JP2005516818A - 日射コントロール被覆 - Google Patents

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Abstract

第一の反射防止層(16)、たとえば、金属合金酸化物フィルム(20)たとえばスズ酸亜鉛フィルムの上に付着された金属酸化物フィルム(22)たとえば酸化亜鉛フィルムからなるもの;銀を含みそして第一の反射防止層の上に付着された第一の赤外反射金属性フィルム(24);第一の赤外反射フィルムの上に付着され、そして第一の金属酸化物フィルム(32)たとえば酸化亜鉛フィルムと、この第一の酸化亜鉛フィルムの上に付着された金属合金酸化物フィルム(34)たとえばスズ酸亜鉛フィルムと、このスズ酸亜鉛フィルムの上に付着された第二の金属酸化物フィルム(36)たとえば別の酸化亜鉛フィルムとからなる、第二の反射防止層(30);第二の反射防止層の上に付着された銀からなる第二の赤外反射フィルム(40);第二の赤外反射フィルムの上に付着され、そして第一の金属酸化物フィルム(48)たとえば酸化亜鉛フィルムと、この第一の酸化亜鉛フィルムの上に付着された金属合金酸化物フィルムたとえばスズ酸亜鉛フィルム(50)と、このスズ酸亜鉛フィルムの上に付着された第二の金属酸化物フィルム(52)たとえば酸化亜鉛フィルムとからなる、第三の反射防止層(46);および、第三の反射防止層の上に付着された銀からなる第三の赤外反射フィルム(58)を有する被覆が提供される。

Description

本発明は一般的には多層被覆に関し、そして、一態様においては、反射率、熱安定性、機械的耐久性および化学的耐久性の諸特性のような領域における改善を示す多層の日射(太陽光)コントロール被覆(multi−layered solar control coating)に関する。
建物、乗物およびその他構造物用のガラスパネルの上の高透過率低放射率被覆の使用はパネルを通しての日射通過量をコントロールすることでよく知られている。低放射率被覆は短波長エネルギーたとえば可視または紫外エネルギーが被覆を通過するのを許すが、長波長エネルギーたとえば赤外エネルギーを反射させる。かかる被覆は暖房および/または冷房のコストを低減し従ってエネルギーを保存するので建築および乗物用途には魅力的である。
これら既知被覆は代表的には、可視反射率を低下させる金属酸化物の誘電体層2層の間に挟まれた赤外反射金属性層を含んでいる。たとえば、米国特許第4,898,790号は2枚のスズ酸亜鉛フィルムの間に挟まれた金属銀フィルムを有する多層の高透過率低放射率被覆を開示している。米国特許第4,898,789号は3枚の金属酸化物の反射防止フィルムと交互に組み合わされた2枚の赤外反射金属性フィルムを有する多層の高透過率低放射率フィルムを開示している。一般則として、赤外反射フィルムが厚くなるほど、被覆の放射率は低くなるであろう。同様に、赤外反射フィルムの数が増すと、やはり、被覆の放射率は低下する。しかしながら、赤外反射フィルムの厚さおよび/または数の増大は放射率を減少させるが、それは被覆のその他特性、たとえば、色、アンギュラー色シフト(angular color shift)、熱安定性、化学的耐久性、機械的耐久性、および可視反射率、にも影響する。たとえば、赤外反射フィルムの数および/または厚さの増大は代表的には可視光透過率を減少させる。従って、被覆物品(coated article)の透過特性および日射性能特性を有意に変化させないで被膜スタック(coating stack)に追加の赤外反射フィルムおよび誘電体層を加えることは多分簡単ではない。このことは、透過率が行政規制によって統制されている自動車の分野に使用するために設計された被覆ガラスにおいては、特に本当である。また、各々が誘電体フィルムによって挟まれている二重の赤外反射フィルムをもつ被膜スタックは比較的簡単な赤外反射フィルムスタックよりも一般に軟質であるということが本発明者らによって解明されている。後者は1枚の赤外反射材料のフィルムまたは層が誘電体フィルムの間に挟まれている被膜スタックであり、そこに存在しているその他のフィルムは二重の赤外反射フィルムの被膜スタックの中にも存在している。その上、多くの低放射率被覆は、曲げ(bending)、焼きなまし(annealing)、焼きもどし(tempering)またはラミネーション(laminating)のためのような通常のガラス加工温度範囲の温度に加熱したときに、破壊または劣化する。
これら既知被覆は通常の自動車用途には十分であるが、既知被覆の特性の少なくともいくつかを改善させる低放射率の又は日射コントロールの被覆を提供することは有益であろう。たとえば、既知被覆よりも低い可視光反射率を有する被覆を提供することは有益であろう。既知被覆に比べて低減されたアンギュラー色シフトを有する低放射率の又は日射コントロールの被覆を提供することも有益であろう。さらには、基体に適用することができる且つその後で基体を曲げたり造形したりするために及び加熱が被覆の諸性質を改善する場合に被覆の日射コントロール性に悪影響を与えることなく高温で熱処理することができる日射コントロール被覆を提供することは有益であろう。さらには、日射コントロール活性度の望ましいレベルを維持しながら改良された化学的耐久性および/または機械的耐久性を有する被覆を提供することは有益であろう。また、既知の日射コントロール被覆の日射コントロール特性を維持または凌駕しながら改良された例えばより高い可視光透過率を有する被覆を提供することも有益であろう。
(発明の概要)
