JP2016513056A - 熱放射反射コーティングを有する板ガラス - Google Patents

熱放射反射コーティングを有する板ガラス Download PDF

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Abstract

本発明は、基材（１）および基材（１）の表面のうちの少なくとも１つにおける少なくとも１つの熱放射反射コーティング（２）を含む、熱放射反射コーティングを有する板ガラスに関し、コーティング（２）が、基材（１）の側から、少なくとも、・１つの下部誘電体層（３）、・少なくとも１種の透明導電性酸化物を含有する、１つの機能層（４）および・１つの上部誘電体層（５）を含み、少なくとも１つの黒化層（１０）が、下部誘電体層（３）の下、下部誘電体層（３）と機能層（４）との間、機能層（４）と上部誘電体層（５）との間および／または上部誘電体層（５）の上に配置されており、黒化層（１０）が、融点１９００℃超および比抵抗５００μオーム＊ｃｍ未満の少なくとも１種の金属、１種の金属窒化物および／または１種の金属炭化物を含有する。

Description

本発明は、熱放射反射コーティングを有する板ガラス、それを製造する方法およびそのようなコーティングを有する板ガラスにおける黒化層の使用に関する。
自動車の内部は、夏には、高い周囲温度および強力な直射日光により、大幅に昇温することがある。外の温度が車両内部の温度より低い場合（特に冬に発生する。）、冷たい板ガラスは放熱板として作用し、乗員に不快なものとして受け取られている。エアコンシステムに高い暖房性能も備えて、自動車の窓を通した内部の過剰な冷却を防がなければならない。
熱放射反射コーティング（いわゆる「低Ｅコーティング」）は公知である。そのようなコーティングは、特に赤外領域のかなりの部分の日光を反射し、夏には車両内部の温度上昇を抑える。その上、車両内部に面した板ガラスの表面にコーティングが適用されている場合、昇温した板ガラスから車両内部への長波熱放射の放出がコーティングにより抑えられる。その上、冬に外の温度が低い事例では、そのようなコーティングは、内部から外周への熱の外方放出を抑える。
審美的または熱的理由から、自動車の窓の板ガラスは、光線透過率を抑えることが望ましいことがある。これは、例えば、後部側窓、後部窓またはルーフパネルに多い事例である。そのような板ガラスは、透過率を低下させた熱放射反射コーティングの使用により製造できる。ニオブ、タンタル、ニッケル、クロム、ジルコニウムまたはそれらの合金でできている機能層を含有する、透過率を低下させた熱放射反射コーティングは、例えば、ＵＳ７５９２０６８Ｂ２、ＵＳ７９２３１３１Ｂ２およびＷＯ２００４０７６１７４Ａ１で当業者に公知である。コーティングの光線透過率は低いため、層の傷、特に存在し得る製造に伴う傷は、望ましくない高いコントラストを有する。例えば、約１００μｍの大きさのきわめて小さい傷さえも、特に板ガラス越しに見る場合は、見る人にはひどく目立つことがある。そのような層の傷は、例えば、コーティングプロセスの前および／または最中に、粒子が、コーティングされる板ガラスの表面に混入し、コーティングした後の表面から放出される際に発生し得る。粒子は、板ガラスの表面を続いて熱処理している最中にも、表面から放出され得る。
透過率を低下させたコーティングの欠点を避けるために、着色板ガラスに透明な熱放射反射コーティングを施すことができる。そのようなコーティングは、透明導電性酸化物、例えば酸化インジウムスズをベースとした機能層を含有することができ、例えば、ＥＰ２１４１１３５Ａ１、ＷＯ２０１０１１５５５８Ａ１およびＷＯ２０１１１０５９９１Ａ１で公知である。しかし、きわめて光線透過率が低い、例えば８％未満の板ガラスは、通例、光線透過率が１０％未満のガラスが市販されていないので、この手段で容易に実現できない。
コーティングの適用後、板ガラスは、熱処理および機械的な変形が施されることが多い。自動車分野の板ガラス、例えば、単一板ガラスによる安全ガラスの形態の側窓および後部窓ならびに複合安全ガラスの形態のルーフパネル、側窓および後部窓は、典型的には曲げられ、このプロセスで、プレストレッシングまたは部分的なプレストレッシングが行われることが多い。板ガラスのベンディングおよびプレストレッシングも、コーティングに特定の要求を課す。
ＵＳ２００８／００７００４５Ａ１から、低Ｅコーティングを有する別の板ガラスが公知であり、機能層は、透明導電性酸化物を含有する。コーティングは、熱放射を吸収するための層、例えば、窒化チタンでできている層を含有する。吸収層の厚さは指定されていない。
ＵＳ２００５／０１２３７７２Ａ１から、銀でできている機能層を有する低Ｅコーティングが公知である。コーティングは、窒化チタンでできている光吸収層を含有する。銀をベースとした低Ｅコーティングは、腐食の影響を受けやすく、結果として、環境と接触する板ガラス表面に使用できないことがある。それらの使用は、典型的には、中間層を向いた複合板ガラスの表面に限られる。板ガラスの内側表面への使用は、結果として不可能である。
米国特許第７５９２０６８号明細書 米国特許第７９２３１３１号明細書 国際公開第２００４／０７６１７４号 欧州特許出願公開第２１４１１３５号明細書 国際公開第２０１０／１１５５５８号 国際公開第２０１１／１０５９９１号 米国特許出願公開第２００８／００７００４５号明細書 米国特許出願公開第２００５／０１２３７７２号明細書
（発明の要旨）
本発明の目的は、改善した熱放射反射コーティングを有する板ガラスであって、熱放射反射コーティングが、可視スペクトル領域の、板ガラスの透過率を抑える、板ガラスを提供することにある。コーティングは、耐腐食性とすべきでもあり、板ガラスのベンディングおよびプレストレッシング中に損傷を受けてはならない。さらに、板ガラスを製造する方法が提供される。
本発明の目的は、請求項１に記載の熱放射反射コーティングを有する板ガラスにより、本発明に従って達成される。好ましい実施形態は、従属クレームに表わされる。
本発明による熱放射反射コーティングを有する板ガラスは、基材および基材の少なくとも一方の表面上の少なくとも１つの熱放射反射コーティングを含み、コーティングが、基材の側から、少なくとも、
・１つの下部誘電体層、
・少なくとも１種の透明導電性酸化物を含有する、１つの機能層および
・１つの上部誘電体層
を含み、少なくとも１つの黒化層が、下部誘電体層の下、下部誘電体層と機能層との間、機能層と上部誘電体層との間および／または上部誘電体層の上に配置されており、
黒化層が、融点１９００℃超および比抵抗５００μオーム＊ｃｍ未満の少なくとも１種の金属、１種の金属窒化物および／または１種の金属炭化物を含有する。
本発明による熱放射反射コーティングは、積層体であり、少なくとも以下の個々の層：
・１つの下部誘電体層、
・下部誘電体層の上に、少なくとも１種の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を含有する１つの機能層および
・機能層の上に、１つの上部誘電体層
を示されている順で基材の側から含む。その上、コーティングは、本発明による少なくとも１つの黒化層を含む。
第１の層が第２の層の上に配置されている場合、これは、本発明の文脈において、第１の層が第２の層よりも基材から離れて配置されていることを意味する。第１の層が第２の層の下に配置されている場合、これは、本発明の文脈において、第２の層が第１の層よりも基材から離れて配置されていることを意味する。
第１の層が第２の層の上または下に配置されている場合、これは、本発明の文脈において、第１および第２の層が、互いに直接接触する状態にあることを必ずしも意味しない。明白に除外されない限り、第１と第２の層との間に、１つまたは複数の追加層を配置することができる。
