JP2023519705A - 被覆基材 - Google Patents
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Abstract
本発明は、2つの主要な互いに反対側にある第1及び第2の表面を有する透明基材を含み、少なくとも1つの表面に機能性コーティングが設けられた被覆基材であって、透明基材には、機能性コーティングの上に、かつそれと接触して、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含む混合金属酸化物のマグネトロンスパッタリングされたトップコートが設けられ、トップコートが、合計で100原子%の金属に対して、10~65原子%のケイ素、8~38原子%のチタン、25~80原子%のジルコニウムを含み、トップコートが0.1~10nmの厚さを有することを特徴とする被覆基材、この被覆基材を提供する方法、及びその使用に関する。【選択図】なし
Description
本発明は、機能性コーティングと、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOzを含む混合金属酸化物のマグネトロンスパッタリングされたトップコートとが設けられた被覆基材、上記被覆基材の提供方法、及びトップコートの使用に関する。
マグネトロンスパッタリングされた誘電体層を含むものなどの機能性コーティングは、典型的には、それらの製造、輸送、加工、保管、及び/又は取り扱いの間に化学的損傷及び機械的損傷を受けやすいことが知られている。この限定された機械的抵抗性、耐薬品性、及び耐食性によって、外部環境と接触するそれらの実現可能な使用は通常は限定される。
高い化学的耐久性又は機械的耐久性、又は化学的耐久性と機械的耐久性との両方を有するコーティングを有するグレージングを提供する種々の試みが行われている。
国際公開第2009115596A1号パンフレットは、マグネトロンを用いて真空中で堆積された薄層の組立体を含み、耐光性及び/又は低排出特性を有する本質的に透明なグレージングであって、表面保護層が、酸化チタンと、ZrO2、SiO2、Cr2O3を含む群から選択される少なくとも1つの別の高硬度金属酸化物とを含む層を含む、グレージングに関する。上記開示のグレージングは、変色又は真珠光沢などの光学的欠陥を発生させることなく、550℃で5分間の熱処理に耐えることができる。混合酸化物中、酸化チタンは少なくとも40重量%存在する。表面層は、15~50重量%の比率の酸化ジルコニウムを含む。
国際公開第2010031808A1号パンフレットは、真空下の陰極スプレーによって堆積された少なくとも1つの層を含むグレージングであって、上記層が1つ以上の酸化物を含み、酸化チタンの重量比が少なくとも40%及び95%以下である、グレージングに関する。問題となる層の厚さ、及び場合により金属酸化物を含有する別の層の厚さは、厚さ4mmの透明「フロート」ガラスシート上で上記層によって少なくとも15%の反射及び少なくとも60%の光透過率が得られるように選択される。問題となる層又は層系は、同じ種類の光学的性質を有する製品を得るために熱分解によって作製された層と同等の機械的抵抗性及び/又は耐薬品性をさらに有する。
しかし、上記の解決策では、典型的な乾式ブラシ試験及び/又はAutomatic Wet Rub Test(AWRT)において、輸送及び保管条件中に遭遇する摩耗に対する十分な機械的耐久性が得られない。
国際公開第2018202595A1号パンフレットは、基材、基材の少なくとも1つの面の少なくとも一部の上に設けられた軟質コーティング、軟質コーティングの上の上記面の少なくとも一部の上に設けられる保護ゾルゲルコーティングを含む被覆基材、そのような被覆基材の製造方法、及びそのような被覆基材を含むグレージングユニットに関する。ゾルゲルコーティングは、酸化チタン、酸化ケイ素、及び場合により酸化ビスマス及び/又は酸化セリウムの混合物を、0.10~3の範囲の酸化チタンTiO2/酸化ケイ素SiO2の理論重量比で含む。酸化ジルコニウムが存在する場合、酸化ジルコニウム/酸化ケイ素の比は0.10~3の範囲である。酸化チタン/酸化ジルコニウムの比は0.10~10の範囲である。ゾルゲルコーティングの厚さは、典型的には50~500nmの範囲である。この解決策は、保護層の非常に厚い層が形成されることが主な欠点であり、ゾルゲルコーティングを硬化させるための追加の必須の加熱ステップが必要であり、製造ラインの変更が必要であるのでさらなる製造の制約を伴う。すなわち、ゾルゲルコーティングによって被覆基材が保護される前に、損傷が生じる可能性がある中間ステップが必要となる。
改善された機械的抵抗性、耐薬品性、及び耐食性を有する機能性コーティングが設けられるが、そのコーティングの放射率及び/又は審美性に大きな影響は生じない被覆基材、特にガラス基材の開発が依然として必要である。
改善された機械的抵抗性、耐薬品性、及び耐食性を有する機能性コーティングが設けられるが、そのコーティングの放射率及び審美性に大きな影響は生じず、すなわち、前記機能性コーティングの光学的性質は維持される被覆基材、特にガラス基材の開発が依然として必要である。
本発明の目的は、2つの主要な互いに反対側にある第1及び第2の表面を有する透明基材を含み、少なくとも1つの表面に機能性コーティングが設けられた被覆基材であって、透明基材には、機能性コーティングの上に、かつそれと接触して、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含む混合金属酸化物のマグネトロンスパッタリングされたトップコートが設けられ、
トップコートが、合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、
トップコートが0.1~10nmの厚さを有することを特徴とする被覆基材を提供することである。
トップコートが、合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、
トップコートが0.1~10nmの厚さを有することを特徴とする被覆基材を提供することである。
上記被覆基材を製造する方法も提供される。
熱処理された被覆基材及び複数のグレージングユニットが提供される。
本トップコートは、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含むマグネトロンスパッタリングされた混合金属酸化物であり、
トップコートは、不純物を含めて合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素(Si),
-8~38原子%のチタン(Ti)、
-25~80原子%のジルコニウム(Zr)、
を含み、
トップコートは0.1~10nmの厚さを有する。
トップコートは、不純物を含めて合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素(Si),
-8~38原子%のチタン(Ti)、
-25~80原子%のジルコニウム(Zr)、
を含み、
トップコートは0.1~10nmの厚さを有する。
不純物は、上記金属から実質的に分離できない追加の金属と見なされる。これは特に、イットリウム及び/又はハフニウムの場合である。これらの追加の金属が存在する場合、それらの含有量は、依然として比較的制限され、全体の1原子%を超えず、通常は0.8原子%未満で残存する。これらは、トップコートの有効含有量の計算には考慮されない。上記有効含有量は、本発明の範囲内の機械的耐久性を提供するチタン、ジルコニウム、及びケイ素の寄与のみの合計として考えられる。<2.0原子%、或いは<1.0原子%の量の微量元素としてアルミニウムが存在することができる。
本発明の幾つかの実施形態では、トップコート中のSi、Ti、及びZrの上記範囲は、互いに独立して変動することができる。或いはSiの量は15~60原子%の範囲であってよい。或いはTiの量は10~35原子%の範囲であってよい。或いはZrの量は30~70原子%の範囲であってよい。したがってこれらの量は、各金属の場合で独立して変動することができ、但し、合計は、不純物を含めて100原子%の金属である。
各金属の量は、X線光電子分光法(XPS)、X線蛍光(XRF)などの当業者が利用可能な方法によって求めることができる。これらの分析は、当技術分野において周知の通常手順を用いてスパッタリングされたトップコート上で行うことができる。
これらの量は、最適なトップコートを与え、驚くべきことに、輸送又は保管が必要な機能性コーティングの摩耗に対する優れた機械的耐久性が得られる。予想外なことに、国際公開第2009115596A1号パンフレットの教示に反して、請求される範囲内でチタンがケイ素及びジルコニウムの両方と同時に用いられる場合、>40%のチタンの酸化物の量では必要な耐久性が得られないことが分かった。
本トップコートは、0.1~10.0nm、或いは0.5~5.0nm、或いは2.0~5.0nmの範囲の厚さを有することができる。
このような厚さによって、改善された機械的耐久性が得られ、同時に、下にある機能性コーティングに対する光学的寄与は最小限になることができる。透明基材の任意選択の熱処理によって除去されたり変性したりすることがないという点で、トップコートは永続的なものである。下にある機能性コーティングの光学的性質に対する悪影響もない。
請求される範囲内の本トップコート材料の屈折率nは、その最終組成によって左右されるが、波長550nmにおいて1.90~2.25の範囲となることができる。
透明基材は、ガラス基材、又はプラスチック基材、例えばポリ(メチルメタ)アクリレート(PMMA)、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル(PVC)、又はそれらの混合物であってよい。Tが10%を超える場合、或いは20%を超える場合、或いは30%を超える場合に、基材の透明性が考慮される。
ほとんどの場合、透明基材はガラス基材である。
ガラスは、従来のフロートガラス又は板ガラスなどのあらゆる種類のものであってよく、あらゆる光学的性質、例えば、10%を超える可視透過率、紫外透過率、赤外透過率、及び/又は全太陽エネルギー透過率のあらゆる値を有するあらゆる組成であってよい。
ガラス基材は、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラス、又はアルミノシリケートガラスであってよい。基材は、通常の透明、着色、又は超透明(すなわち、より低いFe含有量及びより高い透過率)のガラス基材であってよい。ガラス基材のさらなる例としては、透明、緑色、ブロンズ色、又は青緑色のガラス基材が挙げられる。
