом нагрева способа отжига.In one embodiment of the present invention, to produce the coated glass panel of the present invention, the deposition conditions of a particular sputtering process may be combined with the heating step of the annealing process.
В другом аспекте настоящего изобретения стеклянная панель с покрытием применяется как часть остекления с вакуумной изоляцией, при этом низкоэмиссионное покрытие обращено к вакуумному пространству VIG-пакета. Поэтому настоящее изобретение охватывает остекление с вакуумной изоляцией, которое содержит стеклянную панель с покрытием, снабженную низкоэмиссионным покрытием, при этом указанное низкоэмиссионное покрытие содержит: а) чередующееся расположение n отражающих инфракрасное излучение функциональных слоев и n+1 диэлектрических покрытий, где n>1, так, что каждый отражающий инфракрасное излучение функциональный слой окружен диэлектрическими покрытиями, при этом диэлектрическое покрытие содержит один или несколько диэлектрических слоев, и так, что каждый отражающий инфракрасное излучение функциональный слой защищен барьерным слоем непосредственно над ним и в контакте с ним, при этом по меньшей мере один слой помимо каждого отражающего инфракрасное излучение функционального слоя и барьерного слоя содержит благородный газ, предпочтительно аргон,In another aspect of the present invention, a coated glass panel is used as part of a vacuum insulated glazing, with the low-e coating facing the vacuum space of the VIG package. Therefore, the present invention encompasses vacuum insulated glazing which comprises a coated glass panel provided with a low-e coating, said low-e coating comprising: a) an alternating arrangement of n infrared reflective functional layers and n+1 dielectric coatings, where n>1, so that each infrared reflective functional layer is surrounded by dielectric coatings, wherein the dielectric coating comprises one or more dielectric layers, and such that each infrared reflective functional layer is protected by a barrier layer directly above and in contact with it, wherein at least one layer, in addition to each infrared-reflecting functional layer and barrier layer, contains a noble gas, preferably argon,
b) необязательно, защитное поверхностное покрытие, необязательно, содержащее один или несколько диэлектрических слоев,b) optionally, a protective surface coating, optionally containing one or more dielectric layers,
c) необязательно, затравочный слой, необязательно, содержащий диэлектрический слой под по меньшей мере одним отражающим инфракрасное излучение функциональным слоем и в контакте с ним, при этом по меньшей мере один слой помимо каждого отражающего инфракрасное излучение функционального слоя и барьерного слоя представляет собой диэлектрический слой из диэлектрического покрытия, затравочного слоя и/или защитного поверхностного покрытия, и при этом общая геометрическая толщина диэлектрических слоев, осажденных в атмосфере, содержащей благородный газ, составляет по меньшей мере 30 нм и не более 120 нм, и при этом содержание высвобождающегося благородного газа в расчете на площадь содержащей покрытие поверхности стеклянной панели с покрытием под давлением менее 10’6 мбар и после нагрева от комнатной температуры до 460°С за 100 мин, выдерживания при 460°С в течение 20 мин и охлаждения от 460 до 23°С за 100 мин составляет менее 1,5x10’6 мбар^см3 на мм2 стеклянной панели с покрытием.c) optionally, a seed layer, optionally comprising a dielectric layer under and in contact with at least one infrared reflective functional layer, wherein at least one layer in addition to each infrared reflective functional layer and barrier layer is a dielectric layer of dielectric coating, seed layer and/or protective surface coating, and at the same time the total geometric thickness of the dielectric layers deposited in an atmosphere containing a noble gas is at least 30 nm and not more than 120 nm, and the content of the released noble gas in the calculation on the area of the coated surface of the coated glass panel under pressure less than 10'6 mbar and after heating from room temperature to 460°C in 100 minutes, holding at 460°C for 20 minutes and cooling from 460 to 23°C in 100 minutes is less than 1.5x10'6 mbar^cm 3 per mm 2 of the coated glass panel.
В аспекте настоящего изобретения стеклопакет с вакуумной изоляцией, содержащий по меньшей мере одну стеклянную панель с покрытием согласно настоящему изобретению, характеризуется значением U не более 1,00 Вт/м2К, более предпочтительно не более 0,90 Вт/м2К и наиболее предпочтительно не более 0,80 Вт/м2К.In an aspect of the present invention, a vacuum insulated glass unit comprising at least one coated glass panel according to the present invention has a U value of not more than 1.00 W/m 2 K, more preferably not more than 0.90 W/m 2 K, and most preferably not more than 0.80 W/m 2 K.
Более того, сборка VIG-пакета, содержащего по меньшей мере одну стеклянную панель с покрытием согласно настоящему изобретению, будет обеспечивать достижение удовлетворительного вакуума, несмотря на необходимость в высокой температуре для окончательного уплотнения вакуумного пространства. Кроме того, благодаря стеклянной панели с покрытием согласно настоящему изобретению, получается удовлетворительная стабильность вакуума вне зависимости от того, какие могут иметь место дополнительные операции или воздействия. VIG, содержащий стеклянную панель с покрытием согласно настоящему изобретению, выполнено с возможностью выдерживания жестких внешних условий, например условий, обычно характеризующихся высокими рабочими температурами, а также воздействием ударов и вибраций, влажности, загрязнителей, излучения и/или т.п. Например, в застекленных крышах системы остекления подвергаются действию экстремальных температур (150°С), а также ударам и вибрационной нагрузке, связанной с ветровыми нагрузками.Moreover, the assembly of a VIG stack containing at least one coated glass panel according to the present invention will achieve a satisfactory vacuum despite the need for high temperature to finally seal the vacuum space. In addition, with the coated glass panel of the present invention, satisfactory vacuum stability is obtained regardless of what additional operations or influences may take place. A VIG comprising a coated glass panel of the present invention is designed to withstand harsh environmental conditions, such as conditions typically characterized by high operating temperatures, as well as exposure to shock and vibration, humidity, contaminants, radiation, and/or the like. For example, in glazed roofs, glazing systems are exposed to extreme temperatures (150°C) as well as shock and vibration load associated with wind loads.
- 9 043067- 9 043067
Настоящее изобретение дополнительно относится к применению стеклянной панели с покрытием, содержащей стеклянную подложку, которая снабжена низкоэмиссионным покрытием, содержащим:The present invention further relates to the use of a coated glass panel comprising a glass substrate which is provided with a low emissivity coating comprising:
а) чередующееся расположение n отражающих инфракрасное излучение функциональных слоев и n+1 диэлектрических покрытий, где n>1, так, что каждый отражающий инфракрасное излучение функциональный слой окружен диэлектрическими покрытиями, при этом диэлектрическое покрытие содержит один или несколько диэлектрических слоев, и так, что каждый отражающий инфракрасное излучение функциональный слой защищен барьерным слоем непосредственно над ним и в контакте с ним, при этом по меньшей мере один слой помимо каждого отражающего инфракрасное излучение функционального слоя и барьерного слоя содержит благородный газ, предпочтительно аргон,a) alternating arrangement of n infrared reflective functional layers and n+1 dielectric coatings, where n>1, so that each infrared reflective functional layer is surrounded by dielectric coatings, while the dielectric coating contains one or more dielectric layers, and so that each infrared-reflecting functional layer is protected by a barrier layer directly above and in contact with it, wherein at least one layer, in addition to each infrared-reflecting functional layer and the barrier layer, contains a noble gas, preferably argon,
b) необязательно, защитное поверхностное покрытие, необязательно, содержащее один или несколько диэлектрических слоев,b) optionally, a protective surface coating, optionally containing one or more dielectric layers,
c) необязательно, затравочный слой, необязательно, содержащий диэлектрический слой под по меньшей мере одним отражающим инфракрасное излучение функциональным слоем и в контакте с ним, при этом по меньшей мере один слой помимо каждого отражающего инфракрасное излучение функционального слоя и барьерного слоя представляет собой диэлектрический слой из диэлектрического покрытия, затравочного слоя и/или защитного поверхностного покрытия, и при этом общая геометрическая толщина диэлектрических слоев, осажденных в атмосфере, содержащей благородный газ, составляет по меньшей мере 30 нм и не более 120 нм, и при этом содержание высвобождающегося благородного газа в расчете на площадь содержащей покрытие поверхности стеклянной панели с покрытием под давлением менее 10-6 мбар и после нагрева от комнатной температуры до 460°С за 100 мин, выдерживания при 460°С в течение 20 мин и охлаждения от 460 до 23°С за 100 мин составляет менее 1,5 х10’6 мбар^см3 на мм2 стеклянной панели с покрытием; в остеклении с вакуумной изоляцией.c) optionally, a seed layer, optionally comprising a dielectric layer under and in contact with at least one infrared reflective functional layer, wherein at least one layer in addition to each infrared reflective functional layer and barrier layer is a dielectric layer of dielectric coating, seed layer and/or protective surface coating, and at the same time the total geometric thickness of the dielectric layers deposited in an atmosphere containing a noble gas is at least 30 nm and not more than 120 nm, and the content of the released noble gas in the calculation on the area of the coated surface of the coated glass panel under pressure less than 10 -6 mbar and after heating from room temperature to 460°C in 100 minutes, holding at 460°C for 20 minutes and cooling from 460 to 23°C in 100 minutes is less than 1.5 x 10' 6 mbar^cm 3 per mm 2 of the coated glass panel; in vacuum insulated glazing.