コーティングの最上層は、本発明の文脈において、基材から最も距離が離れた層である。コーティングの最下層は、本発明の文脈において、基材から最も距離が短い層である。
比抵抗に対して示される値は、温度２０℃で測定される。屈折率に対して示される値は、波長５５０ｎｍで測定される。
当業者は、例えば、表またはデータシートにおいて融点および比抵抗に対して示される値を理解できる。典型的には、そこで示される値は、固体に対するものである。薄膜の事例では、融点および比抵抗は、そこから逸脱することがある。それでもなお、固体に対する表形式の値は、本発明による黒化層に対して適切な材料を選択するための適正な基準を当業者に示す。本文脈においては、融点および比抵抗に対して示される値を理解しなければならない。
層または別の部材が少なくとも１つの材料を含有する場合、これは、本発明の文脈において、層がその材料でできている事例を含む。
本発明による、黒化層の金属、金属窒化物および／または金属炭化物は、低い比抵抗を有するので、明らかな導電性である。そのような導電性の黒化層によって、熱放射反射コーティングの可視スペクトル領域の透過率は、特に吸収および／または反射により低下する。黒化層は、もちろん他のスペクトル領域、例えば、赤外領域の透過率も低下させることができる。透過率のレベルは、黒化層の数および厚さならびに材料により調整できる。したがって、特に、本発明によるコーティングが着色板ガラスに使用される場合、きわめて色が濃い板ガラスさえも実現できる。これは、本発明の重要な利点である。
本発明による、黒化層の金属、金属窒化物および／または金属炭化物は、高い融点も有する。そのような黒化層は、有利なことに、耐腐食性および耐酸化性である。結果として、コーティングした板ガラスは、コーティングが損傷を受ける（例えば、黒化層におけるひび割れにより）ことなく、または光線透過率に関しても、黒化層の酸化により再度上昇することなく、温度処理、ベンディングプロセスおよび／またはプレストレッシングプロセスを施すことさえできる。これは、本発明の別の重要な利点である。
例えば、本発明による板ガラスは、好ましくは、自動車または建物の入口に供給され、外部環境から内部を隔離する。本発明によるコーティングは、好ましくは、板ガラスが設置された位置において、内部を向くように意図された基材の表面に配置される。これは、内部の熱的快適性に関して特に有利である。板ガラスが設置された位置において、内部を向くように意図された表面は、本発明の文脈において、内側表面と呼ばれる。本発明によるコーティングは、外部温度が高く日光が強い事例では、板ガラス全体により内部方向に放射される熱放射を、特に効率的に、少なくとも部分的に反射することができる。外側の温度が低い事例では、本発明によるコーティングは、内部から放射される熱放射を効率的に反射するので、冷たい板ガラスの放熱板としての作用を抑えることができる。
本発明による板ガラスの内側放射率は、好ましくは、３５％以下、特に好ましくは２５％以下、特に最も好ましくは２０％以下である。ここでは、「内側放射率」という用語は、例えば、建物または自動車の板ガラスが、設置された位置において内部空間へと発する熱放射の量を、理想的な熱放射体（黒体）と比較して示す測定値を指す。本発明の文脈において、「放射率」は、標準規格ＥＮ１２８９８に従う２８３Ｋの通常の放出レベルを意味する。
本発明による板ガラスは、有利な実施形態において、２５％未満、好ましくは１５％未満、特に好ましくは１０％未満、特に最も好ましくは８％未満、特に６％未満の可視スペクトル領域の透過率を有する。本発明は、透過率１０％未満の板ガラスに特に有利である。そのような板ガラスは、そのような濃厚に着色された基材が典型的には市販されていないため、着色した基材だけで実現することが困難である。そのような透過率の低い板ガラスは、特に自動車の側窓、後部窓、ルーフパネルとして、または建物にも望ましいものであり得る。
日光からの全エネルギー入力に関する、本発明による板ガラスの透過率の値は、好ましくは５０％未満、特に好ましくは４０％未満、特に最も好ましくは３０％未満である。この値もＴＴＳ値（「全透過日光」）として当業者に公知である。
本発明によるコーティングのシート抵抗は、好ましくは１０オーム／スクエアから５０オーム／スクエア、特に好ましくは１５オーム／スクエアから３０オーム／スクエアである。
熱放射反射コーティングは、本発明によれば、少なくとも１つの黒化層を含む。コーティングは、複数の黒化層、例えば２つ、３つまたは４つの黒化層も含むことができ、これは、光学的または機械的な理由で望ましいことがある。
有利な実施形態において、コーティングは、本発明による１つまたは２つの黒化層を含有する。これは、コーティングの簡単な製造に関して特に有利である。
黒化層または複数の黒化層は、例えば、下部誘電体層の下、下部誘電体層と機能層との間、機能層と上部誘電体層との間および／または上部誘電体層の上に配置できる。
特に有利な実施形態において、黒化層は、下部誘電体層と機能層との間および／または機能層と上部誘電体層との間に配置される。好ましくは、この事例では、黒化層は機能層と直接接触する。驚くべきことに、そのような熱放射反射コーティングは、温度処理、ベンディングプロセスおよびプレストレッシングプロセスに耐えることに特に適しており、損傷を受けないことが示された。
黒化層は、好ましくは、２ｎｍから５０ｎｍ、特に好ましくは５ｎｍから４０ｎｍ、特に最も好ましくは１０ｎｍから３０ｎｍの厚さを有する。これは、透過率を低下させる作用ならびに黒化層の耐腐食性および曲げ性に関して特に有利である。
黒化層は、本発明によれば、少なくとも１種の金属、１種の金属窒化物および／または１種の金属炭化物を含有する。ここでは、本発明の文脈において、「金属」という用語は、２つ以上の金属の合金も含む。同様に、２種以上の金属の混合窒化物および混合炭化物、ならびにケイ素および／またはアルミニウムを有する金属の合金、混合窒化物または混合炭化物も含まれる。
金属および金属炭化物は、製造に伴う少量の酸素を含有できる。酸素の含有量は、この事例では、好ましくは３０重量％未満、特に好ましくは２０重量％未満である。
黒化層に含有される金属または黒化層に含有されるその酸化物もしくは窒化物は、好ましくは、遷移金属、特に好ましくは周期表のＩＶＢ、ＶＢおよびＶＩＢ族から選択される。黒化層は、好ましくは、ハフニウム、ニオブ、タンタル、モリブデン、タングステン、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウム、窒化バナジウム、窒化ニオブ、窒化タンタル、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ハフニウム、炭化バナジウム、炭化ニオブ、炭化タンタル、炭化モリブデンおよび炭化タングステンまたはそれらの混合物もしくは合金からなる群からの少なくとも１種の金属、金属窒化物または金属炭化物を含有する。示されている材料の融点ＴＳおよび比抵抗ρは、表１に要約されている（Ｈ．Ｏ．Ｐｉｅｒｓｏｎ：Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ Ｃａｒｂｉｄｅｓ ａｎｄ Ｎｉｔｒｉｄｅｓ．Ｗｅｓｔｗｏｏｄ：Ｎｏｙｅｓ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ、１９９６年も参照されたい。）。
金属、金属窒化物および／または金属炭化物の融点は、好ましくは２２００℃超、特に好ましくは２５００℃超である。これは、黒化層の耐腐食性および耐酸化性に関して特に有利である。
金属、金属窒化物および／または金属炭化物の比抵抗は、好ましくは２００μオーム＊ｃｍ未満である。これは、黒化層の透過率を低下させる作用に関して特に有利である。