本発明の被覆は間隔をおいて3枚の赤外反射フィルム(その非限定的な一例は銀含有フィルムである)を含み、隣接する赤外反射フィルムの間に少なくとも1層の反射防止層が置かれている。この被覆は高い可視光透過率(Lta)、たとえば、60%以上、たとえば、70%以上、たとえば、72%以上、たとえば、75%以上、の可視光透過率、を有することができる。加えて、この被覆は無彩色(neutral color)であることができる。一態様においては、この被覆は±|3|以下のaおよびb、たとえば、±|2|以下のaおよびb、と、50以下のL、たとえば、44以下、たとえば、40以下、たとえば、36以下、たとえば、35以下、たとえば、33以下、のL、とを有することができる。加えて、この被覆は300ナノメートル(nm)から2150nmまでの範囲にわたって20%〜50%の全日射エネルギー反射率(total solar energy reflectance)(TSER)(台形積分システム(trapezoidal integration system)を使用して)を有することができる。さらに、この被覆は低い可視光反射率、たとえば、その被覆が付着されるところの基体の可視光反射率より上へ5%以下、たとえば、2%以下、たとえば、1%以下、を有することができる。一態様においては、赤外反射フィルムは4.5〜10Ω/□の範囲のシート抵抗(sheet resistance)を有することができる。別の態様においては、ガラス上の三重被覆はガラス上の被覆について1.5〜3.5Ω/□の範囲のシート抵抗を生じることができる。被膜スタック内の各赤外反射フィルムの厚さは同じであってもよいし又は異なっていてもよい。概して、赤外反射フィルム3枚全部の金属の総量は、市販の、少なくとも65%を超す、より妥当には70%以上の視感透過率(luminous transmission)を与える二重の銀の赤外反射被膜における赤外反射フィルム全部の金属量よりも大きい。
別の態様においては、被覆は第一の反射防止層;第一の反射防止層の上に付着された第一の赤外反射フィルム;第一の赤外反射フィルムの上に付着された第二の反射防止層;第二の反射防止層の上に付着された第二の赤外反射フィルム;第二の赤外反射フィルムの上に付着された第三の反射防止層;および、第三の反射防止層の上に付着された第三の赤外反射層を含む。
本発明の別の被覆は、第一の反射防止層、たとえば、金属合金酸化物フィルムたとえばスズ酸亜鉛フィルムの上に付着された金属酸化物フィルムたとえば酸化亜鉛フィルムを含む第一の反射防止層;第一の反射防止層の上に付着された、銀を含む第一の赤外反射金属性フィルム;第一の赤外反射フィルムの上に付着され、そして第一金属酸化物フィルムたとえば酸化亜鉛フィルムとこの第一の酸化亜鉛フィルムの上に付着された金属合金酸化物フィルムたとえばスズ酸亜鉛フィルムとこのスズ酸亜鉛フィルムの上に付着された第二の金属酸化物フィルムたとえば別の酸化亜鉛フィルムとを含む、第二の反射防止層;第二の反射防止層の上に付着された銀を含む第二の赤外反射金属性フィルム;第二の赤外反射金属性フィルムの上に付着され、そして第一の金属酸化物フィルムたとえば酸化亜鉛フィルムとこの第一の酸化亜鉛フィルムの上に付着された金属合金酸化物フィルムたとえばスズ酸亜鉛フィルムとこのスズ酸亜鉛フィルムの上に付着された第二の金属酸化物フィルムたとえば酸化亜鉛フィルムとを含む、第三の反射防止層;および、第三の反射防止層の上に付着された銀を含む第三の赤外反射金属性フィルムを含む。
本発明に従う基体被覆方法は、基体の少なくとも一部分の上に第一の反射防止層を付着させ;第一の反射防止層の少なくとも一部分の上に第一の赤外反射フィルムを付着させ;第一の赤外反射フィルムの上に第二の反射防止層を付着させ;第二の反射防止層の上に第二の赤外反射フィルムを付着させ;第二の赤外反射フィルムの上に第三の反射防止層を付着させ;そして第三の反射防止層の上に第三の赤外反射フィルムを付着させる諸工程を含む。
本発明の被覆物品は基体の少なくとも一部分の上に付着された第一の反射防止層;第一の反射防止層の上に付着された第一の赤外反射フィルム;第一の赤外反射フィルムの上に付着された第二の反射防止層;第二の反射防止層の上に付着された第二の赤外反射フィルム;第二の赤外反射フィルムの上に付着された第三の反射防止層;および第三の反射防止層の上に付着された第三の赤外反射フィルムをもった前記基体を含む。
図1は本発明の特徴を組み込んである被覆を有する被覆物品の側面図(寸法は正確でない)である。
図2は本発明の特徴を組み込んである積層物品(laminated article)の側面図(寸法は正確でない)である。
(好ましい態様)
ここで使用されるとき、空間または方向の用語、たとえば、「内」、「外」、「左」、「右」、「上」、「下」、「水平」、「垂直」、など、は図に示されているような本発明に関連している。しかしながら、本発明は様々な代替の配向を想定できるということが理解されるはずであり、従って、かかる用語は限定として解釈されるべきでない。さらに、明細書および特許請求の範囲の中に使用されている寸法、物理的特徴などを表す全ての数値は全ての場合において用語「約」によって変更されると理解されるべきである。従って、別に指摘されていなければ、明細書の以下の記述および特許請求の範囲に記載されている数値は本発明によって得られると思われる所期性質に依存して変動可能である。ともかく、特許請求の範囲に均等論を適用するのを制限するつもりはなく、各々の数的パラメーターは少なくとも、報告されている有意なアラビア数字の数値に照らし通常の丸め方を適用することによって解釈されるべきである。さらに、ここに開示された全ての範囲はそこに包含されているいずれかの及び全ての下位範囲を含むと理解されるはずである。たとえば、「1〜10」の規定範囲は最小値1と最大値10の間のいずれかの及び全ての下位範囲、すなわち、1以上の最小値をもって始まりそして10以下の最大値をもって終る全ての下位範囲、たとえば、5.5〜10、を包含すると考えられるべきである。また、ここで使用されるとき、用語「上に付着された」、「上に適用された」、または「上に提供された」は、必ずしも表面と接触する必要なしに、その上に付着された、適用された、または提供されたことを意味する。たとえば、基体の「上に付着された」材料は付着された材料と基体との間に置かれた一つまたはそれ以上の同じまたは異なる組成の他の材料の存在を排除しない。加えて、「本願明細書の中に組み入れられた」として言及されているいずれの資料もその全体が組み入れられているものとして理解されるはずである。
図1は被覆物品10を図解しており、それは基体12を有し、基体12の少なくとも一部分の上に、たとえば、基体12の主表面の少なくとも一部分の上に、付着された本発明の多層被覆14をもつ。