ガラスは、アニールガラス、強化ガラス、又は熱強化ガラスであってよい。
透明ガラス基材は、0.5mm~約15mm、或いは1mm~約10mm、或いは1mm~約8mmの範囲の厚さを有することができる。
透明ガラス基材は、0.5~2mmの範囲の厚さを有する場合に本発明に適していると見なすこともできる。
透明基材は、典型的には2つの主要な互いに反対側にある第1及び第2の表面を有し、第1の表面の少なくとも一部に機能性コーティングが設けられる。
輸送中、保管中、取り扱い中、処理中及び/又は最終的な使用中の機械的及び/又は化学的損傷から上記機能性コーティングを保護するために、透明基材の少なくとも1つの表面上に設けられた機能性コーティングの少なくとも一部の上に、かつそれと接触して本トップコートが堆積される。
透明基材の第2の表面に、同じ又は異なる機能性コーティングを被覆することができる。このような場合、本トップコートは、2つの被覆された表面のいずれか一方又は両方の上に設けられた機能性コーティングの上、すなわち、第1の表面又は第2の表面の上のコーティングのいずれか1つ、又は第1及び第2の表面の両方のコーティングの上に設けることができる。
本発明の範囲内で、「機能性コーティング」という用語は、基材の1つ以上の物理的性質、例えば、光学的、熱的、化学的、又は機械的性質を変化させるコーティングを意味する。このような機能性コーティングは、後の処理中に基材から取り外すことは意図されていない。機能性コーティングは、典型的には永続的又は「取り外しできない」コーティングである。
機能性コーティングは、ソーラーコントロールコーティング、伝導性コーティング、反射防止コーティング、装飾コーティング及び/又は低放射率コーティングであってよい。
機能性コーティングは、単層、又は薄層のスタック、すなわち多層コーティングであってよく、1つ以上の金属、非金属、半金属、半導体、若しくは合金、化合物、複合材料、それらの組み合わせ、又はブレンドを含むことができる。
本発明において薄層のスタックを議論する場合、典型的には、最初に基材上に第1の層が取り付けられ、その次に第2の層が基材上の第1の層の上に取り付けられると理解される。位置の連続する順序は、基材を基準に進んで最上層まで考慮される。
本発明の範囲内で、「下方」、「下」、「下部」という用語は、基材から始まる層の順序内で次の層と向かい合う層の相対位置を示している。本発明の範囲内で、「上」、「上部」という用語は、基材から始まる層の順序内で次の層と向かい合う層の相対位置を示している。
本発明の範囲内で、スタック中の層の相対位置は、必ずしも層間の直接接触を示すものではない。すなわち、第1及び第2の層の間に、ある中間層を設けることができる。例えば、本発明の目的が脅かされるのでなければ、基材の「上に堆積された」第1の層は、第1の層の膜と基材との間に位置する同じ又は異なる組成の1つ以上の別のコーティング層の存在を排除するものではない。
幾つかの場合では、1つの層は、実際には数個の複数の個別の層で構成されてよい。
本トップコートは、透明基材の第1の表面の上に設けられた機能性コーティングに対して上方の位置にあると理解される。すなわち、本トップコートは、基材の第1の堆積表面に対して透明基材から最も離れて位置し、典型的には空気と接触する。
本トップコートは、機能性コーティングの上の最上層であり、上記機能性コーティングの最後の層と直接接触する。ほとんどの場合、機能性コーティングの最後の層によって、機械的及び/又は化学的耐久性は付与されない。このような場合、本トップコートによって、機能性コーティングの機械的及び化学的耐久性が付与される。
幾つかの場合では、機能性コーティングは最初に、ある程度の機械的及び/又は化学的耐久性を付与する最上層を含むことができる。このような場合、本トップコートによって、特に摩耗を考慮して、機能性コーティングのさらに優れた機械的及び化学的耐久性が付与される。
機能性コーティングは、10~1000nmの範囲の厚さを有することができる。
特に記載がなければ、ここですべての層の厚さは、幾何学的層厚さである。
本発明のある実施形態では、機能性コーティングはソーラーコントロールコーティングであってよく、ここで、ソーラーコントロールコーティングは、可視、赤外、又は紫外のエネルギーを反射又は吸収するコーティングを含む。
本発明のある実施形態では、機能性コーティングは、導電性コーティング、例えば、導電性加熱窓のコーティング、又はアンテナとして機能できる単一フィルム若しくは多層フィルムのコーティングであってよい。
機能性コーティングは、典型的には可視波長エネルギー、例えば、約400nm~約780nmはコーティングを透過することができるが、より短波長の太陽赤外エネルギー及び/又は熱赤外エネルギーは反射することができ、典型的には建築用グレージングの断熱特性の改善が意図される、低放射率コーティングであってよい。「低放射率」は、約0.3未満、或いは約0.2未満の放射率を意味する。
機能性コーティングは、単層金属酸化物コーティング、多層金属酸化物コーティング、非金属酸化物コーティング、又は多層コーティングであってよい。
本発明のある実施形態では、単層金属酸化物コーティングとしては、アルミニウム、ガリウム、又はハフニウムでドープされた酸化亜鉛;亜鉛及びスズの混合酸化物;フッ素又はアンチモンで場合によりドープされた酸化スズ;場合によりスズでドープされた酸化インジウムなどを含むコーティングが挙げられる。
本発明のある実施形態では、多層金属酸化物コーティングとしては、高屈折率材料の少なくとも1つの層と、低屈折率材料の少なくとも1つの層とを含むコーティング、すなわち、交互に変化する屈折率を有する材料の層を有するコーティングが挙げられる。このようなコーティングは、典型的には、低屈折率又は高屈折率を有する材料の第1の層と、高屈折率又は低屈折率を有する材料の第2の層と、低屈折率又は高屈折率を有する材料の第3の層と、高屈折率又は低屈折率を有する材料の第4の層と、任意選択の保護層と含むコーティングで表される。低屈折率は、典型的には屈折率<1.8、又は典型的には<1.7であり、一方、高屈折率は、典型的には屈折率>1.8、又は典型的には≧1.9若しくは≧2.0である。幾つかの層は、1.7から<1.9までで構成される中間の屈折率を有することができる。屈折率は、典型的には550nmの波長において考慮される。
本発明のある実施形態では、機能性コーティングは、n個の赤外反射(IR)層とn+1個の誘電体層との交互配列を、それぞれのIR層が2つの誘電体層で囲まれるように含む多層コーティングであってもよく、n≧1である。
IR層は、銀、金、パラジウム、白金、又はそれらの合金でできていてよい。機能層は、2~30nm、或いは5~20nm、或いは7~18nmの厚さを有することができる。これらの厚さの範囲によって、所望の低放射率及び/又はソーラーコントロール機能及び/又は伝導率を実現しながら、良好な光透過率を維持することができる。
誘電体層は、典型的には、Zn、Sn、Ti、Zr、Si、In、Al、Bi、Ta、Hf、Mg、Nb、Y、Ga、Sb、Mg、Cu、Ni、Cr、Fe、B、又はそれらの混合物の酸化物、窒化物、酸窒化物、又は酸炭化物を含むことができる。
本発明のある実施形態では、誘電体層は、Zn、Sn、Ti、Zr、Si、In、Al、Nb、Sb、Ni、Cr、又はそれらの混合物の酸化物、窒化物、酸窒化物、又は酸炭化物を含むことができる。或いは、誘電体層は、Zn、Sn、Ti、Zr、Si、In、Al、Nb、Sb、Ni、Cr、又はそれらの混合物の酸化物、窒化物、酸窒化物を含むことができる。
これらの材料は、最終的にドープすることができ、ドーパントの例としては、アルミニウム、ジルコニウム、又はそれらの混合物が挙げられる。ドーパント又はドーパント混合物は、最大15重量%の量で存在することができる。
誘電体材料の典型的な例としては、ケイ素をベースとする酸化物、ケイ素をベースとする窒化物、酸化亜鉛、酸化スズ、混合酸化亜鉛スズ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、窒化アルミニウム、酸化ビスマス、混合窒化ジルコニウムケイ素、及びこれらの少なくとも2つの混合物、例えば酸化ジルコニウムチタンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
誘電体層は、上記材料を含む本質的にからなる複数の個別の層からなることができる。
誘電体層はそれぞれ0.1~200nm、或いは0.1~150nm、或いは1~120nm、或いは1~80nmの範囲の厚さを有することができる。異なる誘電体層は異なる厚さを有することができる。すなわち、第1の誘電体層は、第2又は第3又はあらゆる別の誘電体層の厚さと同じ又は異なる、より大きい又はより小さい厚さを有することができる。
2つのIR機能層が存在する場合(n=2の場合、第2の誘電体層は、2つのIR機能層の間に挟まれるので、「内部誘電体層」と呼ぶことができる。
3つのIR機能層が存在する場合(n=3の場合)、第2及び第3の誘電体層は、それぞれ2つのIR機能層の間に挟まれるので、「内部誘電体層」と呼ぶことができる。
多層コーティングは、少なくとも1つのIR層の下にシード層を含むことができ、及び/又はコーティングは、少なくとも1つのIR層の上にバリア層を含むことができる。シード層は、典型的には、IR材料の良好な品質の膜の形成を促進するために設けられ、すなわち、IR材料の均一で安定な層を得るために設けられる。バリア層は、典型的には、その上のあらゆる層の形成によって誘発される劣化からのIR材料の保護を促進するため、例えば、IR層の品質を低下させることがある酸素又は酸素含有種から保護し、熱処理による劣化からも保護するために設けられる。
所与のIR層には、シード層若しくはバリア層のいずれか、又はその両方を設けることができる。第1のIR層には、シード層及びバリア層のいずれか一方又は両方を設けることができ、第2のIR層には、シード層及びバリア層のいずれか一方又は両方を設けることができ、そのようにさらに続けることができる。このような構成は互いに排他的なものではない。シード層及び/又はバリア層は、0.1~35nm、或いは0.5~25nm、或いは0.5~15nm、或いは0.5~10nmの厚さを有することができる。