黒化層は、好ましくは、ハフニウム、ニオブ、タンタル、モリブデン、タングステン、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウム、窒化ニオブ、窒化タンタル、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ハフニウム、炭化バナジウム、炭化ニオブ、炭化タンタル、炭化モリブデンおよび炭化タングステン、またはそれらの混合物もしくは合金、またはケイ素もしくはアルミニウムを有するそれらの合金、混合窒化物もしくは混合炭化物からなる群からの少なくとも１種の金属、金属窒化物または金属炭化物を含有する。これは、融点が２２００℃超の高さであるため、黒化層の耐腐食性に特に有利である。
黒化層は、特に最も好ましくは、タンタル、モリブデン、タングステン、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウム、窒化タンタル、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ハフニウム、炭化バナジウム、炭化ニオブ、炭化タンタル、炭化モリブデンおよび炭化タングステン、またはそれらの混合物もしくは合金、またはケイ素もしくはアルミニウムを有するそれらの合金、混合窒化物もしくは混合炭化物からなる群からの少なくとも１種の金属、金属窒化物または金属炭化物を含有する。これは、融点が２５００℃超の高さであるため、黒化層の耐腐食性に特に最も有利である。
原則的に、窒化物および炭化物は、黒化層用の金属または合金に好ましい。そのような黒化層は、特に耐腐食性および耐酸化性ならびに耐損傷性であることが示されている。
金属窒化物および金属炭化物は、窒素に対してまたは炭素に対して化学量論的、準化学量論的または超準化学量論的であってよい。
Figure 2016513056
機能層は、熱放射、特に赤外線放射を反射する性質を有するが、可視スペクトル領域の大部分が透過する。本発明によれば、機能層は、少なくとも１種の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を含有する。機能層の材料の屈折率は、好ましくは１．７から２．３である。機能層は、好ましくは、少なくとも酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を含有する。したがって、本発明によるコーティングの放射率および曲げ性に関して特に良好な結果が得られる。
ＴＣＯ、特にＩＴＯをベースとした機能層は、腐食の影響を受けず、結果として、板ガラスの内側表面への使用に特に適している。
酸化インジウムスズは、好ましくは、酸化インジウムスズでできたターゲットを用いて、磁場印加型陰極スパッタリングを使用して堆積される。ターゲットは、好ましくは、７５重量％から９５重量％の酸化インジウムおよび５重量％から２５重量％の酸化スズならびに製造に伴う混和物を含有する。酸化インジウムスズの堆積は、好ましくは、保護ガス、例えばアルゴン雰囲気下で行われる。保護ガスに少量の酸素を加えて、例えば、機能層の均一性も改善できる。
別法として、ターゲットは、好ましくは、少なくとも７５重量％から９５重量％のインジウムおよび５重量％から２５重量％のスズを含有することもできる。次いで、酸化インジウムスズの堆積は、好ましくは、陰極スパッタリング中に反応ガスとして酸素を添加しながら行われる。
本発明による板ガラスの放射率は、機能層の厚さにより影響を受けることがある。機能層の厚さは、好ましくは４０ｎｍから２００ｎｍ、特に好ましくは９０ｎｍから１５０ｎｍ、特に最も好ましくは１００ｎｍから１４０ｎｍ、例えば、おおよそ１２０ｎｍである。この機能層の厚さの範囲で、放射率に特に有利な値、および機能層が損傷を受けずに機械的な変形、例えばベンディングまたはプレストレッシングに耐える、特に有利な能力が得られる。
しかし、機能層は、他の透明導電性酸化物、例えば、フッ素ドープ酸化スズ（ＳｎＯ２：Ｆ）、アンチモンドープ酸化スズ（ＳｎＯ２：Ｓｂ）、インジウム／亜鉛混合酸化物（ＩＺＯ）、ガリウムドープもしくはアルミニウムドープ酸化亜鉛、ニオブドープ酸化チタン、スズ酸カドミウムおよび／またはスズ酸亜鉛も含むことができる。
熱放射反射コーティングは積層体であり、本発明によればこれは、少なくとも２つの誘電体層、すなわち下部誘電体層および上部誘電体層を含む。下部誘電体層は、機能層の下に配置され；上部誘電体層は、機能層の上に配置される。しかし、本発明によるコーティングは、１つまたは複数の追加の誘電体層（機能層の下および／または上に配置できる。）も含むことができる。
誘電体層は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、スズ亜鉛混合酸化物（ＳｎＺｎＯｘ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）または酸化チタン（ＴｉＯ２）を含有でき、例えば、５ｎｍから２００ｎｍの厚さを有する。
黒化層は、原則的に、積層体のいかなる位置にも配置できる。黒化層は、例えば、機能層と隣接した誘電体層（機能層の上および／または下）との間に配置できる。黒化層は、例えば、最下部の誘電体層の下に配置できる。黒化層は、例えば、最上部の誘電体層の上に配置できる。黒化層は２つの隣接した誘電体層の間にも配置できる。
本発明の好ましい実施形態において、下部誘電体層は接着剤層である。接着剤層は、基材における接着剤層の上に堆積させた層を耐久的に安定して接着させる。接着剤層は、基材がガラスでできている場合、機能層との境界領域において基材から拡散するイオン、特にナトリウムイオンの蓄積をさらに防ぐ。そのようなイオンは、腐食および機能層の接着の低下を引き起こし得る。接着剤層は、結果として、機能層の安定性に関して特に有利である。
接着剤層は、好ましくは、少なくとも１種の酸化物または窒化物を含有する。接着剤層は、特に好ましくは、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）または窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）を含有する。これは、基材における接着剤層の上に堆積される層の接着に関して特に有利である。酸化ケイ素は、ドーパント、例えば、フッ素、炭素、窒素、ホウ素、リンおよび／またはアルミニウムを有し得る。酸化ケイ素または窒化ケイ素は、特に最も好ましくは、アルミニウムを用いてドープされる（ＳｉＯ２：Ａｌ、Ｓｉ３Ｎ４：Ａｌ）、ホウ素を用いてドープされる（ＳｉＯ２：Ｂ、Ｓｉ３Ｎ４：Ｂ）またはジルコニウムを用いてドープされる（ＳｉＯ２：Ｚｒ、Ｓｉ３Ｎ４：Ｚｒ）。これは、コーティングの光学的性質ならびに例えば、陰極スパッタリングによる接着剤層の適用速度に関して特に有利である。
酸化ケイ素または窒化ケイ素は、好ましくは、少なくともケイ素を含有するターゲットを用いて、磁場印加型陰極スパッタリングを使用して堆積される。アルミニウムドープ酸化ケイ素または窒化ケイ素を含有する、接着剤層の堆積のターゲットは、好ましくは、８０重量％から９５重量％のケイ素および５重量％から２０重量％のアルミニウムならびに製造に伴う混和物を含有する。ホウ素ドープ酸化ケイ素または窒化ケイ素を含有する接着剤層を堆積させるためのターゲットは、好ましくは、９９．９９９０重量％から９９．９９９９重量％のケイ素および０．０００１重量％から０．００１重量％のホウ素ならびに製造に伴う混和物を含有する。ジルコニウムドープ酸化ケイ素または窒化ケイ素を含有する、接着剤層を堆積させるためのターゲットは、好ましくは、６０重量％から９０重量％のケイ素および１０重量％から４０重量％のジルコニウムならびに製造に伴う混和物を含有する。堆積は、好ましくは、陰極スパッタリング中に、酸化ケイ素の事例では反応ガスとして酸素を添加しながら；窒化ケイ素の事例では反応ガスとして窒素を添加しながら行われる。