本発明の広い範囲の実施においては、基体12はいずれか所望の光学的特性を有するいずれか所望の素材のものであることができる。たとえば、基体12は可視光に対して透明であることができる。「透明」によって意味するところは、基体12を通しての透過率が0%より大きく100%までであることである。「可視光」によって意味するところは、390nm〜800nmの範囲の電磁エネルギーである。もう一つの方法として、基体12は半透明または不透明であることができる。「半透明」によって意味するところは、電磁エネルギーの通過を許すがそれを反対側の面上の対象物を明瞭には目視不可能にさせるように散乱させることである。「不透明」によって意味するところは、0%の可視光透過率を有することである。適する透明素材はプラスチック(たとえば、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、またはこれらを製造するためのいずれかのモノマーの共重合体、またはこれらの混合物)、マイラー(登録商標)シートまたはフィルム、セラミック、またはガラスを包含する。ガラスは通常のフロートガラスまたはフラットガラスのようないずれのタイプのものであることもでき、そしていずれの光学的性質、たとえば、いずれの値の可視透過率、紫外線透過率、赤外線透過率、および/または全日射エネルギー透過率を有するいずれの組成のものであることもできる。「フロートガラス」によって意味するところは、通常のフロートプロセスによって形成されたガラスであり、そのプロセスにおいては溶融ガラスが溶融金属浴の上に付着されそして制御可能に冷却されてフロートガラスリボンを形成する。それから、リボンは望むように、カットされそして/または造形されそして/または熱処理される。フロートガラスプロセスの例は米国特許第4,466,562号および4,671,155号に開示されている。ガラスは例えば、通常のソーダ−石灰−ケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、または鉛入りガラスであることができる。ガラスは「クリアガラス(clear glass)」、すなわち、色付けされてない又は非着色のガラス、であることができる。もう一つの方法として、ガラスは色付けされた又はそうでなければ着色されたガラスであることができる。ガラスは焼きもどされてないガラス、熱処理されたガラス、または熱強化された(heat strengthened)ガラスであることができる。ここで使用されるとき、用語「熱強化された」は、焼きなまされた、又は焼きもどされた、又は少なくとも部分的に焼きもどされた、を意味する。本発明を限定するものではないが、基体12に適するガラスの例は米国特許第4,746,347号、第4,792,536号、第5,240,886号、第5,385,872号、および5,393,593号に記載されており、それらは本願明細書の中に組み入れられる。基体12はいずれか所望の寸法、たとえば、長さ、幅、形状または厚さ、のものであることができる。通常の自動車用透明体(transparencies)については、基体12は10mm以下の厚さ、たとえば、1mm〜10mmの厚さ、たとえば、10mm未満の厚さ、たとえば、1mm〜5mmの厚さ、たとえば、1.5mm〜2.5mm、たとえば、1.6mm〜2.3mm、であることができる。
図1に示されているように、被覆14は多層被覆または被膜スタックである。ここに使用されるとき、用語「多層被覆」または「被膜スタック」は一つまたはそれ以上の被膜層を有することを意味する。「層」は一つまたはそれ以上の被覆性フィルムを含むことができる。ここに使用されるとき、用語「フィルム」は所期の又は選ばれた被覆性組成物の被覆領域を称する。代表的には、被覆性フィルム内の被覆性組成物は実質的に均一な組成物のものである。被覆14は日射コントロール被覆、たとえば、限定されるものではないが、低放射率被覆、であることができる。ここに使用されるとき、用語「日射コントロール被覆」は被覆物品の日射特性、たとえば、限定されるものではないが、日除け係数(shading coefficient)および/または放射率および/または被覆物品によって反射及び/又は吸収される及び/又はそれを通して透過される日射線量、たとえば、赤外線または紫外線の吸収または反射、に影響する被覆を称する。日射コントロール被覆は日射スペクトルの選択された部分、たとえば、限定されるものではないが、可視スペクトル、を遮蔽、吸収または濾光することができる。
本発明の被覆14はいずれか通常の方法、たとえば、限定されるものではないが、噴霧熱分解(spray pyrolysis)、化学蒸着(chemical vapor deposition)(CVD)、ゾル−ゲル、電子ビーム蒸発、または真空スパッタリングたとえばマグネトロンスパッター蒸着(magnetron sputter vapor deposition)(MSVD)、によって基体12の上に付着されることができる。一態様においては、被覆14はMSVDによって付着される。MSVD被覆装置および方法の例は当業者には十分に理解されるであろう、そして例えば米国特許第4,379,040号、第4,861,669号、第4,898,789号、第4,898,790号、第4,900,633号、第4,920,006号、第4,938,857号、第5,328,768号、および第5,492,750号に記載されている。MSVD法においては、金属または金属合金の酸化物は基体の表面上に金属酸化物または金属合金酸化物のフィルムを付着させるために金属または金属合金を含有するカソードを酸含有雰囲気下でスパッタリングすることによって付着されることができる。
被覆14は基体12の主表面の少なくとも一部分の上に付着されたベース層すなわち第一の反射防止層16を含む。第一の反射防止層16は金属酸化物、金属合金酸化物、窒化物、オキシ窒化物、またはそれらの混合物のような、誘電体材料または反射防止材料の一つまたはそれ以上のフィルムを含むことができる。第一の反射防止層16は透明または実質的に透明であることができる。第一の反射防止層16に適する金属酸化物の例はチタン、ハフニウム、ジルコニウム、ニオブ、亜鉛、ビスマス、鉛、インジウム、スズ、およびそれらの混合物の酸化物を包含する。これらの金属酸化物は少量のその他物質、たとえば、酸化ビスマス中のマンガン、酸化スズの中のインジウム、など、を有していてもよい。加えて、金属合金または金属混合物の酸化物、たとえば、亜鉛とスズを含有する酸化物、その非限定的例「たとえば」はスズ酸亜鉛、インジウム−スズ合金の酸化物、窒化ケイ素、窒化ケイ素アルミニウム、または窒化アルミニウムである、が使用できる。さらに、ドープド金属酸化物、たとえば、アンチモンもしくはインジウムをドープされた酸化スズまたはニッケルもしくはホウ素をドープされた酸化ケイ素、が使用できる。第一の反射防止層16は実質的に単一相のフィルム、たとえば、金属合金酸化物フィルム、たとえば、スズ酸亜鉛、であることができる、又は複数の金属酸化物フィルム、たとえば、米国特許第5,821,001号、第4,898,789号および第4,898,790号に開示されたもの、からなってもよく、それら特許はそれらの全体が本願明細書の中に組み入れられる。
