HU223558B1

HU223558B1 - Napfényszabályozó bevonattal ellátott üveg

Info

Publication number: HU223558B1
Application number: HU9903519A
Authority: HU
Inventors: Robert Terneu; Eric Tixhon
Original assignee: Glaverbel
Priority date: 1998-10-13
Filing date: 1999-10-12
Publication date: 2004-09-28
Also published as: GB9822338D0; IL132308A0; DE69910322D1; DE69910322T2; TR199902539A3; ID23640A; ES2205665T3; HU9903519D0; EP0994081B1; RU2233812C2; JP2000119045A; TR199902539A2; CA2285160A1; ATE247078T1; US6416890B1; HUP9903519A2; HUP9903519A3; EP0994081A1

Abstract

A találmány legalább két, pirolitikus úton kialakított rétegből állóbevonatot hordozó átlátszó üveglapra vonatkozik, amelyre jellemző,hogy a bevonatban egy 15–500 nm vastagságú, adalékot tartalmazó fém-oxidból álló konduktív vagy félvezető réteg van, ahol az adalékmennyisége 100 mol fém-oxidra vonatkoztatva 1–100 mol, és ahol a fém--oxid egy vagy több, a volfrám(VI)-oxid (XO3), molibdén(VI)-oxid(MoO3), nióbium(V)-oxid (Nb2O5), tantál(V)-- oxid (Ta2O5),vanádium(V)-oxid (V2O5) és vanádium(IV)-oxid (VO2) közül kiválasztottvegyület. Az ilyen bevonatot hordozó üveglap által átbocsátott ésvisszavert fény neutrális vagy kék színű, a lap fényáteresztése 30–85%, szelektivitása pedig 1-nél nagyobb. A találmány kiterjed abevonattal ellátott átlátszó üveglap előállítási eljárására is. ŕ

Description

A találmány napfényszabályozó üveglapokra és előállítási eljárásukra vonatkozik.

Az átlátszó napfényszabályozó lapoknak az épületek külső üvegpaneljeiben történő felhasználása iránti igény jelentősen megnőtt. Az esztétikus megjelenésen túl az ilyen lapok, illetve panelek további előnyei közé tartozik, hogy védelmet nyújtanak a túlmelegedés és a vakító fény ellen. Hasonló igény mutatkozik a járművek ablakaiként szolgáló üveglapok iránt is.

A jellegzetesen nátronmészüvegű napfényszabályozó lapok a kívánt specifikus tulajdonságokat biztosító bevonatot hordozzák. A lapok egyedi lapokként, vagy további üveglapokat magukban foglaló üvegezőpanelekben alkalmazhatók, illetve lehetőség van arra is, hogy nem üvegszerű laminált anyagokkal kombináltan használjuk fel az említett lapokat. A napfényszabályozással kapcsolatos követelmény lényege az, hogy a lap vagy az a panel, amelynek a lap részét képezi, ne engedje át a teljes beeső napsugárzás túl nagy részét, megakadályozva ezáltal az épület vagy a jármű belsejének a túlmelegedését.

A jelen leírásban tárgyalt bevont üveglapok jellemzőit a Comission Internationale de l ’Eclairage („CIE”; International Comission on Illumination) standard definíciói alapján értékeljük.

A „fényáteresztés” („luminous transmíttance”, TL) a beeső fényáram százalékos értékeként kifejezve azt a fény áramot jelenti, amely áthaladt a lapon.

A „fényvisszaverődés” („luminous reflectance”, RL) a beeső fényáram százalékos értékeként kifejezve azt a fényáramot jelenti, amely visszaverődött a lapról. Az olyan lapok esetében, amelyek az egyik oldalukon hordoznak bevonatot, a bevont oldalról történő fényvisszaverődést (RLc), illetve a bevonat nélküli üvegoldalról történő fényvisszaverődést (RLg) mérhetjük.

A teljes beeső napsugárzás átbocsátását (transzmisszióját) a lap „szoláris faktor” (FS)-értékeként fejezzük ki. A jelen leírásban alkalmazott „szoláris faktor” kifejezés a lapra beeső teljes sugárzási energia részeként a közvetlenül átbocsátód teljes energiának és annak az energiának az összegét jelenti, amely az energiaforrástól távoli oldalon abszorbeálódik és verődik vissza.

A lap „szelektivitása” a fényáteresztésnek a szoláris faktorra vonatkoztatott arányát (TL/FS) jelenti.

Az üveglapokon lévő bevonatok kialakítására számos módszer ismert. Ilyen - egyebek mellett - például a pirolízis. A pirolízisnek általában az az előnye, hogy kemény bevonatot hoz létre, amely tartós kopásállósággal és korrózióállósággal rendelkezik. Ez feltételezhetően elsősorban annak az eredménye, hogy az eljárás során a bevonóanyag a forró üveglapon kerül elhelyezésre. A pirolízis általában olcsóbb is, mint az alternatív bevonási eljárások, amilyen például a katódporlasztás, különösen az üzemi beruházások tekintetében.

Az üvegezőpanelek optikai tulajdonságainak módosítására rendkívül sokféle bevonóanyagot javasoltak. Az ón(IV)-oxidot (SnO₂) széles körben alkalmazzák, gyakran más anyagokkal, például egyéb fém-oxidokkal kombinálva.

Az 1 455 148 számú nagy-britanniai szabadalmi leírásunkban egy korábbi eljárást ismertetünk egy vagy több oxid (például ZrO₂, SnO₂, Sb₂O₃, TiO₂, CO₃O₄, Cr₂O₃, SiO₂) bevonatának egy üveglapon történő kialakítására, elsődlegesen egy fém vagy szilícium vegyületeinek a porlasztásával, annak érdekében, hogy ily módon megváltoztassuk az üveglap fényáteresztését és/vagy fényvisszaverését.

