KR102523457B1 - 가열 장치의 구성요소로 사용되는 유리 - Google Patents

가열 장치의 구성요소로 사용되는 유리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가열 장치 또는 내화성 도어의 구성요소로서의 글레이징의 용도에 관한 것이다. 유리는 은을 함유하는 하나 이상의 기능 금속층 및 지르코늄 및 티타늄 산화물을 함유하는 상부 보호층을 포함하는 박막 스택으로 코팅된 투명 기판을 포함한다.

Description

가열 장치의 구성요소로 사용되는 유리{GLASS USED AS A COMPONENT OF A HEATING DEVICE}
본 발명은 하나 이상의 은기반 기능 금속층(silver-based functional metal layer)을 포함하는 얇은 층의 스택으로 코팅된 투명 기판을 포함하는 가열 장치의 구성요소로 사용되는 글레이징(glazing)에 관한 것이다.
가열 장치는 하나 이상의 벽 및 예를 들어 챔버를 고온으로 가열하는 것을 가능하게 하기 위한 가열 수단에 의해 형성되는 챔버를 포함한다. 가열 장치는 더욱 상세하게는 오븐, 벽난로, 용광로 등으로부터 선택될 수 있다. 본 발명에 따르면, 가열 수단은 얇은 층의 스택과 구별된다. 스택이 가열 요소로 기능하는 가열된 차량 그레이징은 본 발명에 따른 가열 장치에 상응하지 않는다.
가열 장치의 구성요소로 사용되는 글레이징은 일반적으로 다중 글레이징, 더욱 상세하게는 삼중 글레이징이다. 다중 글레이징은 사용자 보호를 위해 글레이징의 외부 표면이 촉감상 저온을 유지하면서 열을 가열 장치 내에 유지하는 데 기여한다.
다중 글레이징은 공간을 형성할 수 있는 일정 간격으로 고정된 두 개 이상의 기판을 포함한다. 글레이징의 면은 가열 장치의 내부로부터 시작하여, 가열장치의 내부로부터 외부를 향해 기판의 면을 번호 붙이는 것으로 표시된다.
가열 장치의 구성요소로 사용되는 글레이징은 또한 적외선(IR)을 반사하는 기능성 코팅으로 코팅된 기판을 포함한다. 이들 코팅은 열을 챔버 쪽으로 반사함으로써 가열 장치의 외부로 발산되는 에너지 양을 감소시키는 것을 가능하게 한다. 이들 코팅의 사용은 가열 장치의 소모 및 글레이징의 가열을 감소시키는 데에 기여한다.
은기반 기능 금속층(또는 은층)을 포함하는 코팅은 광학적 및 미적 품질을 유지하면서 글레이징의 방사율을 감소시키기에 가장 효과적이다. 이들 코팅은 사용자에게 더 나은 보호, 더 낮은 에너지 소모 및 사용의 더 큰 편안함을 제공한다.
그러나, 이들 은기반 기능 금속층을 포함하는 코팅의 화학적 내성, 열 내성 및 기계적 강도는 종종 불충분하다. 이러한 약한 내성/강도는 일반 조건, 즉, 100℃ 미만의 온도에서의 사용 동안, 예를 들어 부식점, 스크래치, 실제로 심지어 스택의 전체적 또는 부분적 찢어짐과 같은 단기간의 결함 발생에 의해 외관에 반영된다.
이러한 현상은 이들 글레이징이 습한 환경의 고온에서 오래 지속되고 반복되는 열 처리 사이클에 노출된 가열 장치, 예를 들어 오븐 도어에 사용될 때 두드러진다. 이들 열처리 사이클은 특히 은의 디웨팅(dewetting) 또는 부식으로 인해 심지어 은층의 열화를 더 촉진한다.
부식 또는 기계적 응력으로 인한 모든 결함 또는 스크래치는 에너지 및 광학적 성능뿐만 아니라 코팅된 기판의 이점에도 악영향을 줄 수 있다.
사용자에 의한 세척 동안, 은기반 스택의 화학적 공격 및 기계적 응력에 대한 낮은 내성은 가열 장치의 글레이징으로서의 그들 사용을 제한한다. 이는 식품류, 세척 제품 및 예를 들어 래그(rag), 스폰지 또는 브러시로 문지르는 것과 같은 기계적 세척 수단은 스택에 손상을 줄 수 있기 때문에, 실제로 심지어 스택의 완전한 또는 부분적 찢어짐을 초래할 수 있다.
출원 US　2012/0084963은 하나 이상의 은기반 기능 금속층 및 산화 지르코늄에 기반한 상부 보호층을 포함하는 얇은 층의 스택으로 코팅된 투명 기판을 포함하는 오븐 도어의 구성요소로 사용되는 다중 글레이징을 개시한다.