多層コーティングは、少なくとも1つの機能層の上に、かつそれと接触して設けられる<15nm、或いは<9nmの厚さを有する犠牲材料の薄層を含むこともできる。犠牲材料の例としては、チタン、亜鉛、ニッケル、クロム、Niの酸化物、Ni合金の酸化物、Crの酸化物、Cr合金の酸化物、NiCrOx、NiCrOxNy、酸化亜鉛、酸化スズ、又はその他の適切な材料、又はそれらの混合物が挙げられる。
被覆物品の透過率を選択的に変化させるために調節された吸収層を誘電体層に設けることができる。ある例では、色に悪影響を与えることなく被覆物品の透過率が大幅に調節されるように、上記吸収層の厚さを調節することができる。吸収層の例としては、Ni、Cr、NiCr、NiCrNx、NiCrW、CrN、ZrN、TiN、Ti、Zr、NiOxなどが挙げられる。少なくとも1つのIR層が吸収層の上に位置するように、このような吸収層を配置することができ、場合により、このような吸収層は、窒化ケイ素を含む第1及び第2の層の間に挟まれそれらに接触することができる。吸収層は0.5~10nmの範囲の厚さを有することができる。
多層コーティングは、場合により、Ti、Zrの酸化物、又は45~65重量%のTiを有するTi及びZrの混合酸化物;又はSi、Alの酸化物;又はZr及びAlの酸化物;又はSi、Alの窒化物を含む最上層をすでに含むことができる。このような最上層を本トップコートと交換したり、このような最上層の上に本トップコートを取り付けたりすることができる。
低放射率コーティングとして機能する多層コーティングの第1の例は、少なくとも1つの銀層を含み、ただし基材/MeO/ZnO:AlSi/Ag/AlSi-MeOの順序であり、ここでMeOは、SnO2、TiO2、In2O3、Bi2O3、ZrO2、Ta2O5、SiO2、若しくはAl2O3、又はそれらの混合物などの金属酸化物である。
低放射率コーティングとして機能する多層コーティングの第2の例は、窒化ケイ素を含む第1の誘電体層と;第1のNi又はNiCrを含む層と;銀を含む赤外(IR)反射層と;第2のNi又はNiCrを含む層と;窒化ケイ素を含む第2の誘電体とを含む。このような多層コーティングは、場合により、SiZrの混合(酸)窒化物又はTiZrの混合酸化物のトップコートを含むことができる。
多層コーティングの第3の例は、
第1及び第2の層に接触しそれらの間に挟まれた赤外(IR)反射層を含み、上記第2の層はNiCrOxを含み;
少なくとも、NiCrOxを含む上記第2の層は、上記赤外(IR)反射層に近い上記第2の層の第1の部分が上記赤外(IR)反射層から離れている上記第2の層の第2の部分よりも酸化されないように、段階的に酸化されている。
第1及び第2の層に接触しそれらの間に挟まれた赤外(IR)反射層を含み、上記第2の層はNiCrOxを含み;
少なくとも、NiCrOxを含む上記第2の層は、上記赤外(IR)反射層に近い上記第2の層の第1の部分が上記赤外(IR)反射層から離れている上記第2の層の第2の部分よりも酸化されないように、段階的に酸化されている。
多層コーティングの第4の例は:誘電体層と;誘電体層の上に位置する酸化亜鉛を含む第1の層と;酸化亜鉛を含む第1の層の上に、かつそれと接触して位置する銀を含む赤外(IR)反射層と;IR反射層の上に、かつそれと接触して位置するNiCrの酸化物を含む層と;NiCrの酸化物を含む層の上に、かつそれと接触して位置する酸化亜鉛を含む第2の層と;酸化亜鉛を含む第2の層の上に位置する別の誘電体層とを含む。
多層コーティングの第5の例は:第1の誘電体層と;少なくとも第1の誘電体層の上に位置する銀を含む第1の赤外(IR)反射層と;少なくとも第1のIR反射層及び第1の誘電体層の上に位置する酸化亜鉛を含む第1の層と;酸化亜鉛を含む第1の層の上に、かつそれと接触して位置する銀を含む第2のIR反射層と;第2のIR反射層の上に、かつそれと接触して位置するNiCrの酸化物を含む層と;NiCrの酸化物を含む層の上に、かつそれと接触して位置する酸化亜鉛を含む第2の層と;少なくとも、酸化亜鉛を含む第2の層の上に位置する別の誘電体層とを含む。
多層コーティングの第6の例は:第1の誘電体層と;誘電体層の上に位置する酸化亜鉛を含む第1の層と;酸化亜鉛を含む第1の層の上に、かつそれと接触して位置する銀を含む赤外(IR)反射層と;IR層の上に位置する酸化亜鉛を含む第2の層と;酸化亜鉛を含む第2の層の上に位置する第2の誘電体層とを含む。第1及び第2の誘電体層は、複数の層を含むことができ、特に、酸化亜鉛中の種々の組成の層、すなわち、酸化亜鉛、アルミニウムでドープされた酸化亜鉛の層、又は重量基準で0.5~2の範囲の比Sn/Zn、若しくは重量基準で0.02~0.5の範囲の比Sn/Znを有する亜鉛及びスズの混合酸化物の層;窒化ケイ素の層;酸化チタンの層を含むことができる。酸化亜鉛を含む第1及び第2の層も、酸化亜鉛中で種々の組成を有することができ、すなわち特に、酸化亜鉛;アルミニウムでドープされた酸化亜鉛;亜鉛及びスズの混合酸化物;亜鉛、チタン、及びアルミニウムの混合酸化物の層を有することができる。
多層コーティングの第7の例は、順番に:第1の誘電体層;銀を含む第1のIR層;第2の誘電体層;第2のIR層;第3の誘電体層を含む。第1、第2、及び第3の誘電体層は、複数の層を含むことができ、特に、酸化亜鉛中の種々の組成の層、すなわち、酸化亜鉛、アルミニウムでドープされた酸化亜鉛の層、又は重量基準で0.5~2の範囲の比Sn/Zn、若しくは重量基準で0.02~0.5の範囲の比Sn/Znを有する亜鉛及びスズの混合酸化物の層;亜鉛、チタン、及びアルミニウムの混合酸化物の層;窒化ケイ素の層;酸化チタンの層を含むことができる。幾つかの場合では、IR層には、独立して、Ti、Ni、NiCrなどの金属バリア層を設けることができる。
多層コーティングの第8の例は、順番に:第1の誘電体層;銀を含む第1のIR層;第2の誘電体層;第2のIR層;第3の誘電体層;第3のIR層;第4の誘電体層を含む。第1、第2、第3、及び第4の誘電体層は、複数の層を含むことができ、特に、酸化亜鉛中の種々の組成の層、すなわち、酸化亜鉛、アルミニウムでドープされた酸化亜鉛の層、又は重量基準で0.5~2の範囲の比Sn/Zn、若しくは重量基準で0.02~0.5の範囲の比Sn/Znを有する亜鉛及びスズの混合酸化物の層;亜鉛、チタン、及びアルミニウムの混合酸化物の層;窒化ケイ素の層;酸化チタンの層を含むことができる。幾つかの場合では、IR層には、独立してTi、Ni、NiCrなどの金属バリア層を設けることができる。
多種多様の多層コーティングに、機械的損傷に対して保護するトップコートの利点が得られる本被覆基材を提供することができる。同時に、光学的性質は、上記トップコートを有しないコーティングと比較して許容できる変動の範囲内を維持し、デルタT<2%、デルタR<2%、及びデルタE<5となる。
被覆基材の製造方法は、順番に:
1.2つの主要な互いに反対側にある第1及び第2の表面を有する透明基材を提供するステップ、
2.透明基材の第1の表面の少なくとも一部の上に機能性コーティングを堆積するステップ、
3.機能性コーティングの上に、かつそれと接触して、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含む混合金属酸化物を含むトップコートをマグネトロンスパッタリング技術によって堆積するステップであって、
トップコートが、合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、
トップコートが0.1~10nmの厚さを有するステップ、
を少なくとも含む。
1.2つの主要な互いに反対側にある第1及び第2の表面を有する透明基材を提供するステップ、
2.透明基材の第1の表面の少なくとも一部の上に機能性コーティングを堆積するステップ、
3.機能性コーティングの上に、かつそれと接触して、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含む混合金属酸化物を含むトップコートをマグネトロンスパッタリング技術によって堆積するステップであって、
トップコートが、合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、
トップコートが0.1~10nmの厚さを有するステップ、
を少なくとも含む。
マグネトロンスパッタリングを用いるトップコートの堆積ステップによって、透明基材の上に先に機能性コーティングを設ける既存の製造ラインにプロセスを容易に一体化することができる。マグネトロン堆積によって、0.1~10nmの厚さを有するトップコート層を堆積することもできる。このような薄層は、機能性コーティングの化学的耐久性及び光学的性質に悪影響を与えることなく必要な機械的耐久性を付与するのに有効であることが分かっている。
機能性コーティングは、典型的には、化学蒸着(CVD)、大気圧CVD(APCVD)、低圧CVD(LPCVD)、プラズマ強化化学蒸着(PECVD)、LPCVD(低圧化学蒸着)、物理蒸着、マグネトロンスパッタリング、イオンアシスト蒸着によって基材上に堆積することができる。
同じ機能性コーティングの個別の層は、異なる堆積方法によって形成することができる。しかし典型的には、これらは同じ技術を用いて堆積することができる。
幾つかの場合では、機能性コーティングの少なくとも1つの層はマグネトロンスパッタリングによって堆積することができる。幾つかの場合では、機能性コーティングのすべての層がマグネトロンスパッタリングによって堆積される。
トップコートはマグネトロンスパッタリングを用いて堆積される。CVD又はゾルゲル方法と比較して、マグネトロンスパッタリングによって堆積される場合に、機械的及び化学的耐久性を付与するためのトップコートの効率が最適となる。マグネトロンスパッタリングによって堆積された層は、0.1~10nm、或いは0.5~5.0nm、或いは2.0~5.0nmの範囲の厚さにおいて、あらゆる加熱又は追加のプロセスステップを先に行うことなく有効となる。このように堆積された層によって、機能性コーティングの光学的性質に悪影響が生じることもなく、デルタT<2%、デルタR<2%、及びデルタE<5となる。
マグネトロンスパッタリングを用いるトップコートの堆積は、少なくとも3つのチタン、ジルコニウム、又はケイ素の元素を得るために、金属又はセラミックのいずれかのターゲットを用いて行うことができる。
少なくとも3つの元素は、1つ以上のセラミック又は金属のターゲットのいずれかから独立して供給することができる。機能性コーティング上にマグネトロンスパッタリングによって堆積されたトップコートが少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含む混合金属酸化物を含み、