Az 5 385 751 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás volfrám-oxid fluorral adalékolt filmjének egy üvegszubsztrát felületén történő kialakítására vonatkozik. Az adalékolt oxidot úgy alakítják ki, hogy az említett felületen egy volfrám-alkoxidot, egy oxigéntartalmú vegyületet és egy fluortartalmú vegyületet reagáltatnak.

A WO 98/11031 számon közzétett nemzetközi szabadalmi bejelentés olyan napfényvédő bevonattal ellátott üvegre vonatkozik, amelyben a bevonat egy fémoxid, például króm-oxid, kobalt-oxid, vas-oxid, molibdén-oxid, nióbium-oxid, vanádium-oxid vagy adott esetben adalékolt volfrám-oxid hőelnyelő rétegből, valamint egy fémvegyület, például egy félvezető fémoxid, így adalékolt ón-oxid vagy adalékolt indium-oxid kis emissziós tényezőjű rétegéből áll.

A találmány egyik célkitűzése szignifikáns napfényvédő tulajdonságokkal rendelkező, pirolitikusan kialakított bevonattal ellátott üveglapra irányul.

Felismertük, hogy az előbbi cél és egyéb hasznos célkitűzések elérhetők oly módon, hogy a lapra egy olyan, pirolitikus bevonatot viszünk fel, amely konduktív adalék anyagot tartalmazó bizonyos fém-oxidok meghatározott vastagságú konduktív vagy félvezető rétegét tartalmazza (a leírásban a rétegvastagságok értékei valamennyi esetben a geometriai vastagságokat jelentik).

A találmány tárgya tehát legalább két pirolitikus úton kialakított rétegből álló bevonatot hordozó átlátszó üveglap, amelyre az jellemző, hogy a bevonatban egy olyan anyagból kialakított, 15-500 nm vastagságú konduktív vagy félvezető réteg van, amely anyag adalékot tartalmazó fém-oxidból áll, ahol az adalék mennyisége 100 mól fém-oxidra vonatkoztatva 1-100 mól, és ahol a fém-oxid egy vagy több, a volffám(VI)-oxid (XO₃), molibdén(VI)-oxid (MoO₃), nióbium(V)-oxid (Nb₂O₅), tantál(V)-oxid (Ta₂O₅), vanádium(V)-oxid (V₂O₅) és vanádium(IV)-oxid (VO₂) közül kiválasztott fém-oxid, miáltal az ilyen bevonatot hordozó lap átbocsátóit és visszavert fénye neutrális vagy kék színű, valamint a lap fényáteresztése 30-85%, szelektivitása pedig 1-nél nagyobb.

A találmány további tárgya eljárás egy, legalább két pirolitikus úton kialakított rétegből álló bevonatot hordozó átlátszó üveglap előállítására, amelyre az jellemző, hogy a lapra egy olyan anyagból kialakított, 15-500 nm vastagságú konduktív vagy félvezető réteget viszünk fel, amely anyag adalékot tartalmazó fémoxidból áll, ahol az adalék mennyisége 100 mól fémoxidra vonatkoztatva 1-100 mól, és ahol a fém-oxid egy vagy több, a volfrám(VI)-oxid (XO₃), molibdén(VI)-oxid (MoO₃), nióbium(V)-oxid (Nb₂O₅), tan2

HU 223 558 Β1 tál(V)-oxid (Ta₂O₅), vanádium(V)-oxid (V₂O₅) és vanádium(IV)-oxid (V0₂) közül kiválasztott fém-oxid, miáltal az így bevont lap átbocsátóit és visszavert fénye neutrális vagy kék színű, valamint a lap fényáteresztése 30-85%, szelektivitása pedig 1-nél nagyobb.

A fentiekben meghatározott konduktív vagy félvezető réteg egyik különleges előnye az, hogy a közeli infravörös tartományban nagyobb fényvisszaverést biztosít a bevont lap számára, mint a látható tartományban, amelynek eredményeként a lap nagyobb napfénnyel szembeni védelmet nyújt, miközben megtartja a nagy fényáteresztését.

A bevonat egy olyan réteget, általában átlátszó réteget tartalmaz, amely a konduktív vagy félvezető réteggel interferálva a bevont üveglap számára természetes vagy kék színű átbocsátott és visszavert fényt biztosít.

A konduktív vagy félvezető réteg számára az egyik előnyös anyag az adalékolt volfrám-oxid. Egyéb hasznos tulajdonságai közül kiemelendő, hogy ez egy természetesen kis emissziós tényezőjű (ε) anyag [az emissziós tényező egy adott felület által adott hőmérsékleten emittált energiának egy tökéletes emitter (egy 1,0 emissziós tényezőjű fekete test) által azonos hőmérsékleten emittált energiára vonatkoztatott aránya].

A fém-oxidot egy alkalmas prekurzorból alakítjuk ki. Például a molibdén-oxid alkalmas prekurzorai közé

- egyebek mellett - például a következő vegyületek tartoznak: molibdén-karbonil [Mo(CO)₆], molibdénacetil-acetonát, egy molibdén-klorid [molibdén (III)klorid (MoC1₃) vagy molibdén (V)-klorid (MoC1₅)], molibdén-fluorid (MoF₆), egy szerves molibdénvegyület, például Mo0₂ (2,2,6,6-tetrametil-3,5-dioxoheptán)₂ és molibdén-oxi-klorid (MoO₂C1₂ vagy M00CI4). A vanádium-oxid egy megfelelő prekurzora a vanádium-acetil-acetonát. A nióbium-oxid alkalmas prekurzorai közé - egyebek mellett - például a következő vegyületek tartoznak: nióbium-etoxid [Nb(OC₂H₅)5], nióbium-klorid (NbCl₅), nióbium-fluorid (NbF₅) és nióbium-di(pivaloil-metanáto)-klorid [Nb(2,2,6,6-tetrametil-3,5-dioxo-heptán)₂Cl₃], A tantál-oxid kialakítására alkalmas prekurzorok közé