接着剤層のドープにより、接着剤層の上に適用される層の平滑度も改善できる。自動車分野で本発明による板ガラスを使用する事例では、層の平滑度が高いと、この手段により、板ガラスの表面が不快な粗い質感になることを避けられるので、特に有利である。本発明による板ガラスが側窓の板ガラスである場合、シールリップに低摩擦で動作できる。
しかし、接着剤層は、他の材料、例えば他の酸化物、例としてＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｎＯ、ＳｎＯ２および／もしくはＺｎＳｎＯｘまたは窒化物、例としてＡｌＮも含有できる。
接着剤層は、好ましくは、１０ｎｍから１５０ｎｍ、特に好ましくは１５ｎｍから５０ｎｍ、例えば、おおよそ３０ｎｍの厚さを有する。これは、本発明によるコーティングの接着および基材から機能層へのイオン拡散の予防に関して特に有利である。
本発明の好ましい実施形態において、上部誘電体層は、板ガラスの温度処理中に酸素の拡散を調節するためのバリア層である。したがって、機能層の酸素含有量は、バリア層によって影響を受け、調整でき、機能層の性質に明確に関係する。過剰に少ない酸素含有量および過剰に多い酸素含有量のいずれも、過剰に高いシート抵抗を引き起こし、したがって、過剰に高い放射率を引き起こす。さらに、過剰に少ない酸素含有量は、限局した、望ましくない色の発現を引き起こすことが多い。機能層の過剰に多い酸素含有量は、ベンディング中に、機能層が損傷を受けることを引き起こし、具体的には機能層内のひび割れとして現われる。
バリア層の厚さは、好ましくは、５ｎｍから５０ｎｍ、特に好ましくは７ｎｍから４０ｎｍ、特に最も好ましくは１０ｎｍから３０ｎｍである。したがって、シート抵抗および曲げ性に関して特に良好な結果が得られる。さらに、これらの厚さを有するバリア層は、有利なことに、湿潤雰囲気による腐食からコーティングを保護する。
バリア層の材料の屈折率は、好ましくは、機能層の材料の屈折率以上である。バリア層の材料の屈折率は、特に好ましくは、１．７から２．３である。したがって、コーティングの有利な光学的性質が、光を反射中に特に審美的な色彩の印象で得られる。
バリア層は、好ましくは、少なくとも１種の酸化物および／または１種の窒化物を含有する。酸化物および／または窒化物は、化学量論的または非化学量論的であってよい。バリア層は、特に好ましくは、少なくとも窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）を含有する。これは、機能層の酸化および板ガラスの光学的性質に対するバリア層の影響に関して特に有利である。窒化ケイ素は、ドーパント、例えばチタン、ジルコニウム、ホウ素、ハフニウムおよび／またはアルミニウムを有することができる。窒化ケイ素は、特に最も好ましくは、アルミニウムを用いてドープされる（Ｓｉ３Ｎ４：Ａｌ）またはジルコニウムを用いてドープされる（Ｓｉ３Ｎ４：Ｚｒ）またはホウ素を用いてドープされる（Ｓｉ３Ｎ４：Ｂ）。これは、コーティングの光学的性質、曲げ性、平滑度および放射率ならびに例えば、陰極スパッタリングによるバリア層の適用速度に関して特に有利である。
窒化ケイ素は、好ましくは、少なくともケイ素を含有するターゲットを用いて、磁場印加型陰極スパッタリングを使用して堆積される。アルミニウムドープ窒化ケイ素を含有するバリア層を堆積させるためのターゲットは、好ましくは、ケイ素を８０重量％から９５重量％、アルミニウムを５重量％から２０重量％ならびに製造に伴う混和物を含有する。ホウ素ドープ窒化ケイ素を含有するバリア層を堆積させるためのターゲットは、好ましくは、ケイ素を９９．９９９０重量％から９９．９９９９重量％およびホウ素を０．０００１重量％から０．００１重量％ならびに製造に伴う混和物を含有する。ジルコニウムドープ窒化ケイ素を含有するバリア層を堆積させるためのターゲットは、好ましくは、ケイ素を６０重量％から９０重量％およびジルコニウムを１０重量％から４０重量％ならびに製造に伴う混和物を含有する。窒化ケイ素の堆積は、好ましくは陰極スパッタリング中に窒素を反応ガスとして添加しながら行われる。
本発明によるコーティングを適用した後での温度処理中に、窒化ケイ素は、部分的に酸化され得る。次いで、Ｓｉ３Ｎ４として堆積されるバリア層は、温度処理後に、酸素含有量が典型的には０原子％から３５原子％のＳｉｘＮｙＯｚを含有する。
しかし、バリア層は、別法として、例えば、少なくともＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２および／またはＡｌＮも含有できる。
本発明の好ましい実施形態において、誘電体反射防止層は、上部誘電体層の上に配置される。反射防止層は、本発明による板ガラスにおける可視スペクトル領域の反射を抑え、反射され透過される光を中間色の印象にする。反射防止層も、機能層の耐腐食性を改善する。反射防止層の材料は、好ましくは、機能層の材料の屈折率より低い屈折率を有する。反射防止層の材料の屈折率は、好ましくは１．８以下である。
反射防止層は、好ましくは、少なくとも１種の酸化物を含有する。反射防止層は、特に好ましくは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含有する。これは、板ガラスの光学的性質および機能層の耐腐食性に関して特に有利である。二酸化ケイ素は、ドーパント、例えば、フッ素、炭素、窒素、ホウ素、リンおよび／またはアルミニウムを有し得る。酸化ケイ素は、特に最も好ましくは、アルミニウムを用いてドープされる（ＳｉＯ２：Ａｌ）、ホウ素を用いてドープされる（ＳｉＯ２：Ｂ）またはジルコニウムを用いてドープされる（ＳｉＯ２：Ｚｒ）。
しかし、反射防止層は、他の材料、例えば、他の酸化物、例としてＡｌ２Ｏ３も含有することができる。
反射防止層は、好ましくは２０ｎｍから１５０ｎｍ、特に好ましくは４０ｎｍから１００ｎｍの厚さを有する。これは、反射の少なさおよび可視光線透過率の高さ、ならびに板ガラスの選択される色の印象設定および機能層の耐腐食性に関して特に有利である。
特に有利な実施形態において、基材における熱放射反射コーティングは、少なくとも、
・下部誘電体層として１つの接着剤層、
・接着剤層の上に、１つの機能層、
・機能層の上に、上部誘電体層として、酸素の拡散を調節するための、１つのバリア層および
・バリア層の上に、１つの反射防止層を含む。
黒化層は、好ましくは接着剤層の下（すなわち、基材と接着剤層との間）、接着剤層と機能層との間、機能層とバリア層との間および／またはバリア層と反射防止層との間に配置される。
上部誘電体層の上（および、場合によって、反射防止層の上）に、カバー層が配置され得る。カバー層は、好ましくは、本発明によるコーティングの最上層である。カバー層は、損傷、特にひっかきから本発明によるコーティングを保護する。カバー層は、好ましくは、少なくとも１種の酸化物、特に好ましくは、少なくとも酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）および／または酸化セリウム（ＣｅＯ２）を含有する。カバー層の厚さは、好ましくは２ｎｍから５０ｎｍ、特に好ましくは５ｎｍから２０ｎｍである。したがって、耐ひっかき性に対して特に良好な結果が得られる。黒化層は、上部誘電体層とカバー層との間または反射防止層とカバー層との間にも配置できる。