トップコートが、合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、トップコートは0.1~10nmの厚さを有するのであれば、種々の組み合わせ及び同時スパッタリングの代案が存在することができる。
トップコートが、合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、トップコートは0.1~10nmの厚さを有するのであれば、種々の組み合わせ及び同時スパッタリングの代案が存在することができる。
金属ターゲットは、チタン、ジルコニウム、又はケイ素の少なくとも1つを含むことができる。金属ターゲットは、チタン、ジルコニウム、又はケイ素の2つ以上を含むことができる。
セラミックターゲットは、チタン、ジルコニウム、又はケイ素の少なくとも1つの酸化物を含むことができる。セラミックターゲットは、チタン、ジルコニウム、又はケイ素の2つ以上の酸化物を含むことができる。
セラミックターゲットは、チタン、ジルコニウム、又はケイ素から選択される2つの元素を含むことができ、金属ターゲットは第3の元素を含むことができる。
幾つかの場合では、スパッタリングされるトップコートの1つの元素は、セラミックターゲット及び金属ターゲットの両方から同時に得ることができる。
セラミックターゲットは、金属の少なくとも1つの酸化物と、少なくとも1つの別の金属の金属形態とを含むことができる。
セラミックターゲットは、チタン又はジルコニウムの少なくとも1つの酸化物と、金属形態のケイ素とを含むことができる。
そのような場合、上記3つの元素は、組み合わせて用いられる複数の独立したターゲットから得ることができ、これは同時スパッタリングとも呼ばれ、それぞれのターゲットがセラミック又は金属のターゲットである。
2つ以上のターゲットからのスパッタリング又は堆積は、所望の機械的耐久性のために調整可能な、少なくともケイ素、チタン、及びジルコニウムを含む種々のトップコートが得られるという利点を有する。これは、堆積速度の調節が可能であり、及び/又は処理中に消費される材料に応じてあるターゲットから別のターゲットに容易に交換可能であるという利点も有する。これは、スパッタリング中に用いられるガスの働きとしてトップコートの化学量論を調節できる利点も有する。
別の場合では、上記3つの元素は1つのターゲットから得ることができる。
セラミックターゲットは、少なくとも上記3つの元素の酸化物を含むことができ、又は金属ターゲットは少なくとも金属形態の上記3つの元素を含むことができる。
セラミックターゲットは、チタン及びジルコニウムの酸化物と、金属形態のケイ素とを含むことができる。
少なくともケイ素、チタン、及びジルコニウムを含む1つのターゲットからのスパッタリング又は堆積は、再現可能で均一なトップコートが得られるという利点を有する。
トップコートは、典型的にはアルゴン又は酸素又はその両方を含むガス流中でスパッタリングされる。トップコートの必要な化学量論を得るために、各ガスの種々の混合物を得ることができる。
本トップコートのさらなる利点の1つは、熱処理を実施可能なことであり、そのため、このような熱処理により機能性コーティングが保護される。
熱処理が行われない場合でさえもトップコート自体で保護が得られるので、熱処理ステップは、単に任意選択であり、被覆基材の最終用途に必要なときに考慮される。
熱処理された被覆基材の製造方法は、順番に:
1.2つの主要な互いに反対側にある第1及び第2の表面を有する透明基材を提供するステップ、
2.透明基材の第1の表面の少なくとも一部の上に機能性コーティングを堆積するステップ、
3.機能性コーティングの上に、かつそれと接触して、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含む混合金属酸化物を含むトップコートをマグネトロンスパッタリング技術によって堆積するステップであって、
トップコートが、合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、
トップコートが0.1~10nmの厚さを有するステップ、
4.被覆基材の熱処理を行うステップ、
を少なくとも含む。
1.2つの主要な互いに反対側にある第1及び第2の表面を有する透明基材を提供するステップ、
2.透明基材の第1の表面の少なくとも一部の上に機能性コーティングを堆積するステップ、
3.機能性コーティングの上に、かつそれと接触して、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含む混合金属酸化物を含むトップコートをマグネトロンスパッタリング技術によって堆積するステップであって、
トップコートが、合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、
トップコートが0.1~10nmの厚さを有するステップ、
4.被覆基材の熱処理を行うステップ、
を少なくとも含む。
本発明の別の実施形態と両立する本方法の幾つかの実施形態では、トップコート中のSi、Ti、及びZrの上記範囲は、互いに独立して変動することができる。或いはSiの量は15~60原子%の範囲であってよい。或いはTiの量は10~35原子%の範囲であってよい。或いはZrの量は30~70原子%の範囲であってよい。したがってこれらの量は、各金属の場合で独立して変動することができ、但し、合計は、不純物を含めて100原子%の金属である。
本発明の範囲内で、ステップが順番に存在する場合、それらが記載の順序で行われることを意味することが意図される。しかし、その順序内に追加の中間ステップを加えることができる。このような追加の中間ステップは、洗浄、輸送、移動、測定、切断などであってよい。
熱処理は、曲げ(湾曲としても知られる)、アニール(強化としても知られる)、又は強化プロセス中に生じるものの中の1つであってよい。
適切な熱処理の1つは、熱処理の種類及びガラスシートの厚さにより、被覆ガラスシートを空気中、少なくとも560℃、例えば560℃~700℃の間、特に約640℃~670℃の温度に、約3、4、6、8、10、12、又はさらには15分間加熱することを含む。この処理は、加熱ステップの後に、ガラスの表面と中心との間の応力差を発生させるための急冷ステップを含むことができ、これによって衝撃が加わった場合に、このいわゆる強化ガラスシートは小さな断片に安全に破壊される。冷却ステップがあまり強くない場合、ガラスは単に熱強化され、いずれの場合も、より良好な機械的抵抗性が得られる。
さらなる熱処理は、1)曲げ、2)強化、3)着色セラミック印刷若しくは銀バスバー印刷の焼結、4)真空二重グレージングの真空封止、及び5)湿式コーティングされた低反射コーティング若しくはアンチグレアコーティングの焼成などのプロセスステップにおいて示されることがある。
両面被覆基材を製造するための第1の方法は、順番に:
1.2つの主要な互いに反対側にある第1及び第2の表面を有する透明基材を提供するステップ、ただし第1の表面は露出している、
2.透明基材の第1の表面の少なくとも一部の上に第1の機能性コーティングを堆積するステップ、
3.第1の機能性コーティングの上に、かつそれと接触して、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含む混合金属酸化物を含むトップコートをマグネトロンスパッタリング技術によって堆積するステップであって、
トップコートが、合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、
トップコートが0.1~10nmの厚さを有するステップ、
4.第2の表面が露出するように基材を裏返すステップ、
5.透明基材の第2の表面の少なくとも一部の上に第2の機能性コーティングを堆積して、両面被覆透明基材を形成するステップ、
6.場合により第2のトップコートを堆積するステップと、
7.場合により両面被覆透明基材の熱処理を行うステップ、
を少なくとも含む。
1.2つの主要な互いに反対側にある第1及び第2の表面を有する透明基材を提供するステップ、ただし第1の表面は露出している、
2.透明基材の第1の表面の少なくとも一部の上に第1の機能性コーティングを堆積するステップ、
3.第1の機能性コーティングの上に、かつそれと接触して、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含む混合金属酸化物を含むトップコートをマグネトロンスパッタリング技術によって堆積するステップであって、
トップコートが、合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、
トップコートが0.1~10nmの厚さを有するステップ、
4.第2の表面が露出するように基材を裏返すステップ、
5.透明基材の第2の表面の少なくとも一部の上に第2の機能性コーティングを堆積して、両面被覆透明基材を形成するステップ、
6.場合により第2のトップコートを堆積するステップと、
7.場合により両面被覆透明基材の熱処理を行うステップ、
を少なくとも含む。
両面被覆基材を製造するための第2の方法は、順番に:
1.2つの主要な互いに反対側にある第1及び第2の表面を有する透明基材を提供するステップ、ただし第1の表面は露出している、
2.透明基材の第1の表面の少なくとも一部の上に第1の機能性コーティングを堆積するステップ、
3.第1の機能性コーティングの上に、かつそれと接触して、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含む混合金属酸化物を含むトップコートをマグネトロンスパッタリング技術によって堆積するステップであって、
トップコートが、合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、
トップコートが0.1~10nmの厚さを有するステップ、
4.第2の表面が露出するように基材を裏返すステップ、
5.透明基材の第2の表面の少なくとも一部の上に第2の機能性コーティングを堆積して、両面被覆透明基材を形成するステップ、
6.場合により、第2の機能性コーティングの上に、かつそれと接触して、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含む混合金属酸化物を含むトップコートをマグネトロンスパッタリング技術によって堆積するステップであって、
トップコートが、合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、
トップコートが0.1~10nmの厚さを有するステップ、