В уровне техники известно множество низкоэмиссионных покрытий. Выбор такого покрытия зависит от компромисса между множеством свойств, таких как эмиссионная способность, пропускание и/или отражение света, эстетические свойства (цвет, матовость и т.д.), стойкость к термической обработке, механическая прочность, долговечность.Many low-e coatings are known in the art. The choice of such a coating depends on a compromise between a variety of properties such as emissivity, light transmission and/or reflection, aesthetic properties (color, haze, etc.), heat treatment resistance, mechanical strength, durability.
Стеклянная панель с покрытием согласно настоящему изобретению должна удовлетворять термическим, оптическим и эстетическим техническим условиям, ожидаемым для готового продукта. Специалистам в данной области техники известно, как произвести требуемое низкоэмиссионное покрытие, характеризующееся требуемыми оптическими и тепловыми характеристиками. Настоящее изобретение предоставляет решение для осуществления регулировки этих низкоэмиссионных покрытий так, что их удобно применять в VIG в сборе. Когда стеклянную панель с покрытием согласно настоящему изобретению применяют в качестве части VIG-пакета, указанный пакет, содержащий стеклянную панель с покрытием согласно настоящему изобретению, показывает высокую эффективность в том, что касается изолирующей способности. Более того, было обнаружено, что превосходные тепловые характеристики остекления с вакуумной изоляцией, содержащего стеклянную панель с покрытием согласно настоящему изобретению, могут сохраняться в течение всего срока службы остекления с вакуумной изоляцией, несмотря на жесткие условия производства и/или жесткие внешние условия. Дополнительно было обнаружено, что стеклянная панель с покрытием согласно настоящему изобретению предоставляет очень интересный баланс между тепловыми характеристиками и стоимостью производства. Цели в отношении эффективности для VIG, выраженные в значении коэффициента теплового пропускания, U, и вклада низкоэмиссионного покрытия и его эмиссионной способности, ε, сведены в табл. 1.The coated glass panel of the present invention must meet the thermal, optical and aesthetic specifications expected of the finished product. Those skilled in the art will know how to produce the desired low emissivity coating having the desired optical and thermal properties. The present invention provides a solution for adjusting these low e coatings so that they are conveniently applied to the VIG assembly. When the coated glass panel according to the present invention is used as part of a VIG package, said package containing the coated glass panel according to the present invention shows high performance in terms of insulating ability. Moreover, it has been found that the excellent thermal performance of a vacuum insulated glazing comprising a coated glass panel of the present invention can be maintained throughout the lifetime of the vacuum insulated glazing despite harsh manufacturing and/or harsh environmental conditions. Additionally, it has been found that the coated glass panel of the present invention provides a very interesting balance between thermal performance and production cost. The performance targets for VIG, expressed in terms of thermal transmittance, U, and the contribution of the low-e coating and its emissivity, ε, are summarized in Table 1. 1.
Таблица 1Table 1
Свойства VIG-пакета, содержащего стеклянную панель с покрытием согласно настоящему изобретениюProperties of a VIG Package Containing a Coated Glass Panel According to the Present Invention
В другом аспекте настоящего изобретения VIG-пакет может являться частью более сложного стеклопакета (IGU), такого как, например, тройной стеклопакет, в котором одно или оба внутренних пространства между стеклянными панелями характеризуются низким давлением. Такой более сложный стеклопакет может содержать 2 или более стеклянных панелей и может содержать нестеклянный панель- 10 043067 ный элемент, такой как, например, полимерная пленка. IGU может содержать более одной поверхности с покрытием с низкой эмиссией согласно настоящему изобретению или может содержать другой тип покрытий.In another aspect of the present invention, the VIG stack may be part of a more complex insulating glass unit (IGU), such as, for example, a triple insulating glass unit in which one or both of the internal spaces between the glass panels are characterized by low pressure. Such a more complex insulating glass unit may contain 2 or more glass panels and may contain a non-glass panel element such as, for example, a polymer film. The IGU may contain more than one low emission coated surface according to the present invention, or may contain another type of coating.
Стеклянная подложка стеклянных панелей с покрытием согласно настоящему изобретению может быть выбрана из прозрачного листового стекла, сверхпрозрачного листового стекла или цветного стекла. Под термином стекло в настоящем документе понимают любой тип стекла или эквивалентного прозрачного материала, такого как минеральное стекло или органическое стекло. Используемые минеральные стекла могут представлять собой один или несколько известных типов стекла, таких как натриевокальциево-силикатное, алюмосиликатное или боросиликатное, кристаллическое и поликристаллическое стекла. Стеклянные панели могут быть получены посредством флоат-процесса, процесса вытягивания, процесса проката или любого другого известного процесса для изготовления стеклянной панели, начиная с состава расплавленного стекла. Стеклянные панели могут необязательно иметь шлифованные края. При шлифовании кромок острые кромки превращаются в гладкие кромки, которые намного безопаснее для людей, которые могут контактировать с вакуумным изоляционным блоком остекления, в частности, с кромкой остекления. Предпочтительно стеклянные панели согласно настоящему изобретению представляют собой панели из натриево-кальциево-силикатного стекла, алюмосиликатного стекла или боросиликатного стекла. Предпочтительно по причинам более низких расходов на производство, стеклянные панели представляют собой панели из натриево-кальциево-силикатного стекла. Обычно стеклянные панели согласно настоящему изобретению представляют собой отожженные стеклянные панели.The glass substrate of the coated glass panels according to the present invention may be selected from clear sheet glass, extra clear sheet glass, or colored glass. The term glass in this document refers to any type of glass or equivalent transparent material such as mineral glass or organic glass. The mineral glasses used can be one or more known types of glass such as soda-lime silicate, aluminosilicate or borosilicate, crystalline and polycrystalline glasses. Glass panels can be produced by a float process, a drawing process, a rolling process, or any other known process for making a glass panel, starting from a molten glass composition. Glass panels may optionally have sanded edges. Edge grinding turns sharp edges into smooth edges, which are much safer for people who may come into contact with the glazing vacuum insulating block, in particular the glazing edge. Preferably, the glass panels according to the present invention are soda lime silicate glass, aluminosilicate glass or borosilicate glass panels. Preferably, for reasons of lower manufacturing costs, the glass panels are soda lime silicate glass panels. Typically, the glass panels of the present invention are annealed glass panels.
Следует отметить, что изобретение относится ко всем возможным комбинациям признаков, вариантов осуществления и аспектов, перечисленных в приведенном выше описании и в формуле изобретения.It should be noted that the invention relates to all possible combinations of features, embodiments and aspects listed in the above description and in the claims.
Эти и другие признаки и преимущества можно лучше и полнее понять при обращении к следующему подробному описанию примерных иллюстративных вариантов осуществления в сочетании с графическими материалами.These and other features and benefits can be better and more fully understood with reference to the following detailed description of exemplary illustrative embodiments in conjunction with the drawings.
Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials
На фиг. 1 представлено графическое представление концентрации аргона в иллюстративных низкоэмиссионных пакетах, соответствующих примеру 1 и примеру 2.In FIG. 1 is a graphical representation of the argon concentration in exemplary low emission packages according to example 1 and example 2.
На фиг. 2 представлено количественное графическое представление высвобождения аргона в вакууме в условиях нагрева в зависимости от времени для иллюстративных низкоэмиссионных пакетов, соответствующих примеру 1 и примеру 2.In FIG. 2 is a quantitative graphical representation of the release of argon under vacuum under heating conditions as a function of time for the exemplary low emission packages of Example 1 and Example 2.