산화 지르코늄에 기반한 층은 고온 열처리 동안 스택을 보호한다. 그러나, 그러한 보호층으로 코팅된 기판은 고온 조건 하에 습한 환경에서 부식에 노출된다. 산화 지르코늄 층의 사용은 열 내성, 화학적 내성 및 기계적 강도를 충분히 개선하는 것을 가능하게 하지 않는다.
반복된 고온 열처리, 습한 환경에서 고온 조건 하의 부식 및 세척 모두에 내성인 신규한 스택을 개발할 필요가 있다.
본 출원인은 놀랍게도, 지르코늄 티타늄 산화물 층의 상부 보호층로서의 사용이, 화학적 공격 또는 기계적 응력에 대한 양호한 내성을 유지하면서 고온 조건 하에 부식에 대한 내성을 현저히 향상시킴으로써 이들 목적을 달성하게 하는 것을 가능하게 함을 발견했다.
본 발명은 하나 이상의 벽에 의해 형성된 챔버가 제공된 가열 장치에 관한 것으로, 하나 이상의 벽은 하나 이상의 은기반 기능 금속층을 포함하는 얇은 층의 스택으로 코팅된 투명 기판을 포함하는 하나 이상의 글레이징을 포함하며, 스택은 지르코늄 티타늄 산화물에 기반한 상부 보호층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 글레이징은 반복된 열처리 및 고온 조건 하에 습한 환경에서 부식에 대한 내성이 중요 파라미터인 은층을 포함하는 스택의 사용을 요구하는 모든 적용에 적합하다. 특히,
- 열분해성(pyrolytic)일 수 있거나 그렇지 않을 수 있는 오븐 도어용 글레이징
- 벽난로 삽입 도어용 글레이징
- 내화성 도어용 글레이징
- 가열 요소, 예를 들어 라디에이터 및 수건 걸이용 글레이징
이 언급될 수 있다.
본 발명은 또한 가열 장치 또는 내화성 도어의 구성요소로서의 글레이징의 용도에 관한 것으로, 글레이징은 하나 이상의 은기반 기능 금속층을 포함하는 얇은 층의 스택으로 코팅된 투명 기판을 포함하며, 스택은 지르코늄 티타늄 산화물에 기반한 상부 보호층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
글레이징은 바람직하게는 두 개 이상의 투명 기판을 포함하는 다중 글레이징으로부터 선택된다.
지르코늄 티타늄 산화물에 기반한 상부 보호층은 바람직한 순서대로, 60/40 내지 90/10, 60/40 내지 80/20, 60/40 내지 70/30, 60/40 내지 65/35 또는 60/40 내지 64/36의 지르코늄에 대한 티타늄의 중량비 Ti/Zr를 나타낸다.
지르코늄 티타늄 산화물에 기반한 상부 보호층은 바람직한 순서대로, 2.0 내지 4.0, 바람직하게는 2.5 내지 3.5의 지르코늄에 대한 티타늄의 원자비 Ti/Zr를 나타낸다.
지르코늄 티타늄 산화물 층은 TiZrOx 세라믹 타겟으로부터 적층될 수 있다. 층에서 지르코늄에 대한 티타늄의 비 Ti/Zr는 타겟의 경우와 거의 동등하다.
세라믹 타겟은 또한 이들 타겟으로부터 적층된 층에서 다시 마주치는 다른 원소를 포함할 수 있다.
상부 보호층은 바람직하게는 스택의 최종층이고, 즉, 스택으로 코팅된 기판으로부터 가장 먼 층이다.
상부 보호층은:
- 15 nm 이하, 12 nm 이하 또는 10 nm 이하 및/또는
- 1 nm 이상, 2 nm 이상 또는 5 nm 이상
의 두께를 갖는다.
본 발명에 따른 글레이징은 하나 이상의 은기반 기능 금속층을 포함하는 얇은 층의 수 개의 스택 또는 기능성 코팅, 더욱 상세하게는 이들 각각의 면 상의 스택 또는 코팅으로 코팅된 하나 이상의 투명 기판을 포함할 수 있다.
은층은 일반적으로 스택의 광학적 성질을 조정하는 것을 가능하게 하는 수 개의 유전체층을 포함하는 유전체 코팅들 사이에 적층된다. 또한, 이들 유전체층은 화학적 또는 기계적 공격으로부터 은층을 보호하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 얇은 층의 스택은 바람직하게는 하나 이상의 은기반 기능 금속층 및 둘 이상의 유전체 코팅을 포함하며, 유전체 코팅 각각은 하나 이상의 유전체층을 포함하여 기능 금속층 각각은 두 유전체 코팅 사이에 적층된다.
바람직하게는, 얇은 층의 스택은 하나의 기능층만 포함한다.