7.場合により両面被覆透明基材の熱処理を行うステップ、
を少なくとも含む。
1.2つの主要な互いに反対側にある第1及び第2の表面を有する透明基材を提供するステップ、ただし第1の表面は露出している、
2.透明基材の第1の表面の少なくとも一部の上に第1の機能性コーティングを堆積するステップ、
3.第1の機能性コーティングの上に、かつそれと接触して、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含む混合金属酸化物を含むトップコートをマグネトロンスパッタリング技術によって堆積するステップであって、
トップコートが、合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、
トップコートが0.1~10nmの厚さを有するステップ、
4.第2の表面が露出するように基材を裏返すステップ、
5.透明基材の第2の表面の少なくとも一部の上に第2の機能性コーティングを堆積して、両面被覆透明基材を形成するステップ、
6.場合により、第2の機能性コーティングの上に、かつそれと接触して、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含む混合金属酸化物を含むトップコートをマグネトロンスパッタリング技術によって堆積するステップであって、
トップコートが、合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、
トップコートが0.1~10nmの厚さを有するステップ、
7.場合により両面被覆透明基材の熱処理を行うステップ、
を少なくとも含む。
したがって、このような第1及び第2の方法によって、第1の表面の少なくとも一部の上に第1の機能性コーティングが設けられ、第2の表面の少なくとも一部の上に第2の機能性コーティングが設けられた透明基材を提供することができ、第1又は第2の機能性コーティングの少なくとも1つには、本明細書に記載のトップコートが設けられる。
このような状況で、第1及び第2の機能性コーティングは、同じ場合も異なる場合もあり、特に前述の機能性コーティングから選択される。
透明基材の反対側の第2の表面上へのコーティングを可能にするのに十分な機械的耐久性を有する機能性コーティングが得られるという点で、本トップコートはさらに有用であることが分かる。
前述の別の方法と両立する幾つかの場合では、熱処理のステップは、裏返すステップの前又は後に行うことができ、すなわち、第2の機能性コーティングを設ける前に被覆透明基材に熱処理を行うことができる。
したがって、本発明は、機能性コーティングと、少なくともチタン、ジルコニウム、及びケイ素を含むマグネトロンスパッタリングされた混合金属酸化物のトップコートとを含む熱処理された被覆グレージングも提供し、トップコートは、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含み、
トップコートは、不純物を含めて合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、
トップコートは0.1~10nmの厚さを有する。
トップコートは、不純物を含めて合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、
トップコートは0.1~10nmの厚さを有する。
被覆基材が、製造された場合の光学的及び/又はエネルギー的性質を損なうことなく、強化又は曲げの種類の熱処理に耐えることができる場合、上記機能性コーティング及び/又は被覆基材は「熱処理可能」又は「強化可能」と呼ぶことができる。
幾つかの場合では、機能性コーティングは「自己適合性」(self-matchable)であってよい。これは、被覆基材に対して強化又は曲げの種類の熱処理を行う場合に、光学的及び/又はエネルギー的性質の変化がない又はごくわずかであることを意味する。
典型的には、被覆基材の色を規定するためにCIELAB 1976の値(L*a*b*)が用いられる。これらは、光源D65/10°を用いて測定される。
透過及び反射においてΔE*≦5、或いは≦2である場合、及び/又は光の透過及び反射並びにエネルギーの値の変化がない又はわずかである場合、すなわち1つのグレージング中の熱処理前後の値の差が≦5、或いは≦2のままである場合に、「自己適合性」(self-matchability)を考慮することができる。
機能性コーティングが自己適合性である場合、本トップコートは、その下に配置されるそのような機能性コーティングの自己適合性を変化させない。
これは、同じ用途の場合、例えば建物の外観において、非熱処理製品と熱処理製品とを隣同士に配置できるという利点を有する。これは、定義されるような自己適合性が、非熱処理製品と熱処理製品との間で保証される間、熱処理される製品上にのみ、又は熱処理されない製品上にのみトップコートを設けることができるという利点も有する。
本トップコートは、基材から最も離れた周囲環境に接触することが考慮される。本発明の別の場合と両立する特定の場合にのみ、被覆基材には、トップコートの上に、かつそれと接触して少なくとも1つの一時保護層をさらに設けることができる。以下に説明されるように、このような「一時(temporary)」保護層は、典型的には基材の洗浄又は熱処理によって除去される。
本発明のある実施形態では、一時保護層としては、炭素一時保護層、ポリマー一時保護層、剥離可能な保護層が挙げられる。
炭素一時保護層としては、通常0.5~15nm、或いは1~10nm、或いは1~7nm、及びそれらの間のあらゆる値の厚さを有するマグネトロンスパッタリングによって設けられる層が挙げられる。このような炭素保護コーティングは、典型的には透明基材の熱処理によって除去され、比色方法によって測定して、例えば99~100%の比率で除去される。
ポリマー一時保護層としては、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、アクリルなどを含むポリマーコーティング組成物の蒸発又は反応の生成物によって設けられる層が挙げられ、これは水性洗浄、溶剤洗浄、蒸気除去、熱分解、又は燃焼によって後に除去することができる。このようなポリマーコーティング組成物は、液体溶液、エマルジョン、懸濁液、スラリー、又は分散液であってよい。
剥離可能な保護層としては、ポリアミド液体組成物から形成されるコーティングなどが挙げられる。
一時保護コーティングは、例えば洗浄、燃焼、熱分解、又は剥離によって除去することができる。一時保護コーティングの除去の前又は後に、基材を加工することができ、例えば、切断、トリミング、曲げ、成形、及び/又は製造物品中への組み込みを行うことができる。
したがって、上記方法はいずれも、被覆基材上に炭素層を堆積するステップをさらに含むことができる。
炭素保護トップコートは、スパッタリング方法によって堆積することもできるという利点を有し、したがって、大きな技術的制約が生じることなく同じ処理中に含めることができる。
本発明は、前述の種々の実施形態に記載される少なくとも1つの被覆基材を含む複層グレージングユニットを提供する。
複層グレージングユニットとしては、二重若しくは三重のグレージング又は積層グレージングが挙げられ、ここで被覆基材は、被覆されている場合もされていない場合もある1つ以上の別のガラスシートと関連している。グレージングの被覆面は、複層グレージングの場合では2つのガラスシートの間の空間と接触して配置することができ、積層グレージングの場合では接触層と接触して配置することができる(P2又はP3)。
その機械的抵抗性及び耐薬品性のため、複層グレージングユニット中に組み込まれる前に被覆基材の被覆面は、必ずしもエッジ除去を行う必要はなく、複層グレージングユニットの外面上に配置して、すなわち建物又は乗り物の外部環境又は内部環境と面して接触して(P1又はP4)、それに十分な機械的抵抗性及び耐薬品性さえ得ることができる。したがって、薄層のスタックは、建物又は乗り物の内部に面するガラス基材の表面上に設けることができる(1つの非積層ガラスシートのP2、又は積層ガラス若しくは二重グレージングユニットのP4)。幾つかの場合では、外部(P1)に接触してコーティングスタックを配置することができる。
本発明の被覆基材は、非常に顕著な湾曲を有する及び/又は複雑な形状(二重湾曲、S字型湾曲など)を有するガラスの必要性が増加している、建築用グレージング(ドア、窓、陳列棚、絶縁ガラス(IG)窓ユニットなど)、電化製品用途(冷蔵庫のドア、オーブンのドアなど)、及び輸送用途(乗り物の窓、天窓、風防ガラス、側窓)において有用となる場合がある。
幾つかの場合では、被覆基材は強化することができる。その安全性及び強度の結果として、強化されたガラスは、窓、シャワー室のドア、建築用ガラス製ドア及びテーブル、冷蔵庫のトレイ、防弾ガラスの構成要素として、並びにさまざまな種類の皿及び調理道具などの要求の厳しい種々の用途に用いられる。
したがって、本被覆基材は、幾つかの場合では任意選択の熱処理の前後の両方で、耐久性が高く、すなわち後述のある種の化学的及び/又は機械的試験に耐えることができる。本明細書に請求される被覆基材上に取り付けられた機能性コーティングによって実現される耐久性を失うことなく、光学パラメーターを最適化することができる。
「化学的耐久性」又は「化学的耐久性の」は、本明細書において専門用語の「化学安定性」又は「耐薬品性」と同義で用いられる。
「機械的耐久性」又は「機械的耐久性の」は、本明細書において専門用語の「機械的安定性」又は「機械的抵抗性」と同義で用いられる。
本発明は、少なくとも10%だけ、或いは少なくとも20%だけ、或いは少なくとも40%だけ耐摩耗性を増加させることによって耐久性を増加させるための、機能性コーティングが設けられた透明基材のトップコートの使用を提供し、ここで、トップコートは、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含むマグネトロンスパッタリングされた混合金属酸化物であり、
トップコートは、不純物を含めて合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、トップコートは0.1~10nmの厚さを有する。
トップコートは、不純物を含めて合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、トップコートは0.1~10nmの厚さを有する。