下部誘電体層の下に、好ましくは厚さ２ｎｍから１５ｎｍの、追加の誘電体の接着促進層も配置できる。例えば、接着剤層は、ＳｉＯ２を含有でき、追加の接着促進層は、少なくとも１種の酸化物、例えばＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３、ＺｎＯおよび／もしくはＺｎＳｎＯｘまたは窒化物、例えばＳｉ３Ｎ４もしくはＡｌＮも含有し得る。有利なことに、本発明によるコーティングの接着は、接着促進層によりさらに改善できる。その上、接着促進層により、明度および透過率または反射の調整を改善することが可能である。
基材は、好ましくはガラス、特に好ましくは板ガラス、フロートガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラスを含有し、またはプラスチック、好ましくは硬質プラスチック、特にポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリ塩化ビニルおよび／もしくはそれらの混合物を含有する。
本発明の有利な実施形態において、基材は着色および／または色付けされる。本発明によるコーティングを有する着色または着色基材の組み合わせを経て、特に可視スペクトル領域の透過率が低下した熱放射反射板ガラスの改善が実現され得る。そのような板ガラスは、例えば、側窓、後部窓またはルーフパネルとして自動車分野に使用でき、審美的または熱的理由に望ましいことがある。透過率を低下させた熱放射反射コーティング（例えば、クロムベース）を有する透明な基材と比較して、存在するいかなる層の傷も、本発明による板ガラスでは、さほどひどくは目立たない。さらに、着色した基材を通した透過率は、本発明によるコーティングによってさらに低下するので、光線透過率がきわめて低い板ガラスが実現できる。基材は、好ましくは、４０％未満、特に好ましくは２０％未満、特に最も好ましくは１５％未満、例えば、おおよそ１０％の可視スペクトル領域の透過率を有する。しかし基材は、原則的に、例えば７０％以上のより高い透過率を有することもできる。したがって、わずかな着色が、本発明によるコーティングによって達成される。
特に有利な実施形態において、基材は、１５％未満の可視スペクトル領域の透過率を有し、熱放射反射コーティングを有する板ガラスは、１０％未満の透過率を有する。特に最も有利な実施形態において、基材は１０％未満の可視スペクトル領域の透過率を有し、熱放射反射コーティングを有する板ガラスは７％未満、特に６％未満の透過率を有する。したがって、特に色が濃い板ガラスが実現できる。
基材の厚さは幅広く変化させることができ、したがって、個々の事例の要件に理想的に適合できる。好ましくは、１．０ｍｍから２５ｍｍ、より好ましくは１．４ｍｍから４．９ｍｍの標準的な厚さを有する板ガラスが使用される。基材の大きさは幅広く変化させることができ、本発明による使用により決定される。基材は、例えば、自動車工学および建築学的分野において、２００ｃｍ２から２０ｍ２まで幅広く慣例的な面積を有する。
基材は、平坦であってもよく、または１つもしくは複数の空間方向に、わずかにもしくは大幅に曲がっていてもよい。平坦な板ガラスは、例えば、建築学的分野におけるグレイジング、またはバス、電車もしくはトラクターの広い面積に及ぶグレイジングにおいて見出される。曲がった板ガラスは、例えば、自動車分野におけるグレイジングでは、おおよそ１０ｃｍからおおよそ４０ｍの範囲の典型的な曲率半径を有する。曲率半径は、板ガラス全体にわたって一定でなければならないことはない；大幅に曲がった、およびさほど大幅には曲がっていない領域が１つの板ガラスに存在してよい。本発明の詳細な利点は、平坦な基材が本発明によるコーティングを備えることができること、ならびに典型的には、例えば５００℃から７００℃の上昇温度で実行される下向きのベンディングプロセス中に、コーティングが損傷を受けないことである。原則的に、コーティングは、曲がった基材に適用することももちろんできる。基材の立体形状は、好ましくは、隠れた部分を有さないので、基材は、例えば陰極スパッタリングによりコーティングできる。
本発明によるコーティングは、基材の表面に、その領域全体にわたって適用され得る。しかし、基材の表面は、コーティングがない領域を有することもできる。基材の表面は、例えば、周辺にコーティングがないエッジ領域および／またはデータ伝送窓もしくは情報伝送窓としての機能を果たすコーティングがない領域を有することができる。
各事例において、基材は両面に、本発明による熱放射反射コーティングを適用することができる。
本発明の有利な実施形態において、基材は、少なくとも１つの熱可塑性中間層を介してカバー板ガラスに結合させて、複合板ガラスを形成する。カバー板ガラスは、好ましくは、複合板ガラスの配置された位置における外側の環境に面し、一方基材は、内部に面するように意図される。本発明によるコーティングは、好ましくは、カバー板ガラスから離れるほうに面する基材の表面に配置されている。
カバー板ガラスは、好ましくは、ガラス、特に好ましくは平板ガラス、フロートガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラスを含有し、またはプラスチック、好ましくは硬質プラスチック、特にポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリ塩化ビニルおよび／またはそれらの混合物を含有する。カバー板ガラスは、好ましくは１．０ｍｍから２５ｍｍ、特に好ましくは１．４ｍｍから４．９ｍｍの厚さを有する。
熱可塑性中間層は、好ましくは、熱可塑性プラスチック、例えば、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはそれらの複数の層を含有し、好ましくは、厚さは０．３ｍｍから０．９ｍｍである。
複合板ガラスは、有利な実施形態では、２５％未満、好ましくは１５％未満、特に好ましくは１０％未満、特に最も好ましくは８％未満、特に６％未満の可視スペクトル領域の透過率を有する。基材、カバー板ガラスおよび／または熱可塑性中間層は、好ましくは着色および／または色付けされる。カバー板ガラスは、好ましくは４０％未満の可視スペクトル領域の透過率を有する；熱可塑性中間層は、好ましくは２０％から７０％の透過率を有する。
特に有利な実施形態において、本発明によるコーティングは、内部に面した基材の表面に適用され、基材は内部に面した複合板ガラスの板ガラスを構成する。太陽光保護コーティングは、カバー板ガラスに面する基材の表面、基材に面したカバー板ガラスの表面または熱可塑性中間層のキャリアフィルムにさらに適用される。太陽光保護コーティングは、そこで腐食および機械的損傷から有利に保護する。太陽光保護コーティングは、好ましくは、５ｎｍから２５ｎｍの厚さを有する、銀または銀を含有する合金をベースとした少なくとも１つの金属層を含む。１０ｎｍから１００ｎｍの厚さを有する誘電体層により、互いに隔離された２つまたは３つの機能層を用いて、特に良好な結果が得られる。太陽光保護コーティングは、可視スペクトル領域、特に赤外スペクトル領域の外側である入射した日光の一部を反射する。太陽光保護コーティングによって、直射日光による内部の昇温が抑えられる。さらに、太陽光保護コーティングにより、太陽光保護コーティングの裏に配置されている複合板ガラスの部材の加熱、したがって、複合板ガラスにより放出される熱放射が抑えられる。太陽光保護コーティングと熱放射を反射するための本発明によるコーティングの組み合わせを経て、内部の熱的快適性は、さらに有利に改善される。
基材は、例えば、スペーサを介して別の板ガラスに結合させて、断熱グレイジングユニットを形成することもできる。基材は、熱可塑性中間層および／またはスペーサを介して１つ超の他の板ガラスに結合させることもできる。
本発明は、少なくとも、
（ａ）１つの下部誘電体層、