例示の態様においては、第一の反射防止層16は基体12の主表面の少なくとも一部分の上に付着された第一の金属合金酸化物フィルム20と、この第一の金属合金酸化物フィルム20の上に付着された第二の金属酸化物フィルム22とを有する多重フィルム構造を含む。一態様においては、第一の反射防止層16は全体の厚さが500Å以下、たとえば、300Å以下、たとえば、280Å以下、であることができる。たとえば、金属合金酸化物含有フィルム20は100Å〜500Åの範囲、たとえば、150Å〜400Å、たたえば、200Å〜250Å、の厚さを有することができる。金属酸化物フィルム22は50Å〜200Åの範囲、たとえば、75Å〜150Å、たとえば、100Å、の厚さを有することができる。一態様においては、金属混合物または合金の酸化物を含有するフィルムは大抵の亜鉛/スズ合金酸化物を好ましく有することができる。亜鉛/スズ合金酸化物は亜鉛とスズを10重量%〜90重量%の亜鉛と90重量%〜10重量%のスズの割合で含むことができる亜鉛とスズのカソードからのマグネトロンスパッタリング真空蒸着によって得たものであることができる。本発明に使用するためのフィルムの中に存在することができる一つの適する金属合金酸化物はスズ酸亜鉛である。「スズ酸亜鉛」によって意味するものは、ZnSn1−x2−x(式1)(式中、xは0〜1の範囲で変動可能である)の組成である。たとえば、xの数は0より大きいことができ、そして0より大きくそして数1までの間のいずれかの分数または小数であることができる。たとえば、x=2/3の場合には、式1はZn2/3Sn1/34/3であり、それはより普通には「ZnSnO」として記載される。スズ酸亜鉛含有フィルムは式1の形態の一つまたはそれ以上をフィルムの主要量で有している。金属酸化物フィルムは酸化亜鉛のような亜鉛含有フィルムであることができる。酸化亜鉛フィルムは関連づけられたカソードのスパッタリング特性を改良するために他の物質を含むことができ、たとえば、酸化亜鉛は0〜20重量%のスズ、たとえば、0〜15重量%のスズ、たとえば、0〜10重量%のスズ、を含有することができる。
第一の赤外(IR)反射フィルム24は第一の反射防止層16の上に付着されることができる。第一のIR反射フィルム24はIR反射金属、たとえば、限定されるものではないが、金、銅、銀またはそれらの混合物、合金または組合せ、であることができる。第一のIR反射フィルム24は25Å〜300Åの範囲、たとえば、50Å〜300Å、たとえば、50Å〜150Å、たとえば、70〜110Å、たとえば、75Å〜100Å、たとえば、80Å、の厚さを有することができる。本発明の一態様においては、第一の赤外反射フィルム24は銀を含む。
第一のプライマーフィルム26が第一のIR反射フィルム24の上に付着されることができる。第一のプライマーフィルム26はスパッタリングプロセス中の第一のIR反射フィルム24の劣化を防止するために付着プロセス中に犠牲的(sacrificial)であることができる酸素捕捉材料たとえばチタンであることができる。酸素捕捉材料はIR反射フィルムの材料よりも先に酸化するように選択されることができる。一態様においては、第一のプライマーフィルム26は5Å〜50Åの範囲、たとえば、10Å〜40Å、たとえば、12Å〜20Å、の厚さを有することができる。
第二の反射防止層30は第一のプライマーフィルム26の上に付着されることができる。第二の反射防止層30は一つまたはそれ以上の、金属酸化物または金属合金酸化物を含有するフィルム、たとえば、第一の反射防止層16に関して上に記載したもの、を含むことができる。例示の態様においては、第二の反射防止層30は第一のプライマーフィルム26の上に付着された第一の金属酸化物層32、たとえば、酸化亜鉛、を有する。この第一の酸化亜鉛フィルムの上に第二の金属合金酸化物フィルム34、たとえば、スズ酸亜鉛フィルム、が付着される。このスズ酸亜鉛フィルム34の上に第三の金属酸化物フィルム36、たとえば、別の酸化亜鉛フィルム、が付着されて多重フィルム層30を形成する。第二の反射防止層30の各金属酸化物フィルム32、36は約50Å〜200Åの範囲、たとえば、75Å〜150Å、たとえば、100Å、の厚さを有することができる。金属合金酸化物フィルム34は100Å〜500Åの範囲、たとえば、200Å〜500Å、たとえば、300Å〜500Å、たとえば、400Å、の厚さを有することができる。
第二のIR反射フィルム40は第二の反射防止層30の上に付着されることができる。第二のIR反射フィルム40は第一のIR反射フィルム24に関して上に記載したとおりのIR反射フィルムのいずれかを包含することができる。第二のIR反射フィルム40は25Å〜150Åの範囲、たとえば、50Å〜100Å、たとえば、80Å〜90Å、の厚さを有することができる。例示の態様においては、第二のIR反射フィルム40は銀を包含する。別の態様においては、この第二の赤外反射フィルムは第一および第三の赤外反射フィルムの各々よりも厚くできる。
第二のプライマーフィルム42は第二のIR反射フィルム40の上に付着されることができる。第二のプライマーフィルム42は第一のプライマーフィルム26に関して上に記載した材料のいずれかであることができる。第二のプライマーフィルムは約5Å〜50Åの範囲、たとえば、10Å〜25Å、たとえば、12Å〜20Å、の厚さを有することができる。