本発明の別の実施形態と両立する本使用の幾つかの実施形態では、トップコート中のSi、Ti、及びZrの上記範囲は、互いに独立して変動することができる。或いはSiの量は15~60原子%の範囲であってよい。或いはTiの量は10~35原子%の範囲であってよい。或いはZrの量は30~70原子%の範囲であってよい。したがってこれらの量は、各金属の場合で独立して変動することができ、但し、合計は、不純物を含めて100原子%の金属である。
機械的安定性は、当業者には周知の以下の摩耗試験方法により評価した。
Cleveland試験(3、7、及び10日)、気候室試験(3、7、及び10日)、塩水噴霧試験(2、5、及び10日)などの化学的耐久性の別の試験を行った。以下の比較例1及び2のものなどの最上層を用いて得られた標準結果と同等であったので、これらの結果の概要は詳細には説明しない。
Automatic Wet Rub Test(AWRT-10、50、100、250、500及び1000サイクル)又は乾式ブラシ試験(250、500サイクル)などの機械的耐久性の典型的な試験を行った。すべて首尾良く合格したので、結果の概要は詳細には説明せず、より過酷な摩耗条件にさらされる本明細書の摩耗試験が行われる。
機能性コーティングの放射率及び審美性を測定したが、本トップコートによる影響はなかったので、これらについても説明しない。光学的性質は依然として許容される変化の範囲内であり、トップコートを有しない機能性コーティングと比較した場合、D65/10°光源又はD65/2°光源を用いて、デルタT<2%、デルタR<2%、及びデルタE<5である。
摩耗試験
摩耗試験は、規格のISO11998:1998に記載されるように行われる乾式摩耗試験であり、900gの研磨パッドを用いて少なくとも1000サイクル行われる。本発明の場合、これらのサイクルは、液体を全く加えずに乾燥試料に対して行われる。
摩耗試験は、規格のISO11998:1998に記載されるように行われる乾式摩耗試験であり、900gの研磨パッドを用いて少なくとも1000サイクル行われる。本発明の場合、これらのサイクルは、液体を全く加えずに乾燥試料に対して行われる。
この試験は、熱処理(本明細書では「焼き付け」と呼ばれる)が行われた後の試料に対しても行った。実施した典型的な試験では、少なくとも250サイクルが考慮される。
試験結果は、基準試料の画定された等級との比較において試料を目視評価することで得られる。内部等級は、摩耗試験の場合、0~10の範囲が設定され、許容される値は7~10である。1つの値は、典型的には1回の実験の少なくとも3つの試料の平均である。以下の表中の比較例は、各「回」の実験の手順の内部検証として、本発明による実施例に準拠して作製した(以下の表中に設定される)。
本摩耗試験は、当技術分野において周知の典型的なAWRT又は乾式ブラシ試験よりも過酷で摩耗性の高い条件が得られる。
薄層スタックの1つのスタックが設けられたグレージングの本実施例に用いられる透明基材は、標準的なフロートソーダ石灰であり、透明で、厚さ4mmであり、コーティング堆積の前に十分に清浄にした。
熱処理条件(又は焼き付け条件)は、670℃の温度の対流炉の内部に試料を4~5分間入れることを含む。
以下の表中:
Agは、銀を表し
AZO2%は、2重量%酸化アルミニウムでドープされた酸化亜鉛を含むセラミックターゲットから得られる、アルミニウムでドープされた酸化亜鉛の層を表し、
SiNは、窒化ケイ素Si3N4の層を表し、
TiOは、TiOn(nは1.65~1.85である)のセラミックターゲットから得られる準化学量論の酸化チタンの層であり、
TZOは、65重量%のTiO2及び35重量%のZrO2の比率を有する(74原子%のTi及び26原子%のZrが得られる)TiOx/ZrO2で構成されるTiZrOxのセラミックターゲットから得られるチタンジルコニウム混合酸化物の層であり、
ZnOは、亜鉛金属ターゲットから得られるドーパントを有しない酸化亜鉛の層を表し、
ZSO5は、52重量%のZn及び48重量%のSnを含む金属ターゲットから得られる混合された亜鉛-スズの層を表し、
バリア層(銀層の上にあり、かつそれと接触する)としてのZTAOは、ZnOが85~95重量%、TiOxが5~15重量%、及びAl2O3が1.5~3重量%の比率のZnO:TiOx:Al2O3で構成されるセラミックターゲットから得られ、接触層中でZn:Ti:Alが86.3:10.4:3.3原子%の組成が得られる、亜鉛チタンアルミニウム酸化物の層であり、
シード層(銀層の下に接触する)としてはZTAOは、Znが88.8重量%、Tiが9.5重量%、及びAlが1.7重量%の比率の金属ターゲットから得られる、亜鉛チタンアルミニウム酸化物の層である。
Agは、銀を表し
AZO2%は、2重量%酸化アルミニウムでドープされた酸化亜鉛を含むセラミックターゲットから得られる、アルミニウムでドープされた酸化亜鉛の層を表し、
SiNは、窒化ケイ素Si3N4の層を表し、
TiOは、TiOn(nは1.65~1.85である)のセラミックターゲットから得られる準化学量論の酸化チタンの層であり、
TZOは、65重量%のTiO2及び35重量%のZrO2の比率を有する(74原子%のTi及び26原子%のZrが得られる)TiOx/ZrO2で構成されるTiZrOxのセラミックターゲットから得られるチタンジルコニウム混合酸化物の層であり、
ZnOは、亜鉛金属ターゲットから得られるドーパントを有しない酸化亜鉛の層を表し、
ZSO5は、52重量%のZn及び48重量%のSnを含む金属ターゲットから得られる混合された亜鉛-スズの層を表し、
バリア層(銀層の上にあり、かつそれと接触する)としてのZTAOは、ZnOが85~95重量%、TiOxが5~15重量%、及びAl2O3が1.5~3重量%の比率のZnO:TiOx:Al2O3で構成されるセラミックターゲットから得られ、接触層中でZn:Ti:Alが86.3:10.4:3.3原子%の組成が得られる、亜鉛チタンアルミニウム酸化物の層であり、
シード層(銀層の下に接触する)としてはZTAOは、Znが88.8重量%、Tiが9.5重量%、及びAlが1.7重量%の比率の金属ターゲットから得られる、亜鉛チタンアルミニウム酸化物の層である。
特に記載がなければ、シード層の標準的な堆積方法は、酸素及びアルゴンの80/20混合物のガス流に基づく。十分な化学量論のSi3N4を得るのに十分なN2を有するアルゴン及びN2の混合ガス流中で窒化ケイ素をスパッタリングした。
特に記載がなければ、すべての厚さで、厚さのばらつきが<5%となることができる。
実施例1~8は、前述のIR層を含む多層コーティングの第6の例に対応する。実施例9は、前述のIR層を含む多層コーティングの第7の例に対応する。
実施例1~4-比較例C1~C4
以下のスタックを得た:
ガラス/ZSO5(25.4nm)/ZTAO(9.0nm)/Ag(18.0nm)/ZTAO(5.0nm)/ZSO5(16.5nm)/SiN(20.0nm)/トップコート(5.0nm)。
以下のスタックを得た:
ガラス/ZSO5(25.4nm)/ZTAO(9.0nm)/Ag(18.0nm)/ZTAO(5.0nm)/ZSO5(16.5nm)/SiN(20.0nm)/トップコート(5.0nm)。
実施例1~4では、請求される範囲内で表1に示される種々の量の原子%でSi、Ti及びZrを含むトップコートを得るために、65重量%のTiOy及び35重量%のZrOzセラミックターゲットと、65~35重量%の比率のSi-ZrO2のセラミックターゲットとの同時スパッタリングを用いて、本発明の一実施形態によるトップコートを作製した(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)。
比較例1~4では、請求される範囲の外で表1中に示されるように種々の量の原子%でトップコートがSi、Ti及びZrを含むようにトップコートを作製した。
種々の試験結果を表1中に示す(それぞれの実施例及び比較例で複数回繰り返した試験の平均値)。結果は、機械的抵抗性に関して実施例1~4が比較例C1~C4よりも良好であり、焼き付けの前後の両方で摩耗試験で≧7の値を有することを明確に示している。
比較例1は、65重量%のTiOy及び35重量%のZrOzのセラミックターゲットを用いてスパッタリングして、当技術分野において得られる典型的なTiZrOトップコートであり(0原子%のSi)であり、<6の値を有した。
比較例2は、65~35重量%の比率のSi-ZrO2のセラミックターゲットを用いたSiZrOトップコート(0原子%のTi)であり、<6の値を有した。
比較例3及び4では、25原子%未満のZr(及び比較例3の場合65原子%を超えるSi)を有するトップコートが得られ、焼き付けなしで<8の値、焼き付け後に≦6の値を有した。
混合金属酸化物トップコート中のSi、Ti、及びZrのそれぞれの本発明の量によって、焼き付け前後の両方で、従来実現できなかったレベルで、耐摩耗性に関するトップコートの性能を大きく改善することができる。
耐摩耗性は、すべての化学的耐久性試験の同等の性能と組み合わされ、コーティングの光学的性能に悪影響は生じない。表1中(焼き付けなしの耐摩耗性)に示されるように比較例1に対する実施例1~4の耐摩耗性の増加により、トップコートによって耐久性が改善される。
実施例5-比較例C5
以下のスタックを得た:
ガラス/ZSO5(24.5nm)/ZnO(5.0nm)/Ag(17.0nm)/AZO(7.0nm)/ZSO5(21.0nm)/SiN(22.0nm)/トップコート(4.0nm)。
以下のスタックを得た:
ガラス/ZSO5(24.5nm)/ZnO(5.0nm)/Ag(17.0nm)/AZO(7.0nm)/ZSO5(21.0nm)/SiN(22.0nm)/トップコート(4.0nm)。
実施例5では、請求される範囲内の33.0原子%のSi、19.3原子%のTi、及び47.7原子%のZrを含むトップコートを得るために、18.5重量%のTiOy、70.4重量%のZrOz、及び11重量%の金属Si(並びにターゲット中に存在する(Y2O3)不純物)のセラミックターゲットのスパッタリングを用いて、本発明の一実施形態によるトップコートを作製した(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)。
比較例5では、トップコートは、65重量%のTiOy及び35重量%のZrOzのセラミックターゲットを用いてスパッタリングして、当技術分野において得られる典型的なTiZrOトップコート(0原子%のSi)であった。