- egyebek mellett - például a következő vegyületek tartoznak: tantál-fluorid vagy -klorid (TaF₅ vagy TaCl₅), valamint tantál-alkoxidok [például Ta(OR)₅ általános képletű vegyületek, amelyek képletében R jelentése metil-, etil- vagy butilcsoport]. A volfrám-oxid kialakítására alkalmas prekurzorok közé - egyebek mellett - például a következő vegyületek tartoznak: volfrám, volfrám-hexaklorid, volfrám-oxi-tetraklorid (WOCI4), volfrám-karbonil [W(C0)₆], volfrámciklopentadienil-klorid [W(C₅H₅)₂C1₂], volfrám-fluorid (WF₆) vagy egy volfrám-etoxid [W(OC₂H₅)₅ vagy W(OC₂H₅)₆],

Az adalék biztosítja a konduktív vagy félvezető réteg konduktív (vezető) tulajdonságait. A fém-oxid-réteg konduktív vagy félvezető jellegének biztosításához a rétegben az adalék a fém-oxid 100 móljára vonatkoztatva 1-100 mól, előnyösen 5-100 mól mennyiségben van jelen. Az előnyös adalékok körébe tartozik - egyebek mellett - a hidrogén, a lítium, a nátrium, a kálium és a fluor. Egy WO₃-alapú réteg esetén a fém-oxid 100 móljára vonatkoztatva a hidrogén-, lítium-, nátrium- vagy káliumadalék mennyisége előnyösen 20-100 mól, míg a fluoradaléknál az előnyös mennyiség 100 mól W-ra vonatkoztatva 10-40 mól. Egy MoO₃-alapú réteg esetén a Mo 100 móljára vonatkoztatva a nátriumadalék mennyisége előnyösen 20-100 mól, míg a fluoradaléknál az előnyös mennyiség 100 mól Mo-ra vonatkoztatva 10-30 mól. Egy Nh₂O₃- vagy T₂O₅-alapú réteg esetén a fluoradalék mennyisége 100 mól Nb-re vagy Ta-ra vonatkoztatva 1-5 mól.

Az adalékot felvihetjük a fém-oxid kialakítása után, illetve a fém-oxidba diffundáltathatjuk. Az egyik lehetséges megoldás értelmében a fém-oxidot egy síküveggyártó sor úsztatókamrájában alakítjuk ki, és az adalékként funkcionáló hidrogént a kamrában lévő hidrogénatmoszférával biztosítjuk.

Hidrogén-, lítium-, nátrium- vagy káliumadalékkal, a réteg konduktív. Az említett adalékokat tartalmazó réteg vastagsága előnyösen 15-100 nm, míg a fluoradalékot tartalmazó réteg félvezető, és vastagsága előnyösen 100-500 nm.

Az egyik előnyös találmány szerinti megoldás értelmében a bevonat az üveglap és a konduktív vagy félvezető réteg között alapbevonatként egy átlátszó réteget is magában foglal. Az alapbevonat-réteg számára alkalmas anyagok körébe egy vagy több, a következők közül kiválasztott vegyület tartozik: oxidok, oxi-karbidok, nitridek és oxi-nitridek, például A1₂O₃, SiO₂, SiO_x(0<x<2), SnO₂, SnO₂/Sb (0,02<Sb/Sn<0,5), SnO₂/F (0,01 <F<0,03), TiO₂, ZrO₂, SiO_xC_y, A1N, Si₃N₄, AlN_xO_y, SiN_xO_y.

Az alapbevonat anyaga előnyösen egy oxid. A pirolízissel egyszerűen előállítható oxidrétegek ismert, stabiljellemzőkkel rendelkeznek.

Az alapbevonat-réteg anyag előnyösen egy dielektrikum (szigetelőanyag). Ez biztosítja a jó átláthatóságot, valamint elősegíti a bevont üveglap kívánt optikai tulajdonságainak az elérését. Az ilyen anyag előnyösen ón(IV)-oxid (SnO₂) vagy titán(IV)-oxid (TiO₂).

Az alapbevonat-réteg vastagsága előnyösen 15-90 nm. Amennyiben a bevonat csak az alapbevonat-rétegből és a konduktív vagy félvezető rétegből áll, azaz további réteget nem tartalmaz, akkor az alapbevonat-réteg vastagsága előnyösen 22-90 nm, és a konduktív vagy félvezető réteg vastagsága előnyösen 20-60 nm.

Az alapbevonat-réteg számos előnyt biztosít. Például elősegíti a bevonat által visszavert fény színének a semlegesítését. Csökkenti a látható tartományban a bevonat teljes fényvisszaverését, és így javítja a szelektivitást. Gátként funkcionálhat a nátriumionoknak az üvegből a bevonatba történő diffúziójával szemben, ami különösen előnyös lehet a homályosság megelőzése szempontjából. Bizonyos klórtartalmú prekurzorok alkalmazása esetén homályosodás léphet fel, különösen ha az ilyen prekurzorokból kiindulva vastag bevonórétegeket hozunk létre.

Egy további előnyös, találmány szerinti megoldás értelmében a bevonat a konduktív vagy félvezető réteg3

HU 223 558 Β1 nek az üveglaptól távolabbi felületén fedőbevonatrétegként egy átlátszó réteget tartalmaz. Az ilyen fedőbevonat-réteg megvédheti a konduktív vagy félvezető réteget a légköri hatásoktól.

A fedőbevonat-réteg számára alkalmas anyagok körébe egy vagy több, a következők közül kiválasztott vegyület tartozik: oxidok, nitridek és oxi-nitridek, például A1₂O₃, SiO₂, SnO₂, SnO₂/Sb (0,02<Sb/Sn<0,5), SnO₂/F (0,01<F<0,03), TiO₂, ZrO₂, Si₃N₄ és SiN_xO_y.