На фиг. 3 представлен вид в поперечном разрезе традиционного стеклопакета с вакуумной изоляцией.In FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional vacuum insulated glass unit.
Описание вариантов осуществленияDescription of Embodiments
Определения.Definitions.
Для сохранения согласованности, после того, как пример был определен и пронумерован (например, пример 1), этот номер будет оставаться присоединенным к этому примеру (этому низкоэмиссионному покрытию) во всех абзацах и таблицах. Комнатную температуру следует понимать как температуру 23°. Коэффициент теплового пропускания, U, определен в соответствии со стандартом ISO 19916-1 и выражен в Вт/м2К. Эмиссионную способность, ε, измеряли в соответствии со стандартом EN 12898.To maintain consistency, once an example has been identified and numbered (eg example 1), that number will remain attached to that example (this low-e coating) in all paragraphs and tables. Room temperature should be understood as a temperature of 23°. The thermal transmittance, U, is determined according to ISO 19916-1 and is expressed in W/m 2 K. The emissivity, ε, was measured according to EN 12898.
В настоящем документе низкоэмиссионное покрытие также может называться низкоэмиссионным пакетом, пакетом слоев или пакетом. В настоящем документе объем внутреннего вакуума, ограниченный первой и второй стеклянными панелями и набором отдельных распорок, и замкнутый при помощи герметично связывающего уплотнения, в котором имеет место абсолютный вакуум с давлением менее 0,1 мбар, называется вакуумным пространством или пространством/зазором низкого давления, или вакуумированным пространством/полостью низкого давления. Анализ остаточных газов в VIG выполняют путем анализа остаточных газов (RGA). Анализатор RGA представляет собой систему, обеспечивающую возможность извлечения газов, содержащихся внутри VIG, и измерения их парциальных давлений при помощи высокочувствительного квадрупольного масс-спектрометра. Этот способ описан N.Ng, R.E.Collins и L.So в Journal of Vacuum Science & Technology A21, 1776 (2003).In this document, a low-e coating may also be referred to as a low-e package, a layer package, or a package. In this document, the volume of internal vacuum, bounded by the first and second glass panels and a set of separate spacers, and closed by a hermetically bonding seal, in which an absolute vacuum with a pressure of less than 0.1 mbar takes place, is called a vacuum space or a low pressure space/gap, or an evacuated space/low pressure cavity. Residual gas analysis in VIG is performed by Residual Gas Analysis (RGA). The RGA analyzer is a system that allows the extraction of gases contained within the VIG and the measurement of their partial pressures using a highly sensitive quadrupole mass spectrometer. This method is described by N. Ng, R. E. Collins and L. So in Journal of Vacuum Science & Technology A21, 1776 (2003).
Присутствие аргона в разных слоях низкоэмиссионных пакетов определяют с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) и рентгеновской флуоресцентной спектрометрии (XRF). Эти технические решения дают изображение элементов, присутствующих в покрытии, в прямой корреляции с глубиной в покрытии.The presence of argon in different layers of low-emission packages is determined using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and X-ray fluorescence spectrometry (XRF). These technical solutions give an image of the elements present in the pavement in direct correlation with the depth in the pavement.
В общем смысле, солнцезащитные покрытия поглощают и/или отражают по меньшей мере некоторые диапазоны длин волн, что обычно приводит к изменениям оптоэнергетических свойств остекления. Материалы, составляющие отдельные слои такого покрытия, выбирают в зависимости от требуемых конечных свойств стеклянной панели с покрытием, и обычно они включают диэлектрические слои, такие как оксиды, нитриды, карбиды, оксинитриды, оксикарбиды, оксикарбонитриды металлов или кремния, или смесей по меньшей мере двух металлов, или металла и кремния.In a general sense, solar control coatings absorb and/or reflect at least some wavelength ranges, which typically results in changes in the optoenergetic properties of the glazing. The materials constituting the individual layers of such a coating are selected depending on the desired final properties of the coated glass panel, and typically include dielectric layers such as oxides, nitrides, carbides, oxynitrides, oxycarbides, metal or silicon oxycarbonitrides, or mixtures of at least two metals, or metal and silicon.
Часто используемыми в этих диэлектрических слоях являются кремний и/или такие металлы, как титан, цирконий, висмут, ниобий, олово, цинк. Покрытия также обычно содержат слои металлов, содержащие, например, серебро, никель, хром, вольфрам, золото, палладий, титан или их смеси.Often used in these dielectric layers are silicon and/or metals such as titanium, zirconium, bismuth, niobium, tin, zinc. The coatings also typically contain layers of metals containing, for example, silver, nickel, chromium, tungsten, gold, palladium, titanium, or mixtures thereof.
- 11 043067- 11 043067
В частности, под низкоэмиссионным покрытием в данном документе следует понимать любой пакет тонких слоев, напыленных на стеклянную подложку и содержащих по меньшей мере один отражающий инфракрасное излучение функциональный слой, такой как, например, серебро, золото, палладий или любой металл, обладающий способностью отражения инфракрасного излучения, при этом указанный функциональный слой окружен диэлектрическими покрытиями.In particular, low-e coating is herein understood to mean any stack of thin layers deposited onto a glass substrate and containing at least one infrared reflective functional layer, such as, for example, silver, gold, palladium, or any metal having infrared reflective properties. radiation, while the specified functional layer is surrounded by dielectric coatings.
Под диэлектрическим слоем следует понимать оксид, нитрид, оксинитрид кремния и/или металла, выбранного из титана, цинка, олова, циркония и т.д., и их смесь или сплав. Более того, диэлектрический слой иногда представляет собой смесь оксидов металлов. Например, смешанный оксид олова и цинка может содержать цинк и олово в соотношениях от 10 до 90 вес.% цинка и от 90 до 10 вес.% олова. Некоторые слои могут являться легированными с целью образования прозрачных проводящих оксидов, например оксида олова, легированного фтором, оксида индия-олова или оксида цинка, легированного алюминием, галлием или бором. Оксид или нитрид кремния может содержать до 10 вес.% алюминия. Оксид цинка следует понимать как оксид на основе цинка в качестве металла, но этот оксид часто является легированным другим металлом, например алюминием.The dielectric layer is to be understood as an oxide, nitride, oxynitride of silicon and/or a metal selected from titanium, zinc, tin, zirconium, etc., and a mixture or alloy thereof. Moreover, the dielectric layer is sometimes a mixture of metal oxides. For example, the mixed oxide of tin and zinc may contain zinc and tin in ratios of 10 to 90 wt.% zinc and 90 to 10 wt.% tin. Some layers may be doped to form transparent conductive oxides, such as tin oxide doped with fluorine, indium tin oxide, or zinc oxide doped with aluminium, gallium or boron. The silicon oxide or nitride may contain up to 10% aluminum by weight. Zinc oxide should be understood as an oxide based on zinc as a metal, but this oxide is often alloyed with another metal, such as aluminum.
В более общем смысле, низкоэмиссионное покрытие согласно настоящему изобретению содержит первое диэлектрическое покрытие, содержащее слой смешанного оксида олова и цинка с толщиной не менее 8 нм, предпочтительно 10 нм, более предпочтительно 12 нм и не более 45 нм, предпочтительно 30 нм, более предпочтительно 20 нм. Первое диэлектрическое покрытие может также содержать оксид титана, оксид циркония или их смесь с толщиной не менее 8 нм, предпочтительно 10 нм, более предпочтительно 12 нм и не более 45 нм, предпочтительно 35 нм, более предпочтительно 25 нм. Над первым диэлектриком и непосредственно под слоем серебра может быть осажден затравочный слой. Этот слой имеет множество дополнительных назначений, таких как улучшение адгезии слоя серебра, повышение качества слоя серебра за счет снижения его эмиссионной способности, а также защита слоя серебра. Затравочный слой преимущественно представляет собой слой на основе оксида цинка. Под слоем на основе оксида цинка следует понимать, что оксид цинка может содержать другой, легирующий металлический элемент, такой как, например, алюминий. Когда он присутствует в форме диэлектрического слоя, толщину такого затравочного слоя следует учитывать при вычислении общей геометрической толщины диэлектрических слоев, осажденных в атмосфере, содержащей благородный газ.More generally, the low-e coating of the present invention comprises a first dielectric coating comprising a mixed tin-zinc oxide layer with a thickness of at least 8 nm, preferably 10 nm, more preferably 12 nm and at most 45 nm, preferably 30 nm, more preferably 20 nm. The first dielectric coating may also contain titanium oxide, zirconium oxide or a mixture thereof with a thickness of at least 8 nm, preferably 10 nm, more preferably 12 nm and not more than 45 nm, preferably 35 nm, more preferably 25 nm. A seed layer can be deposited over the first dielectric and directly below the silver layer. This layer has many additional purposes, such as improving the adhesion of the silver layer, improving the quality of the silver layer by reducing its emissivity, and protecting the silver layer. The seed layer is preferably a zinc oxide layer. Under the layer based on zinc oxide, it should be understood that the zinc oxide may contain another metal alloying element, such as, for example, aluminum. When present in the form of a dielectric layer, the thickness of such a seed layer should be taken into account when calculating the total geometric thickness of the dielectric layers deposited in a noble gas atmosphere.