種々の試験の結果を表2中に示す(それぞれの実施例及び比較例で複数回繰り返した試験の平均値)。結果は、実施例5のグレージングが最良の機械的抵抗性を有することを明確に示している。このトップコートは、41.7%(8.5対6.0)だけ耐摩耗性を増加させることによって耐久性を改善し、コーティングの光学的性能に悪影響は生じていない。
実施例6-比較例C6
以下のスタックを得た:
ガラス/TiO(19.0nm)/ZTAO(9.0nm)/Ag(12.0nm)/ZTAO(5.0nm)/ZSO5(18.0nm)/SiN(18.0nm)/トップコート(5.0nm)
以下のスタックを得た:
ガラス/TiO(19.0nm)/ZTAO(9.0nm)/Ag(12.0nm)/ZTAO(5.0nm)/ZSO5(18.0nm)/SiN(18.0nm)/トップコート(5.0nm)
実施例6では、請求される範囲内で表3に示される原子%の量のSi、Ti、及びZrを含むトップコートを得るために、65重量%のTiOy及び35重量%のZrOzのセラミックターゲット、及び65~35重量%の比率のSi-ZrO2のセラミックターゲットとの同時スパッタリングを用いて、本発明の一実施形態によるトップコートを作製した(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)。
比較例6では、トップコートは、65重量%のTiOy及び35重量%のZrOzのセラミックターゲットを用いてスパッタリングして、当技術分野において得られる典型的なTiZrOトップコート(0原子%のSi)であった。
種々の試験の結果を表3中に示す(それぞれの実施例及び比較例で複数回繰り返した試験の平均値)。結果は、実施例6のグレージングが最良の機械的抵抗性を有することを明確に示している。このトップコートは、87.5%(9.0対4.8)だけ耐摩耗性を増加させることによって耐久性を改善し、コーティングの光学的性能に悪影響は生じていない。
実施例7-比較例C7
以下のスタックを得た:
ガラス/TiO(23.0nm)/ZnO(5.0nm)/Ag(12.0nm)/AZO(5.0nm)/ZSO5(16.0nm)/SiN(18.0nm)/トップコート(4.0nm)
以下のスタックを得た:
ガラス/TiO(23.0nm)/ZnO(5.0nm)/Ag(12.0nm)/AZO(5.0nm)/ZSO5(16.0nm)/SiN(18.0nm)/トップコート(4.0nm)
実施例7では、請求される範囲内で33.0原子%のSi、19.3原子%のTi、及び47.7原子%のZrを含むトップコートを得るために、18.5重量%のTiOx、70.4重量%のZrOx、及び11重量%の金属Si(並びにターゲット中に存在する(Y2O3)不純物)のセラミックターゲットのスパッタリングを用いて、本発明の一実施形態によるトップコートを作製した(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)。
比較例7では、トップコートは、65重量%のTiOy及び35重量%のZrOzのセラミックターゲットを用いてスパッタリングして、当技術分野において得られる典型的なTiZrOトップコート(0原子%のSi)であった。
種々の試験の結果を表4中に示す(それぞれの実施例及び比較例で複数回繰り返した試験の平均値)。結果は、実施例7のグレージングが最良の機械的抵抗性を有することを明確に示している。このトップコートは、73.6%(9.2対5.3)だけ耐摩耗性を増加させることによって耐久性を改善し、コーティングの光学的性能に悪影響は生じていない。
実施例8-比較例C8
以下のスタックを得た:
ガラス/ZSO5(17.0nm)/TZO(16.6nm)/ZnO(5.0nm)/Ag(10.0nm)/AZO(7.0nm)/ZSO5(16.0nm)/SiN(17.0nm)/トップコート(4.0nm)
以下のスタックを得た:
ガラス/ZSO5(17.0nm)/TZO(16.6nm)/ZnO(5.0nm)/Ag(10.0nm)/AZO(7.0nm)/ZSO5(16.0nm)/SiN(17.0nm)/トップコート(4.0nm)
実施例8では、請求される範囲内で33.0原子%のSi、19.3原子%のTi、及び47.7原子%のZrを含むトップコートを得るために、18.5重量%のTiOy、70.4重量%のZrOz、及び11重量%の金属Si(並びにターゲット中の(Y2O3)不純物)のセラミックターゲットのスパッタリングを用いて本発明の一実施形態によるトップコートを作製した(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)。
比較例8では、トップコートは、65重量%のTiOy及び35重量%のZrOzのセラミックターゲットを用いてスパッタリングして、当技術分野において得られる典型的なTiZrOトップコート(0原子%のSi)であった。
種々の試験の結果を表5中に示す(それぞれの実施例及び比較例で複数回繰り返した試験の平均値)。結果は、実施例8のグレージングが最良の機械的抵抗性を有することを明確に示している。このトップコートは、24.3%(9.2対7.4)だけ耐摩耗性を増加させることによって耐久性を改善し、コーティングの光学的性能に悪影響は生じていない。
実施例9-比較例C9
以下のスタックを得た:
ガラス/ZSO5(36.9nm)/ZnO(5.0nm)/Ag(12.9nm)/AZO(7.0nm)/ZSO5(21.0nm)/SiN(36.7nm)/ZSO5(21.0nm)/ZnO(5.0nm)/Ag(13.8nm)/AZO(7.0nm)/ZSO5(7.7nm)/SiN(20.0nm)/トップコート(4nm)
以下のスタックを得た:
ガラス/ZSO5(36.9nm)/ZnO(5.0nm)/Ag(12.9nm)/AZO(7.0nm)/ZSO5(21.0nm)/SiN(36.7nm)/ZSO5(21.0nm)/ZnO(5.0nm)/Ag(13.8nm)/AZO(7.0nm)/ZSO5(7.7nm)/SiN(20.0nm)/トップコート(4nm)
実施例9では、請求される範囲内で33.0原子%のSi、19.3原子%のTi、及び47.7原子%のZrを含むトップコートを得るために、18.5重量%のTiOy、70.4重量%のZrOz、及び11重量%の金属Si(並びにターゲット中の(Y2O3)不純物)のセラミックターゲットのスパッタリングを用いて本発明の一実施形態によるトップコートを作製した(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)。
比較例9では、トップコートは、65重量%のTiOy及び35重量%のZrOzのセラミックターゲットを用いてスパッタリングして、当技術分野において得られる典型的なTiZrOトップコート(0原子%のSi)であった。
種々の試験の結果を表6中に示す(それぞれの実施例及び比較例で複数回繰り返した試験の平均値)。結果は、実施例8のグレージングが最良の機械的抵抗性を有することを明確に示している。このトップコートは、55.9%(9.2対5.9)だけ耐摩耗性を増加させることによって耐久性を改善し、コーティングの光学的性能に悪影響は生じていない。
実施例10及び11-比較例C10
比較例C10の場合、以下のスタックを得た:
ガラス/ZSO5(38.5nm)/ZnO:Al(3.0nm)/Ag(9.5nm)/AZO(5.0nm)/ZSO5(16.0nm)/SiN(22.0nm)/TZO(3.0nm)。TZOは、65重量%のTiOy及び35重量%のZrOzのセラミックターゲットを用いてスパッタリングして当技術分野において得られる(0原子%のSi)。
比較例C10の場合、以下のスタックを得た:
ガラス/ZSO5(38.5nm)/ZnO:Al(3.0nm)/Ag(9.5nm)/AZO(5.0nm)/ZSO5(16.0nm)/SiN(22.0nm)/TZO(3.0nm)。TZOは、65重量%のTiOy及び35重量%のZrOzのセラミックターゲットを用いてスパッタリングして当技術分野において得られる(0原子%のSi)。
実施例10の場合、以下のスタックを得た:
ガラス/ZSO5(38.5nm)/ZnO:Al(3.0nm)/Ag(9.5nm)/AZO(5.0nm)/ZSO5(16.0nm)/SiN(22.0nm)/トップコート(3nm)。トップコートは、請求される範囲内で33.0原子%のSi、19.3原子%のTi、及び47.7原子%のZrを含むトップコートを得るために、18.5重量%のTiOy、70.4重量%のZrOz、及び11重量%の金属Si(並びにターゲット中の(Y2O3)不純物)のセラミックターゲットのスパッタリングを用いて本発明の一実施形態により作製した(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)。
ガラス/ZSO5(38.5nm)/ZnO:Al(3.0nm)/Ag(9.5nm)/AZO(5.0nm)/ZSO5(16.0nm)/SiN(22.0nm)/トップコート(3nm)。トップコートは、請求される範囲内で33.0原子%のSi、19.3原子%のTi、及び47.7原子%のZrを含むトップコートを得るために、18.5重量%のTiOy、70.4重量%のZrOz、及び11重量%の金属Si(並びにターゲット中の(Y2O3)不純物)のセラミックターゲットのスパッタリングを用いて本発明の一実施形態により作製した(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)。
実施例11の場合、以下のスタックを得た:
ガラス/ZSO5(38.5nm)/ZnO:Al(3.0nm)/Ag(9.5nm)/AZO(5.0nm)/ZSO5(16.0nm)/SiN(22.0nm)/TZO(3.0nm)/トップコート(3nm)
ガラス/ZSO5(38.5nm)/ZnO:Al(3.0nm)/Ag(9.5nm)/AZO(5.0nm)/ZSO5(16.0nm)/SiN(22.0nm)/TZO(3.0nm)/トップコート(3nm)
実施例11では、TZOは、65重量%TiOy及び35重量%ZrOzのセラミックターゲットを用いてスパッタリングして当技術分野において得られ(0原子%のSi)、トップコートは、請求される範囲内で33.0原子%のSi、19.3原子%のTi、及び47.7原子%のZrを含むトップコートを得るために、18.5重量%のTiOy、70.4重量%のZrOz、及び11重量%の金属Si(並びにターゲット中の(Y2O3)不純物)のセラミックターゲットのスパッタリングを用いて本発明の一実施形態により作製した(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である).