A fedőbevonat anyaga előnyösen egy oxid. A pirolízissel egyszerűen előállítható oxidrétegek ismert, stabil jellemzőkkel rendelkeznek.

A fedőbevonat-réteg anyaga előnyösen egy dielektrikum (szigetelőanyag). Ez biztosítja a jó átláthatóságot, valamint elősegíti a bevont üveglap kívánt optikai tulajdonságainak az elérését. Az ilyen anyag előnyösen ón(IV)-oxid (SnO₂) vagy titán(IV)-oxid (TiO₂), ami elősegíti a bevonat védelmét és neutralizálását.

A fedőbevonat-réteg vastagsága előnyösen

5-60 nm. Az ilyen tartományba eső vastagság lehetővé teszi a kívánt optikai tulajdonságoknak, például az átbocsátóit és visszavert fény semleges vagy kék színének az elérését. Amennyiben a bevonat csak a fedőbevonatrétegből és a konduktív vagy félvezető rétegből áll, azaz további réteget nem tartalmaz, akkor a fedőbevonatréteg vastagsága előnyösen 10-60 nm, és a konduktív vagy félvezető réteg vastagsága előnyösen 15-500 nm.

Az alapbevonat- és a fedőbevonat-rétegként alkalmazott anyag alkalmas prekurzorai közé például a következő vegyületek tartoznak: alumínium-klorid (A1C1₃), tetraklór-szilán (SiCl₄), ón(IV)-klorid (SnCl₄) és titán(IV)-klorid (TiCl₄), valamint fémorganikus vegyületek, amilyen például a monobutil-triklór-ón („MBTC”).

A termék későbbi hőkezelése vagy hajlítása esetén a fedőbevonat-réteg meggátolja a légköri oxigénnek a bevonatba történő diffúzióját. Az említett réteg ezenkívül elősegíti a visszavert fényben a bevonat színének a neutralizálást, továbbá a látható tartományban minimalizálja a végtermék fényvisszaverését. A fedőbevonatréteg megakadályozza, hogy az adalék kidiffundáljon a konduktív vagy félvezető rétegből, és így elősegíti a réteg vezetőképességének a megőrzését.

A legelőnyösebb találmány szerinti megoldás szerint a bevonat alapbevonat-réteget és fedőbevonatréteget egyaránt tartalmaz. Az alapbevonat-réteg és a fedőbevonat-réteg anyagának nem kell szükségszerűen megegyeznie, de a bevonat előállításának szempontjából az a legkényelmesebb, ha a kétféle réteg anyaga ugyanaz. Egy alapbevonat-rétegből, konduktív vagy félvezető rétegből és fedőbevonat-rétegből álló hármas bevonat esetén az említett rétegek vastagsága - az előbbi sorrendnek megfelelően - előnyösen 15-60 nm, 15-500 nm és 5-60 nm. A alapbevonat-réteg és a fedőbevonat-réteg esetén az előnyös anyagok átlátszó, dielektromos oxidanyagok.

A fenti hármas bevonatban az alapbevonat-réteg és a fedőbevonat-réteg előnyösen adalékmentes. Ez biztosítja azt, hogy a bevonat egymás után egy nemvezető rétegből, egy konduktív vagy félvezető rétegből és egy másik nemvezető rétegből áll. A megfelelő nemvezető és konduktív vagy félvezető rétegek közötti interferencia segíti elő azt, hogy a látható spektrumban nagy fényátbocsátású és kis fényvisszaverésű kombinációt érhessünk el.

A bevonatban lévő megfelelő rétegek vastagságai, törésmutatói és a rétegekhez alkalmazott egyedi anyagok befolyásolják a bevonattal ellátott lap optikai tulajdonságait. A fenti tartományokon belül az egyedi optimális vastagságok ennek megfelelően a rétegek anyagaitól, valamint a későbbi bevonattal ellátott lapok kívánt optikai tulajdonságaitól függően változnak.

A találmány szerinti bevonatok, különösen a konduktív vagy félvezető réteget és fedőbevonat-réteget is tartalmazó bevonatok, olyan bevont lapokat biztosítanak, amelyeknek megkülönböztetett előnye a hajlítással és a hőkezeléssel, például edzéssel szembeni jó ellenálló képesség. Ezek a tulajdonságok különösen hasznosak a járművek üvegeinek az előállításában.

A találmány szerinti bevont üveglapok szelektivitása nagyobb mint 1, azaz a lapok fényáteresztése nagyobb, mint a szoláris faktoruk. Előnyösen a szelektivitás nagyobb mint 1,2.

A találmány szerinti lapok esetén az elért neutrális vagy kék színt a Hunter-féle a és b paraméter reprezentálja, amelyek értéke az átbocsátóit fényben -10<a<3 és -10<b<3, a visszavert fényben pedig -10<a<3 és — 10<b<3.

A szín vörös komponensének az elkerülése érdekében a visszavert és az átbocsátóit fényben a Hunter-féle a-érték előnyösen legfeljebb 0. Ennek megfelelően a visszavert és az átbocsátott fényben a Hunter-féle a paraméter értéke - 10<a<0. A visszavert és az átbocsátott fényben a Hunter-féle a-érték előnyösen nagyobb mint -6 (a> -6), amelynek eredményeként a szín zöld komponense csak kis mennyiségben van jelen. Legelőnyösebben a visszavert és az átbocsátott fényben a Hunter-féle a-érték nagyobb mint -6 és legfeljebb 0 ( 6<a<0), és így a szín zöld és sárga komponensei csak kis mennyiségben vannak jelen.

A visszavert és az átbocsátott fényben a Hunter-féle b paraméter értéke -10<b<0, így a szín sárga komponense elkerülhető.

A pirolízissel előállított találmány szerinti bevonatok általában nagyobb mechanikai ellenálló képességgel rendelkeznek, mint az egyéb eljárásokkal előállított bevonatok.