Над слоем серебра осажден защитный барьерный слой. Предпочтительно, но не ограничивающим образом, этот барьерный слой представляет собой оксид цинка, легированный алюминием, его осаждают известным способом из керамической мишени в атмосфере 100% аргона во избежание загрязнения слоя серебра кислородом. Альтернативно, барьерный слой может представлять собой металл, выбранный из титана, никеля, хрома или сплава, содержащего один из этих металлов. Барьерный слой характеризуется толщиной не менее 1 нм, предпочтительно не менее 2 нм, более предпочтительно не менее 3 нм и не более 12 нм, предпочтительно не более 10 нм, более предпочтительно не более 9 нм. Последнее диэлектрическое покрытие над последним слоем серебра преимущественно представляет собой многослойное покрытие. Многослойное покрытие последнего диэлектрического покрытия преимущественно содержит один или несколько следующих слоев: слой на основе оксида цинка, слой смешанного оксида олова и цинка, слой нитрида кремния, слой оксида титана-циркония, слой оксида титана.A protective barrier layer is deposited over the silver layer. Preferably, but not limited to, this barrier layer is aluminium-doped zinc oxide, deposited in a known manner from a ceramic target in a 100% argon atmosphere to avoid contamination of the silver layer with oxygen. Alternatively, the barrier layer may be a metal selected from titanium, nickel, chromium, or an alloy containing one of these metals. The barrier layer has a thickness of at least 1 nm, preferably at least 2 nm, more preferably at least 3 nm and at most 12 nm, preferably at most 10 nm, more preferably at most 9 nm. The last dielectric coating over the last silver layer is advantageously a multi-layer coating. The multilayer coating of the latter dielectric coating advantageously comprises one or more of the following layers: zinc oxide layer, mixed tin-zinc oxide layer, silicon nitride layer, titanium-zirconium oxide layer, titanium oxide layer.
Общие современные способы магнетронного напыления хорошо известны в данной области техники, и специалистам вполне известно, как с ними обращаться. Главным образом, этот способ включает распыление мишени ионизированным газом, выбранным из аргона, криптона, гелия, диоксида углерода. Газ может также содержать или состоять из кислорода или азота в качестве реакционноспособных газов, если слоем для осаждения является оксид или нитрид. Атмосфера предпочтительно представляет собой чистый аргон, когда это необходимо во избежание деградации металлического слоя, такого как, например, слой серебра, или барьерный слой, защищающий серебро. Выбор аргона обусловлен тем, что он является инертным, имеет достаточную массу и не является слишком дорогим. Однако в одном аспекте настоящее изобретение направлено на стеклянную панель с покрытием, в которой типичные условия напыления в газовой среде были тщательно рассчитаны на получение низкоэмиссионного покрытия, осажденного на стеклянную подложку таким образом, что содержание высвобождающегося благородного газа в расчете на площадь содержащей покрытие поверхности в полученной стеклянной панели с покрытием под давлением 10-6 мбар и после нагрева от комнатной температуры до 460°С за 100 мин, выдерживания при 460°С в течение 20 мин и охлаждения от 460 до 23°С за 100 мин составляет менее 1,5х10’6 мбар^см3 на мм2 стеклянной панели с покрытием.General modern methods of magnetron sputtering are well known in the art, and experts are well aware of how to handle them. Mainly, this method involves sputtering the target with an ionized gas selected from argon, krypton, helium, carbon dioxide. The gas may also contain or consist of oxygen or nitrogen as reactive gases if the layer to be deposited is oxide or nitride. The atmosphere is preferably pure argon when necessary to avoid degradation of the metal layer such as, for example, the silver layer or the barrier layer protecting the silver. The choice of argon is due to the fact that it is inert, has sufficient mass and is not too expensive. However, in one aspect, the present invention is directed to a coated glass panel in which typical vapor deposition conditions have been carefully calculated to produce a low-e coating deposited on a glass substrate such that the content of the liberated noble gas, based on the area of the coated surface, in the resultant pressure coated glass panel at 10 -6 mbar and after heating from room temperature to 460°C in 100 minutes, holding at 460°C for 20 minutes and cooling from 460 to 23°C in 100 minutes is less than 1.5x10' 6 mbar^ cm3 per mm2 coated glass panel.
Низкоэмиссионное покрытие согласно настоящему изобретению рассчитано на наличие у него конкретных свойств в отношении тепловых характеристик, долговечности, эстетических оптических свойств и удовлетворения требований долговечности VIG. В некоторых вариантах осуществления также ожидается, что низкоэмиссионные покрытия выполнены с возможностью термической обработки, что означает, что они выполнены с возможностью термической обработки при температуре до 650°С без ухудшения их свойств.The low emissivity coating of the present invention is designed to have specific properties in terms of thermal performance, durability, aesthetic optical properties, and meeting VIG durability requirements. In some embodiments, the low emissivity coatings are also expected to be heat treatable, meaning that they are heat treatable at temperatures up to 650° C. without degrading their properties.
В качестве примера и без какого-либо ограничения настоящего изобретения, были изготовлены некоторые стеклянные панели с низкоэмиссионными покрытиями. В табл. 2 дана структура таких низко- 12 043067 эмиссионных пакетов. Как будет обсуждено ниже, пример 2 представляет собой контрпример настоящего изобретения.By way of example and without any limitation of the present invention, some glass panels have been made with low emissivity coatings. In table. Figure 2 shows the structure of such low emission packages. As will be discussed below, Example 2 is a counterexample of the present invention.
Таблица 2table 2
Низкоэмиссионные покрытия, используемые в качестве примеров, с толщиной, выраженной в нм, которая приведена в скобкахLow emissivity coatings used as examples, with thickness in nm given in brackets
ZS05 означает слой оксида цинка-олова, характеризующийся соотношением цинка/олова с 52,4% вес. цинка. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, оксиды цинка-олова могут характеризоваться весовыми отношениями цинка/олова в диапазоне от 90/10 до 10/90. ZnO:Al - легированный алюминием оксид цинка, осажденный с легированного цинкового металлического катода в атмосфере реакционноспособного распыляющего кислорода. AZO - легированный алюминием оксид цинка, осажденный с керамического катода в инертной атмосфере. Вне зависимости от способа осаждения, слои легированного алюминием оксида цинка могут характеризоваться процентным содержанием легирующего алюминия, заключенным в диапазоне от 2 до 10 ат.%. SiN - нитрид кремния, осажденный с кремниевого катода, который предпочтительно легирован алюминием. TZO - смешанный слой оксидов TiO2 и ZrO2 в весовом отношении TiO2/ZrO2 65/35. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, оксиды титана-циркония могут характеризоваться весовыми отношениями TiO2/ZrO2 в диапазоне от 90/10 до 50/50. Ag - слой металлического серебра, осажденный с металлического катода из Ag, и Ti слой металлического титана, осажденный с металлического катода из Ti. TiO2 - слой диоксида титана, осажденный с металлического катода из Ti.ZS05 means a layer of zinc-tin oxide, characterized by the ratio of zinc/tin with 52.4 wt%. zinc. According to embodiments of the present invention, zinc-tin oxides may have zinc/tin weight ratios ranging from 90/10 to 10/90. ZnO:Al is aluminum doped zinc oxide deposited from a doped zinc metal cathode in a reactive sputtering oxygen atmosphere. AZO is aluminum-doped zinc oxide deposited from a ceramic cathode in an inert atmosphere. Regardless of the method of deposition, layers of aluminum doped zinc oxide can be characterized by a percentage of doped aluminum in the range from 2 to 10 at.%. SiN is silicon nitride deposited from a silicon cathode, which is preferably doped with aluminium. TZO is a mixed layer of TiO 2 and ZrO 2 oxides in a TiO 2 /ZrO 2 weight ratio of 65/35. According to embodiments of the present invention, titanium-zirconium oxides may have TiO 2 /ZrO 2 weight ratios ranging from 90/10 to 50/50. Ag is a silver metal layer deposited from an Ag metal cathode, and Ti is a titanium metal layer deposited from a Ti metal cathode. TiO 2 - a layer of titanium dioxide deposited from a metal cathode of Ti.