第三の反射防止層46は第二のプライマーフィルム42の上に付着されることができる。第三の反射防止層46はやはり、第一および第二の反射防止層16、30に関して上に論じたような一つまたはそれ以上の、金属酸化物または金属合金酸化物を含有するフィルムを包含することができる。例示の態様においては、第三の反射防止層46は第二の反射防止層30に似た多重フィルム層である。たとえば、第三の反射防止層46は第一の金属酸化物フィルム48、たとえば、酸化亜鉛フィルムと、この酸化亜鉛フィルム48の上に付着された第二の金属合金酸化物含有フィルム50、たとえば、スズ酸亜鉛フィルムと、このスズ酸亜鉛含有フィルム50の上に付着された第三の金属酸化物フィルム52、たとえば、別の酸化亜鉛フィルムとを含むことができる。それら金属酸化物フィルムは50Å〜200Åの範囲、たとえば、75Å〜150Å、たとえば、100Å、の厚さを有することができる。金属合金酸化物フィルムは100Å〜500Åの範囲、たとえば、200Å〜500Å、たとえば、300Å〜500Å、たとえば、400Å、の厚さを有することができる。
従来の日射コントロール被覆と違って、本発明の被膜スタックは第三の反射防止層46の上に付着された第三のIR反射フィルム58をさらに含んでいる。第三のIR反射フィルム58は第一および第二のIR反射フィルム24、40に関して上に論じた材料のいずれかであることができる。第三のIR反射フィルム58は50Å〜100Åの範囲、たとえば、70Å〜90Å、たとえば、75Å〜85Å、の厚さを有することができる。例示の態様においては、第三のIR反射フィルム58は銀を包含する。第一、第二および第三の赤外反射フィルムが銀を有する又は含有する場合には、被覆の銀の総量は29〜44マイクログラム/平方センチメートル(μg/cm)の量の範囲にあることができ、そして一態様においては、約36.5μg/cmである。
第三のプライマーフィルム60は第三の赤外反射フィルム58の上に付着されることができる。一態様においては、第三のプライマーフィルム60は上に記載したプライマー材料のいずれかのものであることができる。第三のプライマーフィルム60は5Å〜50Åの範囲、たとえば、10Å〜25Å、たとえば、12Å〜20Å、の厚さを有することができる。例示の態様においては、第三のプライマーフィルム60はチタンである。
第四の反射防止層66は第三のプライマーフィルム60の上に付着されることができる。第四の反射防止層66は一つまたはそれ以上の、金属酸化物または金属合金酸化物を含有するフィルム、たとえば、第一、第二または第三の反射防止層16、30、46に関して上に論じたもの、からなることができる。一態様においては、第四の反射防止層66は第三のプライマーフィルム60の上に付着された第一の金属酸化物フィルム68、たとえば、酸化亜鉛フィルムと、この酸化亜鉛フィルム68の上に付着された第二の金属合金酸化物フィルム70とを有する多重フィルム層である。酸化亜鉛フィルムは25Å〜200Åの範囲、たとえば、50Å〜150Å、たとえば、100Å、の厚さを有することができる。金属合金酸化物フィルム70は25Å〜500Åの範囲、たとえば、50Å〜250Å、たとえば、100Å〜150Å、の厚さを有することができる。
保護オーバーコート74は機械的および化学的攻撃に抗して保護を与えるのを助けるために第四の反射防止層66の上に付着されることができる。一態様においては、保護オーバーコート74は約25Å〜100Åの範囲、たとえば、40Å〜60Å、たとえば、50Å、の厚さを有する、二酸化チタンまたは酸化ジルコニウムのような金属酸化物であることができる。別の態様においては、保護オーバーコート74は10Å〜100Åの範囲、たとえば、25Å〜75Å、たとえば、50Å、の厚さを有するチタン金属であることができる。さらに別の態様においては、保護オーバーコート74の上に又はその代わりに、外側被膜(図示されていない)、たとえば、ケイ素の酸化物、窒化物またはオキシ窒化物、またはそれらの混合物、が付着されることができる。たとえば、外側被膜はドーパントたとえばアルミニウムまたはホウ素の一つまたはそれ以上をドープされたケイ素の酸化物、窒化物またはオキシ窒化物を包含することができる。いくつかの適する保護被膜の例は米国特許第4,716,086号、第4,786,563号、第4,861,669号、第4,938,857号、および第4,920,006号;カナダ出願CA2,156,571号、および米国特許出願60/242,543号および10/007,382号の中に記載されており、それら特許および出願は本願明細書の中に組み入れられる。
当業者によって認識されるであろうように、本発明の被覆14は積層物品および非積層物品たとえば単一プライのどちらにも利用できる。図1は本発明の被覆14を有するモノリティック(monolithic)物品を示す。「モノリティック」によって意味するのは、単一構造の基体12または基本プライ(primary ply)たとえばガラスプライを有することである。「基本プライ」によって意味するものは、基本の支持体または構造体メンバーである。物品は乗物(たとえば、自動車または航空機)用透明体であることができる。ここに使用されるとき、用語「自動車用透明体」は自動車のフロントガラス(windshield)、サイドライト、バックライト、ムーンルーフ(moon roof)、サンルーフ(sunroof)などを称している。「透明体」はいずれか適する量の可視光透過率(Lta)、たとえば、0%より大きい乃至100%までの可視光透過率、を有することができる。視覚領域向けには、可視光透過率は50%以上、たとえば、60%以上、たとえば、70%の以上、たとえば、72%以上、たとえば、75%以上、であることができる。代わりに、物品は通常の建築用透明体、たとえば、限定されるものではないが、断熱性ガラスユニットの一つまたはそれ以上のペイン(pane)、住宅用または商業用単一ペインまたは積層窓(laminated window)、天窓(skylight)、など、であることができる。