Egy pirolitikus bevonatnak egy síküvegre történő elhelyezését a legjobban akkor valósíthatjuk meg, ha az üveg újonnan készült, például ahogyan az egy forró üvegszalag formájában az úsztatottüveg-gyártó sort elhagyja, és még ennél is előnyösebb, ha a bevonatot az úsztatókamrában visszük fel az üvegre. Ez egyrészt gazdasági előnyöket biztosít, mivel az üveget nem kell visszamelegíteni a pirolitikus reakciókhoz, másrészt jobb a bevonat minősége, mivel az újonnan készült üveg felülete az eredeti állapotában van.

A megfelelő bevonatrétegek esetén a forrásanyagot gőzfázisból történő kémiai rétegelőállítással (CVD vagy „gőzpirolízis”) vagy folyadékporlasztással

HU 223 558 Bl („folyadékpirolízis”), illetve a CVD és a porlasztás kombinálásával vihetjük fel az üveglapra. A bevonatrétegek CVD-vel történő kialakításához a forrásanyagot jellegzetesen egy első fúvókán keresztül bejuttatva érintkeztetjük az üveglappal. Amennyiben a forrásanyag egy vagy több környezeti hőmérsékleten cseppfolyós kloridot tartalmaz, a forrásanyagot egy hevített vízmentes hordozógázárammal, például nitrogénárammal elpárologtatjuk. Az elpárologtatást a reagenseknek a hordozógázban történő atomizálásával segítjük elő. Az oxidok előállításához a reaktánst, például a kloridot, oxigéntartalmú vegyülettel, például vízgőzzel, ecetsavval, izopropil-alkohollal vagy etil-acetáttal érintkeztetjük, amely oxigéntartalmú vegyületet előnyösen egy második füvókán keresztül juttatjuk be.

Az ilyen bevonatok kialakítására szolgáló eljárásokat és eszközöket ismertetnek például a 2 348 166 számú franciaországi szabadalmi leírásban és a 2 648 453 számú franciaországi szabadalmi bejelentésben. Az említett dokumentumokban ismertetett eljárások és eszközök előnyös optikai tulajdonságokkal rendelkező és különösen erős bevonatok kialakulását eredményezik.

A bevonat porlasztásos eljárással történő kialakításához az üveglapot a megfelelő forrásanyagot tartalmazó cseppek permetével hozhatjuk érintkezésbe. A permetet egy vagy több porlasztófejjel visszük fel a felületre, ahol a porlasztófejek elrendezése biztosítja a bevonandó lap vagy szalag teljes szélességben történő bevonását.

A találmány szerinti bevonatrétegek elhelyezésére a CVD-eljárás az előnyös. A CVD azért előnyösebb, mint a folyadékok porlasztása, mivel szabályos vastagságú és összetételű bevonatokat biztosít; a bevonat egyenletessége igen lényeges lehet azokban az esetekben, ahol a terméket nagy felületek borítására kívánjuk alkalmazni. A permetbevonatban ezenkívül visszamaradhatnak a porlasztóit cseppek nyomai és a porlasztófúvókák nyomvonalai. Az előbbieken túlmenően a porlasztóit folyadékok pirolízise lényegében az oxidbevonatok, például az ón(IV)-oxid- és titán(IV)-oxidbevonatok előállítására korlátozódik. Nehézséget okoz többrétegű bevonatok porlasztóit folyadékokkal történő előállítása is, mivel minden egyes bevonat elhelyezése az üveglap jelentős lehűlését okozza. Ezenkívül a CVD a nyersanyagok vonatkozásában és a kisebb veszteség miatt gazdaságosabb is.

A porlasztásos eljárás azonban az említett hátrányok ellenére is kényelmes és olcsó megoldást kínál a bevonat felvitelére.

A találmány szerinti bevont üveglapokat egylapos üvegezőpanelekként, vagy alternatív módon többszörösen üvegezett vagy laminált panelegyüttesekként alkalmazhatjuk. Egy többszörös üvegező vagy laminált együttesben az alkotólapok közül előnyösen csak egyetlen lap hordozza a bevonatot.

A találmány részleteit az alábbiakban a találmány terjedelmét, illetve oltalmi körét nem korlátozó példák, illetve táblázat segítségével ismertetjük. A táblázat fejlécében szereplő rövidítések (TL, RLc stb.) jelentése a fentiekben meghatározott.

C1-C4. összehasonlító példa

Egy tiszta nátronmész úsztatottüveg-szalagjára az úsztatottüveg-gyártó sor úsztatókamrájában CVDpirolízis útján, két egymást követő fúvókéból álló bevonóegység alkalmazásával bevonatot vittünk fel. A szalag vastagsága 6 mm, a hőmérséklet körülbelül 700 °C és a mozgási sebesség 7 méter/perc volt. Vízmentes nitrogéngáz mint hordozógáz áramába volfrámfluoridot (WF₆) és nátriumgőzt injektáltunk, majd a hordozógázt az első fúvókán keresztül rávittük a szalagra, és ily módon beépítettük az adalékot a fém-oxidba.

Egy 250 °C-ra melegített hordozógázba, ebben az esetben levegőbe 250 °C hőmérsékletű ecetsavat injektáltunk, majd a WF₆-tal történő reakcióhoz és így a szalagfelületen lévő WO₃-bevonat kialakításához a keveréket betápláltuk a második fúvókán keresztül. Ezt a bevonási eljárást addig folytattuk, amíg elértük a WO₃bevonat meghatározott vastagságát (amint az a táblázat adatai alapján látható, különböző vastagságú rétegeket alakítottunk ki). A nátriumadalékot a nátriumgőzzel, juttattuk be a bevonatba (egy alternatív megoldás szerint a nátrium származhat magából az üvegből is), ahol a nátriumnak a WO₃-ra vonatkoztatott részaránya 94 mol% volt (azaz a WO₃ 100 móljára vonatkoztatva az adalék mennyisége 94 mól volt), amelynek eredményeként fémes vezető jellegűvé tettük a volfrám-oxid-réteget.