したがって実施例10は、比較例C10のTZO初期トップコートをSi、Ti、Zrの混合酸化物の本トップコートと交換した比較例C10の別の変形であり、実施例11は、初期TZOトップコートの上面上にSi、Ti、Zrの混合酸化物の本トップコートを設けた比較例C10の変形である。
表7中の比色結果は、光透過率値及び色の差が依然として許容される範囲内であり、デルタT<2%、デルタR<2%、及びデルタE<5であることを示している。
Claims (20)
- 2つの主要な互いに反対側にある第1及び第2の表面を有する透明基材を含み、少なくとも1つの表面に機能性コーティングが設けられた被覆基材であって、透明基材には、機能性コーティングの上に、かつそれと接触して、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含む混合金属酸化物のマグネトロンスパッタリングされたトップコートが設けられ、
トップコートが、合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、
トップコートが0.1~10nmの厚さを有することを特徴とする被覆基材。 - トップコートの混合金属酸化物が15~60原子%のケイ素を含む、請求項1に記載の被覆基材。
- トップコートの混合金属酸化物が10~35原子%のチタンを含む、請求項1に記載の被覆基材。
- トップコートの混合金属酸化物が25~70原子%のジルコニウムを含む、請求項1に記載の被覆基材。
- 機能性コーティングが、ソーラーコントロールコーティング、伝導性コーティング、反射防止コーティング、装飾コーティング、及び/又は低放射率コーティングである、請求項1~4のいずれか一項に記載の被覆基材。
- 機能性コーティングが、単層金属酸化物コーティング、多層金属酸化物コーティング、非金属酸化物コーティング、又は多層コーティングである、請求項1~5のいずれか一項に記載の被覆基材。
- 単層金属酸化物コーティングが、アルミニウム、ガリウム、又はハフニウムでドープされた酸化亜鉛;亜鉛及びスズの混合金属酸化物;場合によりフッ素又はアンチモンでドープされた酸化スズ;場合によりスズでドープされた酸化インジウムなどを含む、請求項6に記載の被覆基材。
- 多層金属酸化物コーティングが、高屈折率材料の少なくとも1つの層、及び低屈折率材料の少なくとも1つの層を含む、請求項6に記載の被覆基材。
- 多層コーティングが、n個の赤外反射(IR)層とn+1個の誘電体層との交互配列を、それぞれのIR層が2つの誘電体層で囲まれるように含み、n≧1である、請求項6に記載の被覆基材。
- 多層コーティングが、
a.少なくとも1つの銀層、ただし基材/MeO/ZnO:AlSi/Ag/AlSi-MeOの順序であり、ここでMeOは、SnO2、TiO2、In2O3、Bi2O3、ZrO2、Ta2O5、SiO2、若しくはAl2O3、又はそれらの混合物などの金属酸化物である;
又は
b.窒化ケイ素を含む第1の誘電体層と;第1のNi又はNiCrを含む層と;銀を含む赤外(IR)反射層と;第2のNi又はNiCrを含む層と;窒化ケイ素を含む第2の誘電体層;
又は
c.第1及び第2の層に接触し、かつそれらの間に挟まれた赤外(IR)反射層、ここで前記第2の層はNiCrOxを含み;少なくとも、NiCrOxを含む前記第2の層は、前記赤外(IR)反射層に近い前記第2の層の第1の部分が前記赤外(IR)反射層から離れている前記第2の層の第2の部分よりも酸化されないように、段階的に酸化されている;
又は
d.誘電体層;誘電体層の上に位置する酸化亜鉛を含む第1の層;酸化亜鉛を含む第1の層の上に、かつそれと接触して位置する銀を含む赤外(IR)反射層;IR反射層の上に、かつそれと接触して位置するNiCrの酸化物を含む層;NiCrの酸化物を含む層の上に、かつそれと接触して位置する酸化亜鉛を含む第2の層;酸化亜鉛を含む第2の層の上に位置する別の誘電体層;
又は
e.第1の誘電体層;少なくとも第1の誘電体層の上に位置する銀を含む第1の赤外(IR)反射層;少なくとも第1のIR反射層及び第1の誘電体層の上に位置する酸化亜鉛を含む第1の層;酸化亜鉛を含む第1の層の上に、かつそれと接触して位置する銀を含む第2のIR反射層;第2のIR反射層の上に、かつそれと接触して位置するNiCrの酸化物を含む層;NiCrの酸化物を含む層の上に、かつそれと接触して位置する酸化亜鉛を含む第2の層;少なくとも、酸化亜鉛を含む第2の層の上に位置する別の誘電体層;
又は
f.第1の誘電体層;誘電体層の上に位置する酸化亜鉛を含む第1の層;酸化亜鉛を含む第1の層の上に、かつそれと接触して位置する銀を含む赤外(IR)反射層;IR層の上に位置する酸化亜鉛を含む第2の層;酸化亜鉛を含む第2の層の上に位置する第2の誘電体層;
又は
g.第1の誘電体層;銀を含む第1のIR層;第2の誘電体層;第2のIR層;第3の誘電体層、ここで第1、第2、及び第3の誘電体層は複数の層を含むことができる;
又は
h.第1の誘電体層;銀を含む第1のIR層;第2の誘電体層;第2のIR層;第3の誘電体層;第3のIR層;第4の誘電体層、ここで第1、第2、第3、及び第4の誘電体層は複数の層を含むことができる、
を含む請求項9に記載の被覆基材。 - 第1の表面の少なくとも一部の上の第1の機能性コーティング、及び第2の表面の少なくとも一部の上の第2の機能性コーティングを有し、第1又は第2の機能性コーティングの少なくとも1つには、請求項1~10のいずれか一項に記載のトップコートが設けられる、請求項1~10のいずれか一項に記載の被覆基材。
- 炭素一時保護層、ポリマー一時保護層、剥離可能な保護層などの少なくとも1つの一時保護層が、混合金属酸化物のマグネトロンスパッタリングされたトップコートの上に、かつそれと接触してさらに設けられる、請求項1~11のいずれか一項に記載の被覆基材。
- 2つの互いに反対側の表面を有する透明基材を含み、少なくとも1つの表面に機能性コーティングが設けられる、熱処理された被覆基材であって、透明基材には、機能性コーティングの上に、かつそれと接触して、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含む混合金属酸化物のマグネトロンスパッタリングされたトップコートが設けられ、
トップコートが、合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、
トップコートが0.1~10nmの厚さを有することを特徴とする被覆基材。 - 請求項1~12のいずれか一項に記載の少なくとも1つの被覆基材を含む複層グレージングユニット。
- 被覆基材の製造方法であって、順番に:
(1)2つの主要な互いに反対側にある第1及び第2の表面を有する透明基材を提供するステップ、
(2)透明基材の第1の表面の少なくとも一部の上に機能性コーティングを堆積するステップ、
(3)機能性コーティングの上に、かつそれと接触して、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含む混合金属酸化物を含むトップコートをマグネトロンスパッタリング技術によって堆積するステップであって、
トップコートが、合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、
トップコートが0.1~10nmの厚さを有するステップ、
を少なくとも含む、製造方法。 - 熱処理された被覆基材の製造方法であって、順番に:
(1)2つの主要な互いに反対側にある第1及び第2の表面を有する透明基材を提供するステップ、
(2)透明基材の第1の表面の少なくとも一部の上に機能性コーティングを堆積するステップ、
(3)機能性コーティングの上に、かつそれと接触して、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含む混合金属酸化物を含むトップコートをマグネトロンスパッタリング技術によって堆積するステップであって、
トップコートが、合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、
トップコートが0.1~10nmの厚さを有するステップ、
(4)被覆基材の熱処理を行うステップ、
を少なくとも含む、製造方法。 - 両面被覆基材を製造する方法であって、順番に:
(1)2つの主要な互いに反対側にある第1及び第2の表面を有する透明基材を提供するステップ、ただし第1の表面は露出している、
(2)透明基材の第1の表面の少なくとも一部の上に第1の機能性コーティングを堆積するステップ、
(3)第1の機能性コーティングの上に、かつそれと接触して、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含む混合金属酸化物を含むトップコートをマグネトロンスパッタリング技術によって堆積するステップであって、
トップコートが、合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、
トップコートが0.1~10nmの厚さを有するステップ、
(4)第2の表面が露出するように基材を裏返すステップ、
(5)透明基材の第2の表面の少なくとも一部の上に第2の機能性コーティングを堆積して、両面被覆透明基材を形成するステップ、
(6)任意選択的に、第2の機能性コーティングの上に、かつそれと接触して、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含む混合金属酸化物を含むトップコートをマグネトロンスパッタリング技術によって堆積するステップであって、
トップコートが、合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、
トップコートが0.1~10nmの厚さを有するステップ、
(7)任意選択的に前記両面被覆透明基材の熱処理を行うステップ、
を少なくとも含む、製造方法。 - マグネトロンスパッタリング技術による少なくともケイ素、チタン、及びジルコニウムを含むトップコートの堆積が、少なくとも3つのチタン、ジルコニウム、又はケイ素の元素を得るために金属又はセラミックのいずれかのターゲットを用いて行われる、請求項15~17のいずれか一項に記載の方法。
- マグネトロンスパッタリング技術による少なくともケイ素、チタン、及びジルコニウムを含むトップコートの堆積が、チタン及びジルコニウムの酸化物と、金属形態のケイ素とを含むセラミックターゲットを用いて行われる、請求項15~17のいずれか一項に記載の方法。
- 耐摩耗性を少なくとも10%増加させることによって耐久性を改善するための、機能性コーティングが設けられた透明基材のためのトップコートの使用であって、トップコートが、少なくともSiOx、TiOy、及びZrOz(ここでx、y、zは1.8~2.2の範囲である)を含むマグネトロンスパッタリングされた混合金属酸化物であり、
トップコートが、合計で100原子%の金属に対して、
-10~65原子%のケイ素、
-8~38原子%のチタン、
-25~80原子%のジルコニウム、
を含み、
トップコートが0.1~10nmの厚さを有する、使用。
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