（ｂ）少なくとも１種の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を含有する、１つの機能層および
（ｃ）１つの上部誘電体層
が基材に連続して適用され、その上、プロセスのステップ（ａ）の前、プロセスのステップ（ａ）と（ｂ）との間、プロセスのステップ（ｂ）と（ｃ）との間および／またはプロセスのステップ（ｃ）の後に、融点１９００℃超および比抵抗５００μオーム＊ｃｍ未満の少なくとも１種の金属、１種の金属窒化物および／または１種の金属炭化物を含有する、少なくとも１つの黒化層が適用される、熱放射反射コーティングを有する板ガラスを製造する方法をさらに含む。
好ましくは、反射防止層は、上部誘電体層の後で適用される。カバー層は、上部誘電体層および場合によって反射防止層の後で適用することができる。
原則的に、黒化層は、各層の前および／または後で適用できる。１つまたは複数の黒化層さえも適用できる。
個々の層は、公知の方法それ自体、好ましくは、磁場印加型陰極スパッタリングによりにより堆積される。これは、簡単、素早い、経済的および均一な基材のコーティングに関して特に有利である。陰極スパッタリングは、保護ガス、例えばアルゴン雰囲気中で、または例えば、酸素、炭化水素（例えばメタン）もしくは窒素の添加による反応性ガス雰囲気中で行われる。
しかし、個々の層は、当業者に公知の他の方法、例えば、蒸着または化学蒸着（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、プラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）または湿式化学方法によっても適用できる。
好ましくは熱放射反射コーティングの適用後、板ガラスに温度処理を施す。本発明によるコーティングを有する基材を、少なくとも２００℃、特に好ましくは少なくとも３００℃の温度に加熱した。機能層の結晶化度は、特に、温度処理により改善される。したがって、特に、熱放射に対する反射性質ならびに板ガラスの光学的性質は、著しく改善される。本発明による黒化層は、温度処理中に損傷を受けない。特に、黒化層は、温度処理中に、光線透過率の上昇を生じる程度までは酸化されない。
本発明による方法の有利な実施形態において、温度処理は、ベンディングプロセス内で行われる。本発明によるコーティングを有する基材は、加熱した状態で、１つまたは複数の空間方向に曲げられる。基材が加熱される温度は、好ましくは５００℃から７００℃である。本発明による熱放射を反射するためのコーティングの詳細な利点は、損傷を与えることなく、コーティングにそのようなベンディングプロセスを施せるということである。本発明による黒化層は、ベンディングプロセス中に例えばひび割れによる損傷を受けない。
もちろん、ベンディングプロセスの前後で、他の温度処理のステップを行うこともある。温度処理は、別法として、レーザー照射を使用して行うこともできる。
有利な実施形態において、温度処理後、場合によって、ベンディングの後で、基材は、プレストレッシングまたは部分的なプレストレッシングを実施できる。このため、基材は、それ自体が公知の手段で適切に冷却される。プレストレッシングした基材は、典型的には、少なくとも６９ＭＰａの表面圧縮応力を有する。部分的にプレストレッシングした基材は、典型的には、２４ＭＰａから５２ＭＰａの表面圧縮応力を有する。プレストレッシングした基材は、例えば、自動車の側窓または後部窓の単一板ガラスによる安全ガラスとして適切である。
本発明の有利な実施形態において、温度処理後ならびに場合によってベンディングプロセスおよび／またはプレストレッシングプロセス後、少なくとも１つの熱可塑性中間層を介して、基材をカバー板ガラスに結合させて、複合板ガラスを形成する。基材は、好ましくは複合材料中に、本発明によるコーティングを備えた表面が、熱可塑性中間層およびカバー板ガラスから外向きになるように配置される。
本発明は、板ガラスまたは板ガラスの部品として、特に断熱グレイジングユニットまたは複合板ガラスの部品として、建物、特に入口もしくは窓部分の防火扉として、家具および装置、特に、例えば、オーブンのドアもしくは冷蔵庫のドアとして冷却または加熱機能を有する電子装置に組込み部品として、または陸上、空中もしくは水上の輸送手段、特に列車、船舶および自動車において、例えば、後部窓、側窓および／もしくはルーフパネルとして熱放射反射コーティングを有する本発明による板ガラスの使用をさらに含む。
その上、本発明は、熱放射反射コーティングにおける、または本発明による熱放射反射コーティングを有する板ガラスにおける、可視スペクトル領域の透過率を低下させるための、本発明による黒化層の使用を含む。
本発明は、図および例示的な実施形態を参照して、以下で詳細に説明される。図は、概略的な表現であり、縮尺通りではない。図は本発明を一切制約しない。
これらは以下を図示する：
熱放射反射コーティングを有する、本発明による板ガラスの実施形態の断面を示す図である。 熱放射反射コーティングを有する、本発明による板ガラスの別の実施形態の断面を示す図である。 熱放射反射コーティングを有する、本発明による板ガラスの別の実施形態の断面を示す図である。 熱放射反射コーティングを有する、本発明による板ガラスの別の実施形態の断面を示す図である。 本発明による板ガラスを含む複合板ガラスの断面を示す図である。 本発明による方法の実施形態の詳細なフローチャートを示す図である。
図１は、基材１および熱放射反射コーティング２（低Ｅコーティングとも呼ばれる。）を有する、本発明による板ガラスの実施形態の断面を描写する。基材１は、ソーダ石灰ガラスを含有し、２．９ｍｍの厚さを有する。コーティング２は、下部誘電体層３、機能層４、黒化層１０および上部機能層５を含む。層は、示されている順で基材１から距離をおいて配置されている。
機能層４は酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）でできており、おおよそ１００ｎｍの厚さを有する。下部誘電体層３および上部誘電体層５は、当業者にそれ自体が公知の手段で構成でき、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）または窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）でできており、おおよそ１００ｎｍの厚さを有することがある。
黒化層１０は窒化チタン（ＴｉＮｘ）でできており、おおよそ２０ｎｍの厚さを有する。黒化層１０は、コーティング２の可視スペクトル領域の透過率を低下させる。
黒化層１０は、別法として、下部誘電体層３と機能層４との間または基材１と下部誘電体層３との間に配置することもできる。コーティング２は、別法として、複数の黒化層１０を有することもできる。
黒化層１０によって、コーティング２の光線透過率は低下する。基材１が着色されている場合、コーティング２を通した光線透過率はさらに低下する。結果として、例えば、可視スペクトル領域の透過率１０％未満のきわめて色が濃い板ガラスを実現することができる。そのような透過率の低い板ガラスは、そのように濃厚に着色されたガラスが典型的には市販されていないため、着色した基材だけで製造することが困難である。透明な基材における機能層（例えば、ニッケル、クロム、ジルコニウム、タンタルまたはニオブをベースとする。）を有する透過率を低下させたコーティングと対照的に、着色基材１に対する、本発明によるコーティング２の製造に伴う層の傷は、より低いコントラストを有する。結果として、層の傷は、見る人にはさほどひどくは目立たない。これらは本発明の重要な利点である。