A szalagot lehűtöttük és lapokra vágtuk. A megfelelő példák szerint bevont lapok mintáinak a következő optikai jellemzőit vizsgáltuk: fényáteresztés (TL), a lap bevont oldaláról történő fényvisszaverődés (RLc), az átbocsátóit és a visszavert fényben a Hunter-féle aés b-érték, valamint a szoláris faktor (FS). A szelektivitást (TL/FS) ugyancsak feljegyeztük. Az eredményeket az alábbi táblázatban mutatjuk be.

1. és 2. példa

Az 1-3. összehasonlító példában ismertetetteknek megfelelően bevont üveg mintalapokat állítottunk elő, azzal az eltéréssel, hogy ebben az esetben a WO₃-réteget megelőzően ón(IV)-oxid (SnO₂) (1. példa) és titán(IV)oxid (TiO₂) (2. példa) alapbevonat-réteget vittünk fel a szalagra. Az alapbevonatot CDV-pirolízissel, egy, a WO₃-bevonat kialakítására szolgáló bevonóegység előtt elhelyezkedő bevonóegység alkalmazásával vittük fel.

A prekurzomak egy körülbelül 250 °C-os vízmentes nitrogéngázzal mint hordozógázzal készített keverékét a fúvókán keresztül betápláltuk. A prekurzorok, azaz az MBTC és a titán(IV)-klorid reakciójával kialakultak a táblázatban megadott vastagságú lerakodott oxidok. A WO₃-réteget WF₆-ból és nátriumgőzből kiindulva alakítottuk ki. A WO₃-réteg kialakítása után a szalagot lehűtöttük és lapokra vágtuk, majd megvizsgáltuk a lap optikai tulajdonságait. Az eredményeket ugyancsak a táblázatban foglaljuk össze.

3. és 4. példa

Az 1-3. összehasonlító példában ismertetetteknek megfelelően bevont üveg mintalapokat állítottunk elő, azzal az eltéréssel, hogy ebben az esetben az adalékolt

WO₃-rétegre egy fedőbevonat-réteget vittünk fel.

HU 223 558 Β1

A fedőbevonat-réteg a 3. példában titán(IV)-oxid (TiO₂), a 4. példában pedig ón(IV)-oxid (SnO₂) volt. Az alapbevonatot CDV-pirolízissel, egy, a WO₃bevonat kialakítására szolgáló bevonóegység után elhelyezkedő bevonóegység alkalmazásával vittük fel.

Az adalékolt WO₃-rétegen elhelyezkedő, a táblázatban megadott vastagságú réteg kialakításához a fedőbevonat-réteget alkotó oxidok prekurzorait túlhevített gőzzel reagáltattuk. A fedőbevonat-réteg felvitele után a szalagot lehűtöttük és lapokra vágtuk, majd megvizsgáltuk a lap optikai tulajdonságait. Az eredményeket ugyancsak a táblázatban foglaljuk össze.

5-11. példa

Az 1-3. összehasonlító példában ismertetetteknek megfelelően bevont üveg mintalapokat állítottunk elő, azzal az eltéréssel, hogy ebben az esetben az 1. és 2. példában ismertetetteknek megfelelően egy alapbevonat-réteget, valamint a 3. és 4. példában ismertetetteknek megfelelően egy fedőbevonat-réteget is kialakítottunk.

A 9-11. példában a konduktív réteg fém-oxidja WO₃ helyett molibdén(VI)-oxid (MoO₃), nióbium(V)oxid (Nb₂O₅) vagy tantál(V)-oxid (Ta₂O₅) volt. A 10. és 11. példában a konduktív réteg adalékja nátrium helyett fluor volt, amit hidrogén-fluorid (HF) vagy hexafluor-etán (C₂F₆) formájában juttattunk be a rendszerbe. Az alkalmazott egyedi anyagokat, a megfelelő rétegek vastagságát, a konduktív rétegekben az adalék részarányát, valamint a termék lapok optikai tulajdonságait a táblázatban adjuk meg.

Szelektív.

'’t C4

c- CN

00 cn

80 CN

d* CN

cn

08 CN

1,26

in CN

80 CN

1 hZ‘l I

r- CM^

Γ- rn

CM^

Γ-

c/ι

08

CM

80

CM

Γ

un

m

r-~

d-

oo

C

08

CM

©

[£,

un

d

d^-

in

m

d-

80

m

80

m

un

d^-

r-

áj u N z—s ü « +-* *-

un

08

d^-

00

©

08

—

80

©

80

©

un

©

22 S C

CM

1

X

u N x-v o

Pl

CM

c-

00

08

—

CM

©

cd

un

g S Ö

00

d-

08

80

d·

CM

Γ-

d-

m

un

d^-

d-

80

*- H e 5Λ T _D O -U

1

7

CM 1

I

1

i

1

I

1

o ±2 ü ·£ 2 c

m

d-

tn

d-

CM

m

CM

m

©

Λ *«d 3 cd U ***

O

80

©

m

08

m

O\

d^-

•n

CM

in

CM

Γ'

un

80

CM

rn

m

CM

-j c?

rn

80

08

m

O\

un

d^-

d·

m

d*

r-

CM

{—

r-

80

in

80

d-

un

00

d·

00

d-

oo

•n

00

óp d

S Λ

80

m

•n

08

Γ--

80

oo

CM

m

CM

un

CM

—

m

CM

e o

> “

>

'O

-a o

Of)

_r

Γ-

rs

n

rs

5.

o

a

o

ü

o

u

s

c

Γ

c

<

H

CO

H

P

CO

co

CO

co

•Ü -2 ~Ő

Tt

d*

Tt

d

d*

d^-

d-

d·

'd·

m

oo^

08

CJ8

08

00

o

<

SP

cd

Cd

Λ

ed

σ'

cd

ed

cd

ed

μ-

c <

X.