保護オーバーコート74はいずれの厚さのものであることもできるが、モノリシック物品用には、保護オーバーコート74は物品の外観の色変動を軽減または防止するために1μまたはそれ以上の厚さを有することができる。保護オーバーコート74は5μ以下、たとえば、約1〜約3ミクロン、の厚さを有することができる。自動車用には、保護オーバーコート74は自動車用透明体として使用されるためには1000回転にわたって2%未満の光沢損失をもって従来のANSI/SAE26.1−1996に合格するのに十分な厚さであることができる。さらには、保護オーバーコート74は一様な厚さのものである必要はなく、たとえば被覆の屈折率が被覆がラミネートされるところの材料の反射率に同じか又は近い場合には、高いおよび低いスポット(spots)またはエリア(areas)を有していてもよい。
保護オーバーコート74はいずれの望みの材料のものであってもよい。たとえば、保護オーバーコート74は一つまたはそれ以上の金属酸化物材料、たとえば、限定されるものではないが酸化アルミニウム、酸化ケイ素またはそれらの混合物を一つまたはそれ以上のフィルムまたは層として包含することができる、何故ならば、上に列挙した金属酸化物の一つまたはそれ以上のような一つまたはそれ以上のフィルムまたは層は一つのフィルムの中に又は前者フィルムの上の別のフィルムの中に存在することができ、そして列挙した金属酸化物のもう一つを又はそれらの様々な混合物を有することができるからである。たとえば、保護オーバーコート74はアルミナ35重量%〜100重量%とシリカ65重量%〜0重量%の範囲にあることができ、たとえば、70重量%〜90重量%のアルミナと10重量%〜30重量%のシリカ、たとえば、75重量%〜85重量%のアルミナと15重量%〜25重量%のシリカ、たとえば、88重量%のアルミナと12重量%のシリカ、たとえば、65重量%〜75重量%のアルミナと25重量%〜35重量%のシリカ、たとえば、70重量%のアルミナと30重量%のシリカ、であることができる。その他の物質、たとえば、アルミニウム、クロム、ハフニウム、イットリウム、ニッケル、ホウ素、燐、チタン、ジルコニウム、およびそれらの酸化物、は保護オーバーコート74の屈折率に影響を与えるために存在することができる。かかる保護オーバーコート74はチタンまたはチタニア保護フィルムの下に一つまたはそれ以上の上記列挙金属酸化物の一つまたはそれ以上のフィルムの多層フィルムであることができる。保護オーバーコート74は基体12の屈折率とほぼ同じである屈折率を有することができる。たとえば、基体12が1.5の屈折率を有するガラスであるならば、保護オーバーコート74は、2未満、たとえば、1.3〜1.8、たとえば、1.5±0.2、の屈折率を有することができる。上記に74で記述されているオーバーコートはモノリティック物品用に有効である。
当業者によって認識されるであろうように、本発明の被覆14の使用は図1に示されているようなモノリティック物品に限られるものではない。たとえば、図2は第一プライ82と第二プライ84を有する積層物品80を示している。第一および第二のプライ82、84はいずれか所望の材料のもの、たとえば、上に論じた基体12のために説明したもの、であることができる。さらに、第一プライ82は第二プライ84とは異なる材料および/または異なる透過率のものであることができる。積層物品80は湾曲されることができる。
本発明の被覆14は第一プライ82と第二プライ84の間に置かれる。たとえば、被覆14はそれらプライの一つ、たとえば、第一プライ82、の主表面上に付着されることができる。
第一および第二のプライ82、84は中間層88によって互いにラミネートされることができる。中間層88はいずれか通常のラミネート材料、たとえば、自動車技術分野に通常利用されているプラスチック材料、たとえば、非限定的な例では、可塑化された又は可塑化されてないどちらのバージョンでもポリ(ビニルブチラール)、であることができる。一態様においては、積層物品80は積層フロントガラスのような積層された自動車用透明体であることができる。
基体12は被覆14の適用前、適用中または適用後に加熱されることができる。たとえば、基体12は通常の造形装置によって、いずれか所望の形状、たとえば、湾曲プライ、に曲げられる又は付形されることができ、そして被覆14は湾曲された基体12の一つまたはそれ以上の主表面に適用される。被覆14の適用後、この得られた被覆物品は次いで、たとえば、ラミネーションまたは熱処理のために、加熱または加工されることができる。
本発明の一態様においては、基体12に被覆14を適用した後、この得られた被覆物品はIR反射フィルムの伝導率を増大させるためのプロセスを受けることができる。たとえば、被覆14および/または基体12は各IR反射フィルムのシート抵抗を1.5〜3.5オーム/スクエア(Ω/□)の範囲にするのに十分な温度に加熱されることができる。たとえば、被覆14は225°F(107℃)以上の、たとえば、250°F(121℃)以上の、たとえば、350°F(176℃)以上の、たとえば、350°以上の、温度に加熱されることができる。
一態様においては、クリアフロートガラス(2.3mm厚さ)の基体12に本発明の被覆が付着されている被覆物品10は60%以上の可視光透過率(Lta)、たとえば、70%以上の、たとえば、72%以上の、たとえば、75%以上の可視光透過率、を有することができる。
被覆14は既知の日射コントロール被覆よりも低い全日射エネルギー反射率(TSER)を有する。たとえば、被覆14は300nm〜2150nmの範囲にわたって20%〜50%のTSER(台形積分法を使用して)を有することができる。さらに、被覆14は既知の日射コントロール被覆よりも低い可視光反射率を有することができる。ここに使用されるとき、用語「可視光透過率」はD65光源を使用した反射率値「Y」を称する。たとえば、被覆14の可視光反射率は被覆が付着されるところの基体の可視光反射率より上へ5%以下であることができる。「基体の可視光反射率より上へ5%以下」によって意味することは、被覆なしの基体が10%の可視光反射率を有する場合には被覆物品が15%以下の可視光反射率を有するということである。一態様においては、被覆14は被覆なしの基体より上へ2%以下、たとえば、1%以下、の可視光反射率を有することができる。