Каждая из стеклянных панелей с покрытием, описанных в табл. 2, была собрана в VIG в сборе, при этом поверхность с покрытием обращена внутрь вакуумного стеклопакета. Соответствующие VIGпакеты называются примером 1 VIG и примером 2 VIG, и изготовлены, соответственно, с помощью одной стеклянной панели с покрытием, содержащей низкоэмиссионные покрытия, описанные в примере 1 и примере 2.Each of the coated glass panels described in Table. 2 was assembled into a VIG assembly with the coated surface facing the inside of the vacuum insulating glass unit. The respective VIG stacks are referred to as VIG Example 1 and VIG Example 2, and are made, respectively, with a single coated glass panel containing the low-e coatings described in Example 1 and Example 2.
Иллюстративный VIG-пакет (1), представленный на фиг. 3, содержит две расположенные на расстоянии, по существу параллельные стеклянные подложки (2), (3), герметично уплотненные одна с другой так, что они ограждают вакуумированное пространство/полость (6) низкого давления между ними. Стеклянные панели, или подложки (2), (3), соединены периферийным уплотнением (4) на кромках, и между стеклянными подложками (2), (3) заключен массив несущих опор/распорок (5), поддерживающих расстояние между подложками (2), (3) VIG-пакета (1) в виду наличия пространства/зазора (6) низкого давления, присутствующего между подложками (2), (3). Низкоэмиссионное покрытие (7) согласно настоящему изобретению предоставлено во внутренней части стеклопакета с вакуумной изоляцией. Для ясности, VIG-пакет, представленный на фиг. 3, не приведен в реальном масштабе.An exemplary VIG package (1) shown in FIG. 3 comprises two spaced apart, essentially parallel glass substrates (2), (3) hermetically sealed against one another so that they enclose a low pressure evacuated space/cavity (6) between them. The glass panels or substrates (2), (3) are connected by a peripheral seal (4) at the edges, and between the glass substrates (2), (3) there is an array of load-bearing supports/spacers (5) maintaining the distance between the substrates (2) , (3) VIG-package (1) in view of the presence of space/gap (6) low pressure present between the substrates (2), (3). A low emissivity coating (7) according to the present invention is provided in the interior of a vacuum insulated glass unit. For clarity, the VIG packet shown in FIG. 3 is not shown in real scale.
После сборки VIG со стеклянной панелью с покрытием согласно примерам 1 и 2 эксплуатационные характеристики полученных VIG оценивали путем измерения свойств коэффициента теплового пропускания и эмиссионной способности. Результаты приведены в табл. 3.After assembling the VIGs with the coated glass panel according to Examples 1 and 2, the performance of the resulting VIGs was evaluated by measuring the thermal transmittance and emissivity properties. The results are shown in table. 3.
Таблица 3Table 3
Тепловые характеристики VIGThermal performance VIG
В табл. 3 показана большая разница между обоими низкоэмиссионными покрытиями в отношении тепловых характеристик. VIG, собранный с помощью стеклянной панели с покрытием (пример 1 VIG), проявляет намного меньший коэффициент теплового пропускания (U=0,76 Вт/м2К), чем сравнительный пример (пример 2 VIG), который проявляет более высокий коэффициент теплового пропускания (U=1,5In table. 3 shows the big difference between both low e coatings in terms of thermal performance. VIG assembled with a coated glass panel (VIG Example 1) exhibits a much lower thermal transmittance (U=0.76 W/m 2 K) than the Comparative Example (VIG Example 2) which exhibits a higher thermal transmittance (U=1.5
- 13 043067- 13 043067
Вт/м2К). Оба VIG-пакета подвергли второму анализу. Остаточные газы внутри пакетов выкачивали и анализировали при помощи способа RGA. Результаты этих анализов приведены в табл. 4. Концентрации газов приведены как отношения к общему количеству газов, т.е. как объемы конкретных газов относительно объема всей газовой среды.W / m 2 K). Both VIG packets were subjected to a second analysis. Residual gases inside the bags were evacuated and analyzed using the RGA method. The results of these analyzes are shown in table. 4. Gas concentrations are given as ratios to the total amount of gases, i.e. as volumes of specific gases relative to the volume of the entire gaseous medium.
Таблица 4Table 4
Анализ газов при помощи способа RGA в VIG в сбореGas analysis with the RGA in VIG assembly
Объемная доля гелия, составляющая менее 0,5%, не является значимой. Из табл. 4 непосредственно следует, что в остаточных газах, присутствующих в вакуумном пространстве в VIG-пакете согласно сравнительному примеру, примеру 2 VIG, после того, как он был замкнут, обнаружено большое количество аргона. Было обнаружено, что столь большое количество аргона может происходить только из низкоэмиссионного покрытия, осажденного на поверхность стекла.A volume fraction of helium less than 0.5% is not significant. From Table. 4 directly shows that in the residual gases present in the vacuum space in the VIG package according to the comparative example, example 2 VIG, after it was closed, a large amount of argon was detected. It has been found that such a large amount of argon can only come from a low-e coating deposited on the glass surface.
В примере 1 VIG количество благородного газа, главным образом аргона, в составе высвободившихся газов является намного более низким, т.е. 15,21%, чем в сравнительном примере, примере 2 VIG, где количество аргона достигает 67,97%. В примере 1 VIG в составе газов преимущественно присутствует азот, который высвобождается из газопоглотителя в условиях анализа остаточных газов (RGA). Азот не представляет проблему для эксплуатационных качеств изоляции VIG, так как этот газ улавливается газопоглотителем. Поэтому азот, обнаруженный в ходе анализа RGA, не учитывается.In example 1 VIG, the amount of noble gas, mainly argon, in the released gases is much lower, i.e. 15.21% than in the comparative example, VIG example 2, where the amount of argon reaches 67.97%. In example 1 VIG, the gases predominantly contain nitrogen, which is released from the getter under conditions of residual gas analysis (RGA). Nitrogen is not a problem for VIG insulation performance as this gas is captured by the getter. Therefore, the nitrogen detected during the RGA analysis is not taken into account.
Осаждение низкоэмиссионного покрытия на стеклянную подложку при помощи благородного газа, предпочтительно аргона, строго рекомендуется по причинам эффективности и расходов на производство. Таким образом, настоящее изобретение основано на неожиданном техническом обнаружении, которое является критическим для устойчивости и тепловых характеристик остекления, в частности, VIG, охватывающего по меньшей мере одну стеклянную панель с покрытием, при этом покрытие обращено внутрь остекления, и это покрытие содержит слои, которые были осаждены в атмосфере благородного газа, и которое заключается в том, что количество благородного газа тщательно ограничивают во избежание чрезмерного высвобождения в ходе производства остекления и/или с течением времени. Более того, было обнаружено, что благородный газ может захватываться покрытием при напылении, а затем диффундировать через это покрытие при высоких температурах и, таким образом, высвобождаться внутрь остекления, в частности, внутрь вакуумного пространства. Было дополнительно обнаружено, что не только предоставление большего количества уловленного аргона каким-либо низкоэмиссионным покрытием, но и кинетика диффузии благородного газа через низкоэмиссионное покрытие сильно зависят от температуры. Поэтому в одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу осаждения низкоэмиссионного покрытия на стеклянную подложку, в котором условия осаждения были специально рассчитаны на ограничение количества благородного газа, высвобождающегося внутрь остекления, в частности, в вакуумное пространство, при сборке стеклянной панели с покрытием в остекление, в частности, VIG. В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к стеклянной панели с покрытием, которая была подвергнута термической обработке при температуре более 300°С перед сборкой в остекление.Deposition of a low-e coating on a glass substrate with a noble gas, preferably argon, is strongly recommended for reasons of efficiency and production costs. Thus, the present invention is based on an unexpected technical discovery, which is critical to the stability and thermal performance of a glazing, in particular VIG, enclosing at least one coated glass panel, with the coating facing the inside of the glazing, and this coating contains layers that were deposited in a noble gas atmosphere, and which lies in the fact that the amount of noble gas is carefully limited to avoid excessive release during glazing production and/or over time. Moreover, it has been found that the noble gas can be entrapped in the coating during sputtering and then diffuse through this coating at high temperatures and thus be released into the interior of the glazing, in particular into the interior of the vacuum space. It has been further found that not only providing more captured argon by any low e coating, but also the diffusion kinetics of the noble gas through the low e coating is highly dependent on temperature. Therefore, in one embodiment, the present invention relates to a method for depositing a low-e coating on a glass substrate, in which the deposition conditions have been specifically designed to limit the amount of noble gas released into the interior of the glazing, in particular, into the vacuum space, when a coated glass panel is assembled into a glazing, in particular VIG. In another embodiment, the present invention relates to a coated glass panel that has been heat treated at a temperature greater than 300° C. before being assembled into a glazing.