2

s

U-

p? c

©

CM

m

CM

80

00

d^-

d-

00

m

©

eS CJ)

m

d·

un

80

d^-

rn

00

80

m

00

m

Γ-

m

CM

Of)

CM

m

-o

> S

bű cd >,

<

o

m o

rn o

m o

o

m o

o

d

m o

o

ő‘

c <

£

*

£

S

z

cd

ώ ε

c

Γ-

un

,—1

08

un

©

__l

rn

Λ

CM

m

CM

d-

CM

d^-

CM

C O

> ‘és

>

x>

Q.

bű

r-í

rs

<

>>

o

n

u

CJ

o

c

5-

c

o

c

<

CO

H

b-

GO

co

CO

co

cd

*O

CM

rn

d·

CM

rn

d-

in

80

s

00

08

©

Ό Ű-

υ

u

o

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1) az üveglapra egy 15-500 nm vastagságú konduktív vagy félvezető réteget viszünk fel, amelynek anyaga egy fém-oxid, és ez 100 mól fém-oxidra vonatkoztatva 1-100 mól adalék anyagot tartalmaz, ahol ez a fém-oxid egy vagy több, a volfrám(VI)-oxid (XO₃), molibdén(VI)-oxid (MoO₃), nióbium(V)-oxid (Nb₂O₅), tantál(V)-oxid (Ta₂O₅), vanádium(V)-oxid (V₂O₅) és vanádium(IV)-oxid (VO₂) közül kiválasztott vegyület, és ezt követően

1) az üveglapra egy 15-500 nm vastagságú konduktív vagy félvezető réteget viszünk fel, amelynek anyaga adalékot tartalmazó fém-oxid, ahol az adalék mennyisége 100 mól fém-oxidra vonatkoztatva 1-100 mól, és ez a fém-oxid egy vagy több, a volfrám(VI)-oxid (XO₃), molibdén(VI)-oxid (MoO₃), nióbium(V)-oxid (Nb₂O₅), tantál(V)-oxid (Ta₂O₅), vanádium(V)-oxid (V₂O₅) és vanádium(IV)-oxid (VO₂) közül kiválasztott vegyület, és ezt követően

1) egy alsó bevonatréteget;

1) egy 15-500 nm vastagságú konduktív vagy félvezető réteget, amelynek anyaga egy fém-oxid és ez 100 mól fém-oxidra vonatkoztatva 1-100 mól adalék anyagot tartalmaz, ahol a fém-oxid egy vagy több, a volfrám(VI)-oxid (WO₃), molibdén(VI)-oxid (MoO₃), nióbium(V)-oxid (Nb₂O₅), tantál(V)-oxid (Ta₂O₅), vanádium(V)-oxid (V₂O₅) és vanádium(IV)-oxid (VO₂) közül kiválasztott vegyület, és

1. Átlátszó üveglap, amely legalább két, pirolitikus úton kialakított rétegből álló bevonatot hordoz, a bevont üveglap által átengedett és a róla visszaverődő fény semleges vagy kék színű, az üveglap fényáteresztése (TL) 30-85% és szelektivitása 1-nél nagyobb, azzal jellemezve, hogy az legalább két, pirolitikus úton kialakított réteget az üveglaptól kiindulva - tartalmaz

2) egy 5-60 nm vastagságú nemvezető fedőbevonat-réteget alkalmazunk.

2) egy 5-60 nm vastagságú fedőbevonat-réteget alkalmazunk.

2) egy, a levegőnek kitett, 15-500 nm vastagságú konduktív vagy félvezető réteget, amelynek anyaga volfrám(VI)-oxid (WO₃) és ez 100 mól fém-oxidra vonatkoztatva 1-100 mól adalék anyagot tartalmaz.

2) egy nemvezető felső bevonatréteget.

2. Átlátszó üveglap, amely legalább két, pirolitikus úton kialakított rétegből álló bevonatot hordoz, a bevont üveglap által átengedett és a róla visszaverődő fény semleges vagy kék színű, az üveglap fényáteresztése (TL) 30-85% és szelektivitása 1-nél nagyobb, azzal jellemezve, hogy az legalább két, pirolitikus úton kialakított réteget az üveglaptól kiindulva - tartalmaz

2) egy felső bevonatréteget, amelynek vastagsága 5-60 nm.

3. A 2. igénypont szerinti bevont lap, azzal jellemezve, hogy a nemvezető felső bevonatréteg vastagsága 5-60 nm.

4. Átlátszó üveglap, amely legalább két, pirolitikus úton kialakított rétegből álló bevonatot hordoz, a bevont üveglap által átengedett és a róla visszaverődő fény semleges vagy kék színű, az üveglap fényáteresztése (TL) 30-85% és szelektivitása 1-nél nagyobb, azzal jellemezve, hogy az legalább két, pirolitikus úton kialakított réteget az üveglaptól kiindulva - tartalmaz

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti bevont lap, azzal jellemezve, hogy adalékanyagként hidrogént, lítiumot, nátriumot, káliumot vagy fluort tartalmaz.

6. Az 1 -5. igénypontok bármelyike szerinti bevont lap, azzal jellemezve, hogy az adalék anyag mennyisége a fém-oxid 100 móljára vonatkoztatva 5-100 mól.

7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti bevont lap, azzal jellemezve, hogy az adalék anyag mennyisége a fém-oxid 100 móljára vonatkoztatva 20-100 mól.

8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti bevont lap, azzal jellemezve, hogy a vezető- vagy félvezető réteg egy vezetőréteg, az adalékanyag hidrogén, lítium, nátrium vagy kálium, és a vezetőréteg vastagsága 15-100 nm.

9. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti bevont lap, azzal jellemezve, hogy a vezető- vagy félvezető réteg egy félvezető réteg, az adalékanyag fluor, és a félvezető réteg vastagsága 100-500 nm.