本発明の別の局面においては、被覆は通常のCIE色座標を使用して定義されたときに比較的無彩色を有することができる。「無彩色」によって意味することは、±|3|以下のaおよびb、たとえば、±|2|以下のaおよびb、と、50以下のL、たとえば、44以下の、たとえば、40以下の、たとえば、36以下の、たとえば、35以下の、たとえば、33以下の、L、とを有することである。加えて、被覆14は低いアンギュラー色シフトを有することができる。「低いアンギュラー色シフト」によって意味することは、被覆が垂直から角度をもって観察されたときに被覆の観察された色が上記の無彩色領域の範囲内にとどまることである。
下記の非限定的な実施例は本発明を例証する。
三重の赤外反射フィルムを含有する被覆を、図1の被覆のために記載したものに似たMSVDスパッタリングによって製造したが、ここでは、赤外反射フィルムは銀を有していたが、被覆の反射防止層は異なって構成された。第一、第二、および第三の反射防止層の各々は第一のスズ酸亜鉛含有フィルムと、第二の混合酸化物フィルム(これは上に記載したように90%の亜鉛と10%のスズを有する亜鉛とスズの混合酸化物フィルム)とを有していた。勿論、反射防止層の中のフィルムのこの順序は逆にすることもできる。フロートガラス上に製造された、保護フィルムまたは層なしのこのような被覆を2年間にわたって室内周囲条件に曝したが、このコーテッドガラスの被膜劣化または無彩色の変化は目視では全く認められなかった。
先の実施例のコーテッドガラスを、MSVDスパッタリングによってチタン金属の30Å厚さの保護コートをもって製造した。それはフィルムおよび層の全部の総量がμg/cmで表して以下の通りであった:
チタン 亜鉛 銀 スズ
4.33 57.7 27.5 36.5
以上、本発明のいくつかの例示の態様および用途を記載したが、上記記述の中に開示された概念から逸脱しないで変形を本発明に適用することができるということは当業者には容易に認識されるであろう。従って、ここに詳細に記載された具体的態様は単なる例証であり、本発明の範囲に制限を加えるものではなく、本発明は特許請求の範囲およびそれのいずれかのおよび全ての均等物の完全な大きさを与えられるべきである。
本発明の特徴を組み込んである被覆を有する被覆物品の側面図である。 本発明の特徴を組み込んである積層物品の側面図である。

Claims (55)

  1. 第一の反射防止層;
    第一の反射防止層の上に付着された第一の赤外反射フィルム;
    第一の赤外反射フィルムの上に付着された第二の反射防止層;
    第二の反射防止層の上に付着された第二の赤外反射フィルム;
    第二の赤外反射フィルムの上に付着された第三の反射防止層;および、
    第三の反射防止層の上に付着された第三の赤外反射フィルム
    を含む被覆。
  2. 反射防止層が、金属酸化物、金属合金の酸化物、ドープド金属酸化物、窒化物、オキシ窒化物、およびそれらの混合物からなる群から選ばれた少なくとも一つの素材を含む、請求項1の被覆。
  3. 反射防止層が、亜鉛、チタン、ハフニウム、ジルコニウム、ニオブ、ビスマス、インジウム、スズ、およびそれらの混合物の酸化物からなる群から選ばれた少なくとも一つの金属酸化物を含む、請求項2の被覆。
  4. 金属合金の酸化物が、スズ酸亜鉛およびインジウム−スズ合金からなる群から選ばれる、請求項2の被覆。
  5. 反射防止層の少なくとも一つが複数の反射防止フィルムを含む、請求項1の被覆。
  6. 赤外反射フィルムが、金、銀、アルミニウム、またはそれらの混合物、合金または組合せからなる群から選ばれた金属を含む、請求項1の被覆。
  7. 第一の反射防止層が、300Å〜350Åの範囲、たとえば、300Å未満、たとえば、280Å未満、の厚さを有する、請求項1の被覆。
  8. 第一の反射防止層が、スズ酸亜鉛フィルムの上に付着された酸化亜鉛フィルムを含む、請求項1の被覆。
  9. 酸化亜鉛フィルムが、50Å〜200Åの、たとえば、50Å〜150Åの、範囲の厚さを有する、請求項8の被覆。
  10. スズ酸亜鉛フィルムが、150Å〜500Åの、たとえば、150Å〜300Åの、範囲の厚さを有する、請求項8の被覆。
  11. 第一の赤外反射フィルムが50Å〜150Åの範囲の厚さを有する、請求項1の被覆。
  12. 第二の赤外反射フィルムが、第一の酸化亜鉛フィルムと、この第一の酸化亜鉛フィルムの上に付着されたスズ酸亜鉛フィルムと、このスズ酸亜鉛フィルムの上に付着された第二の酸化亜鉛フィルムとを含む、請求項1の被覆。
  13. 第一の酸化亜鉛フィルムが50Å〜150Åの範囲の厚さを有し、スズ酸亜鉛フィルムが200Å〜500Åの範囲の厚さを有し、そして第二の酸化亜鉛フィルムが50Å〜150Åの範囲の厚さを有する、請求項12の被覆。
  14. 第二の赤外反射フィルムが50Å〜150Åの範囲の厚さを有する、請求項1の被覆。
  15. 第三の反射防止層が、第一の酸化亜鉛フィルムと、この第一の酸化亜鉛フィルムの上に付着されたスズ酸亜鉛フィルムと、このスズ酸亜鉛フィルムの上に付着された第二の酸化亜鉛フィルムとを含む、請求項1の被覆。
  16. 酸化亜鉛フィルムの各々が50Å〜150Åの範囲の厚さを有する、請求項15の被覆。
  17. スズ酸亜鉛フィルムが200Å〜500Åの範囲の厚さを有する、請求項15の被覆。
  18. 第三の赤外反射フィルムが50Å〜100Åの範囲の厚さを有する、請求項1の被覆。
  19. さらに、第三の赤外反射フィルムの上に付着された第四の反射防止層を含む、請求項1の被覆。
  20. 第四の反射防止層が酸化亜鉛フィルムの上に付着されたスズ酸亜鉛フィルムを含む、請求項19の被覆。
  21. スズ酸亜鉛フィルムが50Å〜200Åの範囲の厚さを有する、請求項20の被覆。
  22. 酸化亜鉛フィルムが50Å〜150Åの範囲の厚さを有する、請求項20の被覆。
  23. さらに、第四の反射防止層の上に付着された保護オーバーコートおよび/または外側被膜を含む、請求項19の被覆。
  24. 保護オーバーコートおよび/または外側被膜が、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、およびそれらの混合物からなる群から選ばれた少なくとも一つの金属酸化物を含む、請求項23の被覆。
  25. 保護オーバーコートおよび/または外側被膜が500Å〜5μの範囲の厚さを有する、請求項24の被覆。
  26. 第一の反射防止層、該第一の反射防止層はスズ酸亜鉛の上に付着された酸化亜鉛フィルムを含む;