В табл. 5(а) и (b) даны состав пакета и толщины низкоэмиссионного покрытия, осажденного в направлении наружу от стеклянной подложки для примеров 1 и 2, а также концентрация благородного газа, аргона, присутствующего в ходе осаждения напылением различных слоев.In table. 5(a) and (b) give the stack composition and thickness of the low e coating deposited outward from the glass substrate for Examples 1 and 2, as well as the concentration of the noble gas, argon, present during sputter deposition of the various layers.
Во всех приведенных ниже таблицах отражающий инфракрасное излучение функциональный слой будет называться ИК-слой.In all of the tables below, the infrared reflective functional layer will be referred to as the IR layer.
- 14 043067- 14 043067
Таблицы 5(а) и (b)Tables 5(a) and (b)
Состав и толщины низкоэмиссионного покрытия и концентрация благородного газа в атмосфере для напыления, начиная от стеклянной подложкиThe composition and thicknesses of the low-e coating and the concentration of the noble gas in the deposition atmosphere, starting from the glass substrate
- 15 043067- 15 043067
Для SiN (карбида кремния) газ для напыления представляет собой азот и аргон, при этом долю азота регулируют так, что SiN представляет собой полностью нитридированный слой Si3N4. В этом примере количество аргона составляет приблизительно 40% общего объема газа.For SiN (silicon carbide), the sputtering gas is nitrogen and argon, with the nitrogen content adjusted so that SiN is a fully nitrided layer of Si 3 N 4 . In this example, the amount of argon is approximately 40% of the total volume of gas.
Как показано в табл. 5(а) и (b), авторы изобретения обнаружили, что когда напыленное низкоэмиссионное покрытие осаждают с помощью благородного газа, присутствующего в смеси газов для напыления, полученные в результате слои загрязнены указанным благородным газом в той степени, которая может являться критической после сборки VIG. Авторы изобретения, таким образом, обнаружили, что является критическим для регулировки условий осаждения разных слоев, образующих низкоэмиссионное покрытие, с целью получения ограниченного количества высвобождающегося благородного газа, в частности, ограниченного количества высвобождающегося аргона, при сборке соответствующей стеклянной панели с покрытием в VIG-пакет. Это лучше изображено на фиг. 1, где показан анализ XPS в отношении 2 разных низкоэмиссионных пакетов, представленных в табл. 2. На этой фигуре показано, что атомная концентрация указанного благородного газа, а именно аргона, выше в примере 2 в отличие от концентрации аргона низкоэмиссионного покрытия из примера 1, которая является менее высокой и относительно постоянной.As shown in Table. 5(a) and (b), the inventors have found that when a sputtered low-e coating is deposited with a noble gas present in the sputter gas mixture, the resulting layers are contaminated with said noble gas to an extent that can be critical after VIG assembly. . The inventors have thus found that it is critical to adjust the deposition conditions of the different layers forming the low-e coating in order to obtain a limited amount of released noble gas, in particular a limited amount of released argon, when assembling the corresponding coated glass panel into a VIG package. . This is better shown in Fig. 1, which shows the analysis of XPS in relation to 2 different low-e packages presented in table. 2. This figure shows that the atomic concentration of said noble gas, namely argon, is higher in Example 2, in contrast to the argon concentration of the low-e coating of Example 1, which is less high and relatively constant.
Второй анализ, представленный на фиг. 2, был осуществлен в отношении тех же 2 стеклянных панелей с покрытием из примеров (примера 1 и примера 2) с целью отслеживания высвобождения аргона при выдерживании образцов под нагревом в вакууме. На фиг. 2 показано, что высвобождение аргона быстрее падает до предела в образце примера 1, тогда как достижение того же уровня другим образцом (пример 2) занимает больше времени. Фактически, достижение указанного уровня аргона занимает 2 ч в случае примера 1 и почти 6 ч в случае примера 2. Количество аргона отслеживали с помощью высокочувствительного квадрупольного масс-спектрометра. Таким образом, на фиг. 2 изображено высвобождение аргона с течением времени при подвергании действию профиля температур, имитирующего профиль температур способа производства на этапе вакуум-эксгаустирования. Стеклянную панель с покрытием подвергли действию повышения температуры до 450°С, постепенного понижения до 400°С, а затем поддержания температуры до начала дегазификации. На фиг. 2 изображено, что высвобождение аргона во времени для стеклянной панели с покрытием из примера 2 происходит намного медленнее, чем для стеклянной панели с покрытием из примера 1. Таким образом, настоящее изобретение основано на неожиданном техническом эффекте того, что для низкоэмиссионного покрытия следует не только тщательноThe second analysis, shown in Fig. 2 was performed on the same 2 coated glass panels of the examples (example 1 and example 2) in order to monitor the release of argon when the samples were heated under vacuum. In FIG. 2 shows that the release of argon drops faster to the limit in the sample of example 1, while the other sample (example 2) takes longer to reach the same level. In fact, reaching the indicated argon level takes 2 hours in the case of example 1 and almost 6 hours in the case of example 2. The amount of argon was monitored using a high sensitivity quadrupole mass spectrometer. Thus, in FIG. 2 depicts the release of argon over time when subjected to a temperature profile that mimics the temperature profile of a manufacturing process in a vacuum exhausting step. The coated glass panel was subjected to an increase in temperature to 450°C, a gradual decrease to 400°C, and then maintaining the temperature until degasification began. In FIG. 2 shows that the release of argon over time for the coated glass panel of example 2 is much slower than for the coated glass panel of example 1.
- 16 043067 отслеживать общее количество высвободившегося аргона, но и учитывать кинетику диффузии аргона через низкоэмиссионное покрытие. На фиг. 2 изображено, что для откачки аргона для стеклянной панели с покрытием из примера 2 требуется намного более длительный промежуток времени. Таким образом, в одном варианте осуществления настоящее изобретение основано на критичности регулировки условий осаждения разных слоев, образующих низкоэмиссионное покрытие, с целью получения ограниченного количества высвобождающегося благородного газа, когда соответствующую стеклянную панель с покрытием собирают в VIG-пакет. Во втором варианте осуществления настоящее изобретение основано на критичности кинетики высвобождения благородного газа, и, таким образом, оно указывает на подвергание стеклянной панели с покрытием действию высокой температуры в течение назначенного промежутка времени перед сборкой в остекление. Отдельный этап нагрева позволяет избежать излишне длительного периода дегазификации в ходе способа сборки VIG и, таким образом, способствует сохранению разумных расходов на производство соответствующего VIG в сборе.- 16 043067 monitor the total amount of released argon, but also take into account the kinetics of argon diffusion through the low-e coating. In FIG. 2 shows that the coated glass panel of Example 2 takes a much longer time to evacuate argon. Thus, in one embodiment, the present invention is based on the criticality of adjusting the deposition conditions of the different layers forming the low-e coating to obtain a limited amount of noble gas released when the respective coated glass panel is assembled into a VIG stack. In the second embodiment, the present invention is based on the criticality of the noble gas release kinetics, and thus it refers to subjecting the coated glass panel to high temperature for a designated period of time before being assembled into a glazing. A separate heating step avoids an unnecessarily long degassing period during the assembly process of the VIG and thus helps to keep costs reasonable for the production of the respective assembled VIG.