10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti bevont lap, azzal jellemezve, hogy a bevonat az üveglap és a konduktív vagy felvezető réteg között alapbevonatként egy átlátszó réteget tartalmaz.

11. A 10. igénypont szerinti bevont lap, azzal jellemezve, hogy az alapbevonat-réteg anyaga egy vagy több oxid, oxi-karbid, nitrid vagy oxi-nitridek, amilyen az A1₂O₃, SiO₂, SiO_x (0<x<2), SnO₂, SnO₂/Sb (0,02<Sb/Sn<0,5), SnO₂/F (0,01 <F/Sn<0,03), TiO₂, ZrO₂, SiO_xC_y, A1N, Si₃N₄, AlN_xO_y és a SiN_xO_y.

12. Egy 10. vagy 11. igénypont szerinti bevont lap, azzal jellemezve, hogy az alapbevonat-réteg anyaga egy oxid.

13. A 10-12. igénypontok bármelyike szerinti bevont lap, azzal jellemezve, hogy az alapbevonat-réteg anyaga egy dielektromos anyag.

14. A 10-13. igénypontok bármelyike szerinti bevont lap, azzal jellemezve, hogy az alapbevonat-réteg vastagsága 15-90 nm.

15. A 4-14. igénypontok bármelyike szerinti bevont lap, azzal jellemezve, hogy az alapbevonat-réteg vastagsága 22-90 nm.

16. A 15. igénypont szerinti bevont lap, azzal jellemezve, hogy a konduktív vagy félvezető réteg vastagsága 20-60 nm.

17. Az 1-3. vagy az 5-16. igénypontok bármelyike szerinti bevont lap, azzal jellemezve, hogy a fedőbevonat-réteg anyaga egy vagy több oxid, nitrid vagy oxi-nitrid, amilyen az A1₂O₃, SiO₂, SnO₂, SnO₂/Sb (0,02<Sb/Sn<0,5), SnO₂/F (0,01 <F/Sn<0,03), TiO₂, ZrO₂, Si₃N₄ és a SiN_xO_y.

18. Az 1-3. vagy az 5-17. igénypontok bármelyike szerinti bevont lap, azzal jellemezve, hogy a fedőbevonat-réteg anyaga egy oxid.

19. Az 1-3. vagy az 5-18. igénypontok bármelyike szerinti bevont lap, azzal jellemezve, hogy a fedőbevonat-réteg anyaga egy dielektrikum.

20. Az 1-3., az 5-9. vagy a 17-19. igénypontok bármelyike szerinti bevont lap, azzal jellemezve, hogy a fedőbevonat-réteg vastagsága 5-60 nm.

21. Az 1-3. vagy az 5-20. igénypontok bármelyike szerinti bevont lap, azzal jellemezve, hogy a bevonat átlátszó üveglapból, egy konduktív vagy félvezető rétegből és egy fedőbevonat-rétegből áll.

HU 223 558 Bl

22. Az 1-3. vagy az 5-21. igénypontok bármelyike szerinti bevont lap, azzal jellemezve, hogy a bevonat átlátszó üveglapból, egy alapbevonat-rétegből, egy konduktív vagy félvezető rétegből és a fedőbevonatrétegből áll.

23. A 22. igénypont szerinti bevont lap, azzal jellemezve, hogy az alapbevonat-réteg vastagsága 15-60 nm, a fedőbevonat-réteg vastagsága pedig 5-60 nm.

24. Az 1-22. igénypontok bármelyike szerinti bevont lap, azzal jellemezve, hogy szelektivitása 1,2-nél nagyobb.

25. Üvegezőpanel, amely egy, az 1-24. igénypontok bármelyike szerinti átlátszó, bevont üveglapot tartalmaz.

26. A 25. igénypont szerinti üvegezőpanel épületek üvegezőpaneljeként történő alkalmazása.

27. A 25. igénypont szerinti üvegezőpanel járművek üvegeként történő alkalmazása.

28. Eljárás legalább két, pirolitikus úton kialakított rétegből álló bevonatot hordozó, átlátszó üveglap előállítására, a bevont lap által átengedett és a róla visszaverődő fény semleges vagy kék színű, az üveglap fényáteresztése (TL) 30-85% és szelektivitása 1 -nél nagyobb, azzal jellemezve, hogy

29. Eljárás legalább két, pirolitikus úton kialakított rétegből álló bevonatot hordozó, átlátszó üveglap előállítására, a bevont lap által átengedett és a róla visszaverődő fény semleges vagy kék színű, az üveglap fényáteresztése (TL) 30-85% és szelektivitása 1-nél nagyobb, azzal jellemezve, hogy

30. A 28. vagy 29. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az adalék anyagot a fém-oxid kialakulása után visszük fel, és azt a fém-oxidba bediffundáltatjuk.

31. A 28-30. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fém-oxidot egy síküveggyártó sor úsztatókamrájában alakítjuk ki, és az adalék anyagként funkcionáló hidrogént a kamrában lévő hidrogénatmoszférával biztosítjuk.

32. A 28-31. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a bevonatot egy újonnan kialakított, forró üvegszalagra visszük fel, az úsztatottüveg-gyártó sorban vagy a gyártósor elhagyása után.

33. A 28-32. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a megfelelő bevonórétegeket kémiai gőzbevonásos eljárással (CVD) visszük fel az üveglapra.

34. A 28-33. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a megfelelő bevonórétegeket folyadékporlasztással visszük fel az üveglapra.

35. A 28-34. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a megfelelő bevonórétegeket a CVD és a porlasztás kombinálásával visszük fel az üveglapra.

36. A 28-35. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal a további lépéssel jellemezve, hogy az üveglap és a konduktív vagy félvezető réteg közé alapbevonatként legalább egy átlátszó réteget viszünk fel.