図２は、基材１および熱放射反射コーティング２を有する、本発明による板ガラスの別の実施形態の断面を描写する。基材１は、図１のように構成される。コーティング２は、下部誘電体層３、黒化層１０、機能層４、上部の機能層５および反射防止層６を含む。層は示されている順番で基材１から距離をおいて配置されている。
下部誘電体層３は、アルミニウムドープ二酸化ケイ素（ＳｉＯ２：Ａｌ）でできている接着剤層であり、おおよそ３０ｎｍの厚さを有する。機能層４は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）でできており、おおよそ１２０ｎｍの厚さを有する。上部誘電体層５は、板ガラスの温度処理中に、酸素拡散を調節するためのバリア層である。バリア層５は、アルミニウムドープ窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４：Ａｌ）でできており、おおよそ１０ｎｍの厚さを有する。反射防止層６は、アルミニウムドープ二酸化ケイ素（ＳｉＯ２：Ａｌ）でできており、おおよそ４０ｎｍの厚さを有する。
下部誘電体層３と機能層４との間の黒化層１０は、窒化チタン（ＴｉＮｘ）でできており、おおよそ２０ｎｍの厚さを有する。黒化層１０は、コーティング２の可視スペクトル領域の透過率を低下させる。
黒化層１０は、別法として、異なる位置、例えば、機能層４と上部誘電体層５との間、上部誘電体層５と反射防止層６との間または基材１と下部誘電体層３との間に適用できる。コーティング２は、別法として、複数の黒化層１０も有することができる。
図３は、基材１および熱放射反射コーティング２を有する、本発明による板ガラスの別の実施形態の断面を描写する。コーティング２は、図２のように、下部誘電体層３（接着剤層）、機能層４、上部誘電体層５（バリア層）および反射防止層６を含む。層３、４、５および６は、図２のように構成される。その上コーティング２は、反射防止層６の上にカバー層７を含む。カバー層７は、例えば、Ｔａ２Ｏ５またはＴｉＯ２を含有し、１０ｎｍの厚さを有する。カバー層は、機械的な損傷、特にひっかきからコーティング２を有利に保護する。
コーティング２は、３つの黒化層１０をさらに含む。第１の黒化層１０は、基材１と下部誘電体層３との間に配置されている。第２の黒化層１０は下部誘電体層３と機能層４との間に配置されている。第３の黒化層１０は機能層４と上部誘電体層５との間に配置されている。黒化層１０はＴｉＮｘでできており、１０ｎｍと１５ｎｍとの間の厚さを有する。本発明１０による３つの黒化層１０によって、光線透過率は、過剰に厚い黒化層１０によって有利な光学的性質が失われることなく、単一の黒化層１０より大幅に低下する。
図４は、熱放射反射コーティング２を有する、本発明による板ガラスの断面を描写する。板ガラスは、自動車の側窓として意図されている。基材１は、３．１５ｍｍの厚さを有する。基材１は着色したソーダ石灰ガラスでできており、おおよそ１４％の可視スペクトル領域の透過率を有する。板ガラスは、自動車分野における側窓の慣例のように、熱的にプレストレッシングを受け、曲げられている。
コーティング２は、基材１の内側表面に適用される。そこでは、車両内部の熱的快適性に関するコーティング２の有利な効果は特に顕著である。コーティング２は、板ガラスを介した、特に赤外領域の日光入射の一部を反射する。その上、温かい板ガラスから車両内部の方向へと放出される熱放射は、コーティング２の放射率が低いため、少なくとも部分的に抑制される。したがって、内部は夏でもさほど激しく加熱されない。冬には、内部から生じる熱放射は反射される。結果として、冷たい板ガラスは、不快な放熱板としてさほど激しく作用しない。さらに、エアコンシステムに必要な暖房性能を抑えることができ、著しい省エネルギーにつながる。
コーティング２は、好ましくは、基材１のベンディング前に平坦な基材１に適用される。平坦基材へのコーティングは、曲がった基材へのコーティングよりも技術的に著しく簡単である。次いで基材１は、典型的には温度５００℃から７００℃、例えば、６４０℃へと加熱される。一方で、温度処理は、基材１を曲げるために必要である。他方、コーティング２の放射率は、普通は温度処理により改善される。バリア層として組み入れられた上部誘電体層５は、温度処理中に、機能層４の酸化度に影響を与える。機能層４の酸素含有量は、コーティング２にベンディングプロセスを施すことができる温度処理後に、十分に低い。酸素含有量が過剰に高いと、ベンディング中に機能層４に損傷が生じ得るであろう。一方、放射率が低いための温度処理後に、機能層４の酸素含有量は、十分に高い。
コーティング２は、図２のように構成される。板ガラスを通る光線透過率は、黒化層１０によりさらに低下する。したがって、コーティング２を有する板ガラスは、１０％未満の可視スペクトル領域の透過率を有する。そのような色が濃い（後部）側窓は、熱的および／または審美的理由から望ましいことがある。本発明による黒化層１０は、損傷を受けずに温度処理およびベンディングプロセスに耐えるその耐腐食性および耐酸化性のため、適切である。
図５は、複合板ガラスの一部として熱放射反射コーティング２を有する本発明による板ガラスの断面を描写する。基材１は、熱可塑性中間層９を介してカバー板ガラス８に結合させる。複合板ガラスは、自動車用のルーフパネルとして意図される。複合板ガラスは、自動車分野の板ガラスの慣例通りに曲げられる。複合板ガラスの配置された位置において、カバー板ガラス８は、外側環境に面し、基材１は車両内部に面する。カバー板ガラス８および熱可塑性中間層９から離れるほうに面する基材１の内側表面は、本発明によるコーティング２を備える。基材１およびカバー板ガラス８は、ソーダ石灰ガラスでできており、各事例で２．１ｍｍの厚さを有する。熱可塑性中間層９は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）を含有し、０．７６ｍｍの厚さを有する。
基材１、カバー板ガラス８および熱可塑性中間層９は着色される。コーティング２によって、光線透過率はさらに低下する。したがって、きわめて色が濃い複合板ガラスが実現できる。
図６は、熱放射反射コーティング２を有する板ガラスを製造するための、本発明による方法の模範的な実施形態のフローチャートを描写する。
熱放射反射コーティング２を有する板ガラスを、本発明により製造した。使用される材料を伴う正確な層配列および実施例１から８の層の厚さは表２および表３で提示されている。基材１は、着色したソーダ石灰ガラスでできており、２５％の可視スペクトル領域の透過率を有していた。黒化層１０は窒化チタンを含有していた。窒化チタンは（固体ベースで）２９５０℃の融点および２０μオーム＊ｃｍの比抵抗を有していた。この実施例は、黒化層１０の数および厚さならびに位置で異なる。
すべての例において、基材１は、最初は平坦であり、陰極スパッタリングによって本発明によるコーティング２を施した。次いで、コーティング２を有する基材１に、１０分間にわたり６４０℃で温度処理を施し、プロセス中で曲げ、おおよそ３０ｃｍの曲率半径とした。
Figure 2016513056
Figure 2016513056
試験用板ガラスの観察は表６に要約されている。Ｒスクエアは、コーティング２のシート抵抗である。ＴＬは、可視光線に対する板ガラスの透過率を示す。ＲＬは、可視光線に対する板ガラスの反射率を示す。ＡＬは、可視光線に対する板ガラスの吸収を示す。コーティングの光学的条件は、特に、くもり（「かすみ」）ならびにひび割れによって影響を受ける。
黒化層１０を有する、本発明によるコーティング２によって、板ガラスの透過率は、さらに低下する。板ガラスのベンディング中における温度処理は、シート抵抗の低下を生じさせ、したがって、放射率を低下させる。黒化層１０は酸化されず、透過率ＴＬを著しく上昇させるであろう。ベンディングプロセスもコーティングを損傷しないので、すべての事例において層の光学的条件は良好である。