Было принято решение охарактеризовать низкоэмиссионное покрытие согласно настоящему изобретению при помощи методики статического дегазирования, которая включает четко определенное дегазирование низкоэмиссионного покрытия и измерение высвобождающихся газов при помощи способа анализа RGA. Реализованный способ называется в настоящем документе измерением дегазируемого благородного газа (ONGM), и он определен ниже. Данный способ показывает, что высвобождение аргона непосредственно связано с количеством аргона, присутствующего в низкоэмиссионном покрытии, и позволяет охарактеризовать низкоэмиссионное покрытие согласно настоящему изобретению. Для определения содержания высвобождающегося аргона образец стекла с покрытием размера 20 ммх30 мм вводили в герметично уплотненный сосуд. Сосуд соединяли с вакуумным насосом, и атмосферой сосуда является вакуум, который откачивали в течение ночи до достижения остаточного давления менее 10-6 мбар. Сосуд затем полностью изолировали и подвергали программе нагрева, согласующейся со следующим профилем температур: линейный нагрев от комнатной температуры до 460°С в течение 100 мин, выдерживание при 460°С в течение 20 мин и линейное охлаждение от 460°С до комнатной температуры в течение 100 мин. После выполнения протокола дегазирования общее количество дегазированных соединений собирали, отбирали пробы и анализировали их при помощи квадрупольного массспектрометра при температуре, равной 23°С, с помощью известного способа RGA. Количество дегазированных соединений выражено в мбар^см3 и, таким образом, является прямым указанием количества газа, присутствующего в образце. Это количество (прямо пропорциональное молярному количеству газа) делили на общую площадь поверхности образца, подвергаемого анализу (выраженную в мм), и выражали в мбар^см3 на мм2 стекла с покрытием.It was decided to characterize the low-e coating of the present invention using a static degassing technique that includes well-defined degassing of the low-e coating and measurement of the gases released using the RGA analysis method. The implemented method is referred to herein as degassable noble gas measurement (ONGM) and is defined below. This method shows that the release of argon is directly related to the amount of argon present in the low e coating and allows characterization of the low e coating of the present invention. To determine the content of liberated argon, a coated glass sample measuring 20 mm x 30 mm was introduced into a hermetically sealed vessel. The vessel was connected to a vacuum pump and the atmosphere of the vessel is vacuum, which was evacuated overnight until a residual pressure of less than 10 −6 mbar was reached. The vessel was then completely insulated and subjected to a heating program consistent with the following temperature profile: linear heating from room temperature to 460°C over 100 min, holding at 460°C for 20 min and linear cooling from 460°C to room temperature over 100 min. After completing the degassing protocol, the total amount of degassed compounds was collected, samples were taken and analyzed using a quadrupole mass spectrometer at a temperature equal to 23°C using the known RGA method. The amount of degassed compounds is expressed in mbar cm 3 and is thus a direct indication of the amount of gas present in the sample. This amount (directly proportional to the molar amount of gas) was divided by the total surface area of the sample to be analyzed (expressed in mm) and expressed in mbar^cm 3 per mm 2 of the coated glass.
В способе ONGM предоставляли два низкоэмиссионных пакета стеклянных панелей с покрытием из примера 1 и примера 2, и результаты приведены в табл. 6.In the ONGM process, two low-e stacks of coated glass panels from Example 1 and Example 2 were provided, and the results are shown in Table 1. 6.
Таблица 6Table 6
Благородный газ (аргон), измеренный способом ONGM в низкоэмиссионных пакетахNoble gas (argon) measured by the ONGM method in low-emission bags
Количество благородного газа в примере 2, который представляет собой контрпример, оказывается приблизительно в десять раз больше количества в примере 1, что подтверждает, что это свойство является важным признаком получения эффективного VIG. Было обнаружено, что для сохранения эксплуатационных качеств и устойчивости стеклопакета, содержащего стеклянную панель с покрытием, при этом такое покрытие содержит слои, которые были осаждены в атмосфере благородного газа; в особенности эксплуатационных качеств и устойчивости VIG, содержащего такую стеклянную панель с покрытием; это количество благородного газа необходимо тщательно ограничивать во избежание чрезмерного и длительного высвобождения с течением времени. Таким образом, стеклянная панель с покрытием согласно настоящему изобретению должна представлять содержание высвобождающегося благородного газа в расчете на площадь содержащей покрытие поверхности стеклянной панели с покрытием под давлением менее 10-6 мбар и после нагрева от комнатной температуры до 460°С за 100 мин, выдерживания при 460°С в течение 20 мин и охлаждения от 460 до 23°С за 100 мин, составляющее менее 1,5 х10’6 мбар^см3 на мм2 стеклянной панели с покрытием.The amount of noble gas in example 2, which is a counterexample, is approximately ten times greater than the amount in example 1, which confirms that this property is an important feature for obtaining effective VIG. It has been found that in order to maintain the performance and stability of an insulating glass unit containing a coated glass panel, the coating comprising layers that have been deposited in a noble gas atmosphere; especially the performance and stability of a VIG containing such a coated glass panel; this amount of noble gas must be carefully limited to avoid excessive and prolonged release over time. Thus, the coated glass panel according to the present invention should represent the content of the liberated noble gas based on the area of the coated surface of the coated glass panel under a pressure of less than 10 -6 mbar and after heating from room temperature to 460°C in 100 minutes, keeping at 460° C. for 20 minutes and cooling from 460 to 23° C. in 100 minutes, less than 1.5 x 10' 6 mbar-cm 3 per mm 2 of the coated glass panel.
Для обеспечения возможности осаждения с использованием способа магнетронного напыления низкоэмиссионного покрытия, которое удовлетворяет порогу благородного газа, заданному настоящим изобретением, возможны различные подходы. С целью иллюстрации настоящего изобретения и без какого-либо его ограничения, ниже определены некоторые отрегулированные условия на основе традиционного низкоэмиссионного покрытия с целью получения пакета, удовлетворяющего настоящему изобретеTo enable deposition using a magnetron sputtering method of a low-e coating that satisfies the noble gas threshold defined by the present invention, various approaches are possible. For the purpose of illustrating the present invention and without limiting it in any way, some adjusted conditions based on a conventional low-e coating are defined below in order to obtain a package that satisfies the present invention.
- 17 043067 нию.- 17 043067
На практике низкоэмиссионное покрытие, аналогичное покрытию из примера 2 за исключением того, что последний слой TZO, который можно считать защитным покровным слоем, было исключено, и пакет изготовили при помощи модифицированных условий напыления.In practice, a low-e coating similar to that of example 2 except that the last TZO layer, which can be considered a protective coating layer, was omitted and the package was made using modified sputtering conditions.
Обычно при осаждении используются камеры для вакуумного осаждения, конвейеры для подложки, источники питания и шлюзовые камеры для газов. Каждая камера для осаждения содержит катоды для магнетронного напыления, впускные отверстия для газов и выпускное отверстие для вакуумирования. Каждая камера для осаждения характеризовалась собственной атмосферой. Катоды могут быть изготовлены из металлического или керамического материала. Лист листового стекла мыли и вводили в устройство напыления. Стеклянную панель обращали к мишени, и режим работы, такой как требуемая атмосфера для напыления, регулировали в каждой камере для напыления.Typically, deposition uses vacuum deposition chambers, substrate conveyors, power supplies, and gas locks. Each deposition chamber contains cathodes for magnetron sputtering, inlets for gases, and an outlet for evacuation. Each deposition chamber was characterized by its own atmosphere. The cathodes can be made of metal or ceramic material. The plate glass sheet was washed and introduced into the sputtering device. The glass panel was facing the target, and the mode of operation, such as the required deposition atmosphere, was adjusted in each deposition chamber.
В табл. 7 сведены условия напыления для примеров из примера 2 с помощью немодифицированного способа осаждения и для нового примера 3 с помощью модифицированного способа осаждения. Для производства специальной стеклянной панели с покрытием согласно настоящему изобретению, в дополнение к удалению слоя защитного покрытия, TZO, обычные условия напыления, используемые для производства стеклянной панели с покрытием из примера 2, были модифицированы, как в примере 3. Для этого способа во всех камерах для напыления абсолютное давление заключалось в диапазоне от 5 до 7 мторр (от 6,6 мбар до 9,3 мбар), и способ проводили при комнатной температуре.In table. 7 summarizes the sputtering conditions for the examples from Example 2 using the unmodified deposition method and for the new Example 3 using the modified deposition method. In order to produce the special coated glass panel according to the present invention, in addition to removing the protective coating layer, TZO, the conventional sputtering conditions used to produce the coated glass panel of Example 2 were modified as in Example 3. For this method, all chambers for sputtering, the absolute pressure was in the range of 5 to 7 mTorr (6.6 mbar to 9.3 mbar) and the process was carried out at room temperature.