    銀を含みそして第一の反射防止層の上に付着された第一の赤外反射金属性フィルム;
    第一の赤外反射フィルムの上に付着された第二の反射防止層、該第二の反射防止層は第一の酸化亜鉛フィルムと、この第一の酸化亜鉛フィルムの上に付着されたスズ酸亜鉛フィルムと、このスズ酸亜鉛フィルムの上に付着された第二の酸化亜鉛フィルムとを含む;
    銀を含みそして第二の反射防止層の上に付着された第二の赤外反射金属性フィルム;
    第二の赤外反射金属性フィルムの上に付着された第三の反射防止層、該第三の反射防止層は第一の酸化亜鉛フィルムと、この第一の酸化亜鉛フィルムの上に付着されたスズ酸亜鉛フィルムと、このスズ酸亜鉛フィルムの上に付着された第二の酸化亜鉛フィルムとを含む;および
    銀を含みそして第三の反射防止層の上に付着された第三の赤外反射金属性フィルム
    を含む被覆。
  27. さらに、第三の赤外反射金属性フィルムの上に付着された第四の反射防止層を含み、該第四の反射防止層は酸化亜鉛フィルムと、この酸化亜鉛フィルムの上に付着されたスズ酸亜鉛フィルムとを含む、請求項26の被覆。
  28. 第一の反射防止層が、200Å〜250Åの範囲の厚さを有するスズ酸亜鉛と、100Åの厚さを有する酸化亜鉛とを含む、請求項26の被覆。
  29. 第一の赤外反射金属性フィルムが約80Åの厚さを有する、請求項26の被覆。
  30. 第二の反射防止層について、第一の酸化亜鉛フィルムが100Åの厚さを有し、スズ酸亜鉛フィルムが400Åの厚さを有し、そして第二の酸化亜鉛フィルムが100Åの厚さを有する、請求項26の被覆。
  31. 第二の赤外反射金属性フィルムが80Å〜90Åの範囲の厚さを有する、請求項26の被覆。
  32. 第三の反射防止層について、第一の酸化亜鉛フィルムが100Åの厚さを有し、スズ酸亜鉛フィルムが400Åの厚さを有し、そして第二の酸化亜鉛フィルムが100Åの厚さを有する、請求項26の被覆。
  33. 第三の赤外反射金属性フィルムが75Å〜85Åの範囲の厚さを有する、請求項26の被覆。
  34. 第四の反射防止層について、酸化亜鉛フィルムが100Åの厚さを有し、そしてスズ酸亜鉛フィルムが100Å〜150Åの範囲の厚さを有する、請求項27の被覆。
  35. 基体の少なくとも一部分の上に第一の反射防止層を付着させ;
    第一の反射防止層の上に第一の赤外反射フィルムを付着させ;
    第一の赤外反射フィルムの上に第二の反射防止層を付着させ;
    第二の反射防止層の上に第二の赤外反射フィルムを付着させ;
    第二の赤外反射フィルムの上に第三の反射防止層を付着させ;そして
    第三の反射防止層の上に第三の赤外反射フィルムを付着させる
    諸工程を含む、基体を被覆する方法。
  36. 基体;
    基体の少なくとも一部分の上に付着された第一の反射防止層;
    第一の反射防止層の上に付着された第一の赤外反射フィルム;
    第一の赤外反射フィルムの上に付着された第二の反射防止層;
    第二の反射防止層の上に付着された第二の赤外反射フィルム;
    第二の赤外反射フィルムの上に付着された第三の反射防止層;および
    第三の反射防止層の上に付着された第三の赤外反射フィルム
    を含む、被覆物品。
  37. 3枚の間隔をおいた赤外反射フィルムを含んでおり、隣り合うフィルムの間に少なくとも一つの反射防止層が配置されている、被覆。
  38. 赤外反射フィルムが銀を含む、請求項37の被覆。
  39. 基体;および
    銀を含む3枚の間隔をおいた赤外反射フィルムを含む被覆
    を含み、60%以上の可視光透過率を有する、加熱可能な被覆物品。
  40. 基体;および
    3つの、間隔をおいた赤外反射フィルムを含む被覆
    を含み、可視光透過率が72%を超す、被覆物品。
  41. 基体;および
    銀を含む3枚の間隔をおいた赤外反射フィルムを含む被覆
    を含み、これら赤外反射フィルムが1.5〜3Ω/□の範囲のシート抵抗を有する、被覆物品。
  42. 基体;
    基体の少なくとも一部分の上に付着されたそして3枚の間隔をおいた赤外反射フィルムを含む被覆
    を含み、60%以上の可視光透過率を有する、被覆物品。
  43. これら赤外反射フィルムが1.5〜3Ω/□の範囲のシート抵抗を有する、請求項42の被覆物品。
  44. 被覆物品が、±|3|以下のaおよびbと50以下のLとによって規定される色を有する、請求項42の被覆物品。
  45. およびbが±|2|以下である、請求項44の被覆物品。
  46. が、44以下、40以下、36以下、35以下、および33以下からなる群から選ばれる、請求項44の被覆物品。
  47. 被覆物品が300nm〜2150nmの範囲にわたって20%〜50%の範囲のTSERを有する、請求項42の被覆物品。
  48. 被覆物品が基体の可視光反射率より上へ5%以下の可視光反射率を有する、請求項42の被覆物品。
  49. 被覆物品が基体より上へ2%未満の可視光反射率を有する、請求項48の被覆物品。
  50. 被覆物品が基体より上へ1%未満の可視光反射率を有する、請求項48の被覆物品。
  51. 被覆物品が72%以上のLtaを有する、請求項42の被覆物品。
  52. 被覆物品が75%以上のLtaを有する、請求項42の被覆物品。
  53. 3枚以上の赤外反射フィルムを有する被覆の日射コントロール特性を改良する方法であって、
    被覆を、これら赤外反射フィルムについて1.5〜3Ω/□の範囲のシート抵抗を得るのに十分な温度に、加熱することを含む、前記方法。
  54. 一方の主表面が基体上の被覆に対面している2つの互いに反対側の主表面を有している少なくとも1層の中間層材料、および
    中間層の被覆基体対面表面とは反対側の主表面に対面している第二の基体
    を含み、被覆基体と中間層と基体がラミネーション状態にある、請求項42の被覆物品。
  55. 赤外反射フィルムが銀を有し、そして3枚の赤外反射フィルム全部の中の銀の総量が22〜33μg/cmの範囲にある、請求項1の被覆。
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