比較例
比較例は、本発明による実施例とは熱放射反射コーティング２で異なる。コーティングは、実施例のように、下部誘電体層３、機能層４、上部誘電体層５および反射防止層６を含んでいた。しかし、コーティングは、本発明による黒化層１０を含んでいなかった。その代わりに、各コーティングは、本発明に従った黒化層の要件を満たしていない材料でできている２つの層を有していた（対応する融点ＴＳおよび特定の導電性ρが要約されている表５を参照されたい。）。
使用される材料を有する正確な層配列ならびに比較例１から３の層の厚さは表４に提示されている。試験用板ガラスの観察は表６に要約されている。
Figure 2016513056
Figure 2016513056
Figure 2016513056
ＮｉＣｒ、ＴｉまたはＮｉＣｒＮでできている、本発明によるものではない黒化層は、ベンディングプロセスを伴う温度処理により損傷を受けるので、コーティングの光学的条件は、すべての事例において、自動車分野の利用者には許容できないものであった。さらに、特にＴｉでできている吸収層は十分に酸化耐性ではないので、吸収層は温度処理後に透過率ＴＬが著しく上昇した。
表６から、黒化層１０の厚さにより、透過率が特に影響を受けることがさらに認められる。これにより、黒化層１０の厚さに関して好ましい範囲が得られる。
本発明による黒化層１０によって、熱放射反射コーティングの透過率の低下が達成される。黒化層１０は、十分に耐腐食性および耐酸化性であり、損傷を受けずに温度処理およびベンディングプロセスに耐える。この結果は、当業者には想定外であり驚くべきものであった。
参照符号リスト：
（１）基材
（２）熱放射反射コーティング
（３）下部誘電体層
（４）機能層
（５）上部誘電体層
（６）反射防止層
（７）カバー層
（８）カバー板ガラス
（９）熱可塑性中間層
（１０）黒化層

Claims (16)

  1. 基材（１）および基材（１）のうちの少なくとも１方の表面上の少なくとも１つの熱放射反射コーティング（２）を含む、熱放射反射コーティングを有する板ガラスであって、コーティング（２）が、基材（１）の側から、少なくとも、
    ・１つの下部誘電体層（３）、
    ・少なくとも１種の透明導電性酸化物を含有する、１つの機能層（４）および
    ・１つの上部誘電体層（５）
    を含み、少なくとも１つの黒化層（１０）が、下部誘電体層（３）の下、下部誘電体層（３）と機能層（４）との間、機能層（４）と上部誘電体層（５）との間および／または上部誘電体層（５）の上に配置されており、
    黒化層（１０）が、融点１９００℃超および比抵抗５００μオーム＊ｃｍ未満の少なくとも１種の金属、１種の金属窒化物および／または１種の金属炭化物を含有し、
    黒化層（１０）の厚さが２ｎｍから５０ｎｍである、
    板ガラス。
  2. 外部環境から内部空間が隔離され、コーティング（２）が基材（１）の内側表面に配置されている、請求項１に記載の板ガラス。
  3. ２５％未満、好ましくは１５％未満、特に好ましくは１０％未満、特に最も好ましくは８％未満、特に６％未満の可視スペクトル領域の透過率を有する、請求項１または２に記載の板ガラス。
  4. 基材（１）が１５％未満の可視スペクトル領域の透過率を有し、熱放射反射コーティング（２）を有する板ガラスが１０％未満の透過率を有し、好ましくは、基材（１）が１０％未満の可視スペクトル領域の透過率を有し、熱放射反射コーティング（２）を有する板ガラスが、７％未満、特に６％未満の透過率を有する、請求項１から３の一項に記載の板ガラス。
  5. 黒化層（１０）の厚さが５ｎｍから４０ｎｍである、請求項１から４の一項に記載の板ガラス。
  6. 黒化層（１０）の金属、金属窒化物または金属炭化物が、周期表のＩＶＢ、ＶＢおよびＶＩＢ族から選択される、請求項１から５の一項に記載の板ガラス。
  7. 金属、金属窒化物および／または金属炭化物の融点が、２２００℃超、好ましくは２５００℃超であり、金属、金属窒化物および／または金属炭化物の比抵抗が、好ましくは２００μオーム＊ｃｍ未満である、請求項１から６の一項に記載の板ガラス。
  8. 機能層（４）が、少なくともフッ素ドープ酸化スズ、アンチモンドープ酸化スズおよび／または酸化インジウムスズを含有し、好ましくは、４０ｎｍから２００ｎｍ、特に好ましくは９０ｎｍから１５０ｎｍの厚さを有する、請求項１から７の一項に記載の板ガラス。
  9. 上部誘電体層（５）が、１．７から２．３の屈折率の材料、好ましくは少なくとも１種の酸化物および／または１種の窒化物、特に好ましくは窒化ケイ素、特に最も好ましくはアルミニウムドープ窒化ケイ素、ジルコニウムドープ窒化ケイ素またはホウ素ドープ窒化ケイ素を含有し、好ましくは５ｎｍから５０ｎｍの厚さを有する、請求項１から８の一項に記載の板ガラス。
  10. 下部誘電体層（３）が、少なくとも１種の酸化物または窒化物、好ましくは酸化ケイ素または窒化ケイ素、特に好ましくは、アルミニウムドープ二酸化ケイ素、ジルコニウムドープ二酸化ケイ素またはホウ素ドープ二酸化ケイ素を含有し、好ましくは１０ｎｍから１５０ｎｍ、特に好ましくは１５ｎｍから５０ｎｍの厚さを有する、請求項１から９の一項に記載の板ガラス。
  11. 反射防止層（６）が上部誘電体層（５）の上に配置されており、反射防止層が、好ましくは少なくとも１種の酸化物、特に好ましくは屈折率１．８以下の１種の酸化物、特に最も好ましくは二酸化ケイ素、特にアルミニウムドープ二酸化ケイ素、ジルコニウムドープ二酸化ケイ素またはホウ素ドープ二酸化ケイ素を含有し、反射防止層が、好ましくは２０ｎｍから１５０ｎｍ、特に好ましくは４０ｎｍから１００ｎｍの厚さを有する、請求項１から１０の一項に記載の板ガラス。
  12. コーティング（２）が、その最上層としてカバー層（７）を含み、カバー層が、少なくとも１種の酸化物、好ましくは少なくともＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＷＯ３および／またはＣｅＯ２を含有し、カバー層が、好ましくは２ｎｍから５０ｎｍの厚さを有する、請求項１から１１の一項に記載の板ガラス。
  13. 基材（１）が、少なくとも１つの熱可塑性中間層（９）を介してカバー板ガラス（８）に結合して、複合板ガラスを形成し、コーティング（２）が、カバー板ガラス（８）から離れるほうに面する基材（１）の表面に配置されている、請求項１から１２の一項に記載の板ガラス。
  14. 少なくとも、
    （ａ）１つの下部誘電体層（３）、
    （ｂ）少なくとも１種の透明導電性酸化物を含有する、１つの機能層（４）および
    （ｃ）１つの上部誘電体層（５）
    が基材（１）に連続して適用され、その上、プロセスのステップ（ａ）前、プロセスのステップ（ａ）と（ｂ）との間、プロセスのステップ（ｂ）と（ｃ）との間および／またはプロセスのステップ（ｃ）の後に、融点１９００℃超および比抵抗５００μオーム＊ｃｍ未満である少なくとも１種の金属、１種の金属窒化物および／または１種の金属炭化物を含有し、厚さが２ｎｍから５０ｎｍである、少なくとも１つの黒化層（１０）が適用される、熱放射反射コーティング（２）を有する板ガラスを製造する方法。
  15. コーティング（２）を有する基材（１）が、少なくとも２００℃の温度に加熱される、請求項１４に記載の方法。
  16. 可視スペクトル領域の透過率を低下させるための熱放射反射コーティングにおける、融点１９００℃超および比抵抗５００μオーム＊ｃｍ未満の少なくとも１種の金属、１種の金属窒化物および／または１種の金属炭化物を含有する、黒化層の使用。
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