Таблица 7Table 7
Модифицированные и немодифицированные условия напыленияModified and unmodified spray conditions
имаima
В другом примере стеклянную панель с покрытием из примера 2 подвергали термической обработ- 18 043067 ке при температуре 480°С в течение 8 ч при нормальном атмосферном давлении. При помощи данной процедуры получен новый образец, пример 4. Приведенные выше условия представляют собой лишь пример. Аналогичных результатов можно добиться с использованием менее высокой температуры при более длительном нагреве или при меньшем давлении, или обоих способов. Альтернативные условия приведены ниже в табл. 8.In another example, the coated glass panel of Example 2 was heat treated at 480° C. for 8 hours at normal atmospheric pressure. Using this procedure, a new sample was obtained, example 4. The above conditions are only an example. Similar results can be achieved using a lower temperature with longer heat or lower pressure, or both. Alternative conditions are given below in table. 8.
Таблица 8Table 8
Условия термической обработки низкоэмиссионного покрытия с целью удаления избытка благородного _________________газа, включенного в покрытие_________________Conditions for heat treatment of a low-e coating to remove excess noble gas _________________ gas included in the coating _________________
Каждое из покрытий, являющихся результатами примеров 2-4, проанализировали при помощи способа ONGM, и результаты приведены в табл. 9.Each of the coatings that are the results of examples 2-4, analyzed using the ONGM method, and the results are shown in table. 9.
Таблица 9Table 9
Введение аргона в низкоэмиссионные пакеты из примеров 2-4The introduction of argon in low-e packages from examples 2-4
Для подтверждения того, что VIG-пакет, собранный с использованием стеклянной панели с покрытием, которая удовлетворяет техническим условиям ONGM, также будет обеспечивать возможность достижения высоких тепловых характеристик, характеризуемых значением теплового коэффициента U не более 1,00 Вт/м2К, в VIG-пакет включили стеклянные панели с покрытием из примеров 3 и 4. Полученные VIG-пакеты названы соответственно примером 3 VIG и примером 4 VIG. Эксплуатационные качества полученных в результате VIG-пакетов были оценены, и они приведены в табл. 10 в сравнении с контрпримером, примером 2 VIG.To confirm that a VIG package assembled using a coated glass panel that meets ONGM specifications will also be able to achieve high thermal performance, with a U value of no more than 1.00 W/ m2K , in VIG -package included the coated glass panels of Examples 3 and 4. The resulting VIG packages are named VIG Example 3 and VIG Example 4, respectively. The performance of the resulting VIG packets was evaluated and is shown in Table 1. 10 compared to the counterexample, Example 2 VIG.
- 19 043067- 19 043067
Таблица 10Table 10
Тепловые характеристики VIGThermal performance VIG
Примеры 3 и 4 VIG соответствуют настоящему изобретению. Как указано выше в таблице 9, уровень аргона, измеренный способом ONGM для стеклянных панелей с покрытием из примеров 3 и 4, составляет менее 1,5 х10’6 мбар^см3/мм2 или даже менее 1,0х10’6 мбар^см3/мм2 в заданных условиях испытания. Для сравнения, уровень аргона, измеренный способом ONGM для сравнительной стеклянной панели с покрытием из примера 2, составляет более 1,5 х10-6 мбар^см3/мм2 стеклянной панели с покрытием. VIG-пакет, содержащий стеклянные панели с низкоэмиссионным покрытием, показывает удовлетворительные тепловые характеристики. Напротив, контрпример, пример 2, который изготовлен из стеклянной панели с покрытием, характеризующийся слишком высоким уровнем аргона, т.е. 2,5 х10-6 мбар·см3/мм2, как показано, не проходит испытание изоляции и не будет учитываться в виду его эксплуатационных качеств изоляции. Более того, тепловые характеристики стеклопакета, проанализированы путем вычисления коэффициента теплового пропускания, U, который учитывает явления проводимости, конвекции и излучения в стеклопакете. Присутствие низкоэмиссионного покрытия в стеклопакете обеспечивает возможность уменьшения вклада излучения в коэффициент теплового пропускания и измеряется при помощи эмиссионной способности. Более того, в табл. 10 изображено, что, несмотря на подобные эксплуатационные качества эмиссионной способности 3 испытанных низкоэмиссионных покрытий, тепловые характеристики примера 2 VIG являются чрезвычайно высокими. Такие неудовлетворительные тепловые характеристики вызваны присутствием благородного газа в вакуумном пространстве, который существенно увеличивает вклад конвекции в коэффициент теплового пропускания. В приведенных ниже таблицах предоставлены дополнительные примеры композиций и условий напыления стеклянных панелей с покрытием согласно настоящему изобретению (пример 5 и пример 6)._______________Examples 3 and 4 VIG correspond to the present invention. As indicated in Table 9 above, the argon level measured by the ONGM method for the coated glass panels of Examples 3 and 4 is less than 1.5 x 10' 6 mbar^cm 3 /mm 2 or even less than 1.0 x 10' 6 mbar^cm 3 /mm 2 under specified test conditions. In comparison, the argon level measured by the ONGM method for the comparative coated glass panel of Example 2 is over 1.5 x 10 −6 mbar^cm 3 /mm 2 of the coated glass panel. The VIG package containing low-e coated glass panels shows satisfactory thermal performance. In contrast, the counterexample, Example 2, which is made from a coated glass panel with too high an argon level, i.e. 2.5 x 10 -6 mbar·cm 3 /mm 2 as shown does not pass the insulation test and will not be taken into account in view of its insulation performance. Moreover, the thermal performance of an insulating glass unit is analyzed by calculating the thermal transmittance, U, which takes into account the phenomena of conduction, convection and radiation in an insulating glass unit. The presence of a low emissivity coating in an insulating glass unit makes it possible to reduce the contribution of radiation to the thermal transmittance and is measured by emissivity. Moreover, in Table. 10 shows that despite similar emissivity performance of the 3 low e coatings tested, the thermal performance of Example 2 VIG is extremely high. Such unsatisfactory thermal characteristics are caused by the presence of a noble gas in the vacuum space, which significantly increases the contribution of convection to the thermal transmittance. The tables below provide additional examples of compositions and spray conditions for coated glass panels according to the present invention (Example 5 and Example 6)._______________
- 20 043067- 20 043067
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM
Claims (18)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP19168858.9 | 2019-04-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA043067B1 true EA043067B1 (en) | 2023-04-24 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7534323B2 (en) | Special coated glass for VIG assemblies | |
RU2639750C2 (en) | Insulating glazing with low-emission and anti-reflection coatings | |
CN103443044B (en) | Include the isolation multiple glazing of two low diathermaneity laminations | |
EP3004015B1 (en) | Low-emissivity glazing | |
EP1934154B1 (en) | Methods for depositing high quality reflective coatings | |
KR102061090B1 (en) | Barrier layers comprising ni-inclusive ternary alloys, coated articles including barrier layers, and methods of making the same | |
US10526244B2 (en) | Insulated glazing unit | |
KR20140045342A (en) | Barrier layers comprising ni-inclusive alloys and/or other metallic alloys,double barrier layers, coated articles including double barrier layers, and methods of making the same | |
KR20140025365A (en) | Functional layers comprising ni-inclusive ternary alloys and methods of making the same | |
KR102565397B1 (en) | Low Emissivity Coatings, Glass Surfaces Including Them, and Methods of Making Them | |
WO2006024632A2 (en) | Glazing panel | |
US11155493B2 (en) | Alloy oxide overcoat indium tin oxide coatings, coated glazings, and production methods | |
KR20170086419A (en) | Low-emissivity Glass and Process for Preparing the Same | |
WO2004106255A1 (en) | Heat insulating/heat shielding glass panel | |
US20230365460A1 (en) | Temperable uv reflecting coated glass sheet | |
EP2821522A1 (en) | Method for producing laminate, and laminate | |
KR20160067169A (en) | Thermal control glazing | |
CN102336529A (en) | High transmittance toughenable low radiation glass and manufacture method thereof | |
EA043067B1 (en) | SPECIAL COATED GLASS FOR VIG ASSEMBLY | |
EP3794201B1 (en) | Asymmetrical vacuum-insulated glazing unit | |
EP4098631B1 (en) | Alloy oxide overcoat indium tin oxide coatings, coated glazings, and production methods | |
KR20230083746A (en) | Vacuum double-layer glass panel with excellent insulation performance | |
KR20140088521A (en) | Insulating glazing having a high light-transmission coefficient | |
EP3325420B1 (en) | Tin oxide overcoat indium tin oxide coatings, coated glazings, and production methods | |
EP4448911A1 (en) | Vacuum insulated panel with passivation layer |