얇은 층의 스택은 하나 이상의 산화물 층을 포함한다. 그러나, 바람직한 실시예에 따르면, 스택에 존재하는 모든 산화물 층의 총 두께는 10 nm 미만, 바람직하게는 5 nm 미만이다. 이러한 특성을 나타내는 본 발명에 따른 스택은 고온에서 반복된 열처리에 대한 내성 측면에서 최상의 결과를 나타낸다.
스택은 음극 스퍼터링에 의해 적층되고 더욱 상세하게는 자기장에 의해 보조된다(마그네트론 공정). 이러한 바람직한 실시예에 따르면, 스택의 모든 층은 자기장 보조 음극 스퍼터링에 의해 적층된다.
달리 언급되지 않는 한, 본 명세서에서 시사된 두께는 물리적 두께이다. 얇은 층은 0.1 nm 내지 100 ㎛의 두께를 나타내는 층을 의미하는 것으로 이해된다.
명세서 전체에 걸쳐, 본 발명에 따른 기판은 수평으로 위치하는 것으로 간주된다. 얇은 층의 스택은 기판 위에 적층된다. "위" 및 "아래" 및 "하부" 및 "상부" 표현의 의미는 이러한 배향에 대해 고려되어야 한다. 구체적으로 명시되지 않는 한, "위" 및 "아래" 표현은 두 층 및/또는 코팅이 반드시 서로 접촉하여 위치한다는 것을 의미하지 않는다. 층이 또 다른 층과 또는 코팅과 "접촉하여" 적층된다고 설명된 경우, 이들 두 층 사이에 하나 이상의 층이 삽입될 수 없다는 의미이다.
은기반 기능 금속층은 기능층의 중량에 대한 은의 중량을 95.0% 이상, 바람직하게는 96.5% 이상 및 더욱 바람직하게는 98.0% 이상 포함한다. 바람직하게는, 은기반 기능 금속층은 은기반 기능 금속층의 중량에 대한 은 이외의 금속의 중량을 1.0% 미만 포함한다.
은기반 기능층의 두께는 바람직한 순서대로, 5 내지 20 nm, 8 내지 15 nm이다.
스택은 유전체 코팅의 적층에 관련된 또는 열처리에 관련된 가능한 손상을 방지함으로써 은층을 보호하는 기능을 하는 하나 이상의 차단층을 포함할 수 있다. 이들 차단층은 바람직하게는 은기반 기능 금속층과 접촉하여 위치한다.
스택은 은기반 기능 금속층 아래에 위치하고 그와 접촉하는 하나 이상의 차단층 및/또는 은기반 기능 금속층 위에 위치하고 그와 접촉하는 하나 이상의 차단층을 포함할 수 있다.
통상적으로 사용되는 차단층 중에서, 니오븀(Nb), 탄탈(Ta), 티타늄(Ti), 크롬(Cr) 또는 니켈(Ni)에서 선택된 금속에 기반하는, 또는 이들 금속 중 둘 이상으로부터 얻어지는 합금, 더욱 상세하게는 니켈 및 크롬 합금(NiCr)에 기반하는 차단층을 언급할 수 있다.
위 차단층 또는 아래 차단층 각각의 두께는 바람직하게는:
- 0.2 nm 이상 또는 0.5 nm 이상 및/또는
- 5.0 nm 이하 또는 2.0 nm 이하
이다.
유전체 코팅은 15 nm 초과, 바람직하게는 15 내지 50 nm 및 더욱 바람직하게는 30 내지 40 nm의 두께를 나타낸다.
유전체 코팅의 유전체층은 단독 또는 조합으로 하기 특징을 나타낸다:
- 자기장 보조 음극 스퍼터링에 의해 적층됨
- 장벽 기능(barrier function)을 갖는 유전체층으로부터 선택됨
- 안정화 기능을 갖는 유전체층으로부터 선택됨
- 티타늄, 실리콘, 알루미늄, 주석 및 아연으로부터 선택되는 하나 이상의 원소의 산화물 또는 질화물로부터 선택됨
- 5 nm 초과, 바람직하게는 8 내지 50 nm 및 더욱 바람직하게는 10 내지 35 nm 의 두께를 갖음.
장벽 기능을 갖는 유전체층은 고온에서 주위 공기로부터 또는 투명 기판으로부터 발생된 산소 및 물의 기능층으로의 확산에 대한 장벽을 형성할 수 있는 물질로 제조된 층을 의미하는 것으로 이해된다. 장벽 기능을 갖는 유전체층은 산화물, 예를 들어 SiO2, 질화물, 예를 들어 Si3N4 및 질화 알루미늄 AlN 및 산질화물 SiOxNy 로부터 선택된 실리콘 및/또는 알루미늄 화합물에 기반할 수 있으며, 선택적으로 하나 이상의 다른 원소를 사용하여 도핑될 수 있다. 장벽 기능을 갖는 유전체층은 또한 아연 주석 산화물에 기반할 수 있다.
안정화 기능을 갖는 유전체층은 기능층과 이 층 사이의 계면을 안정화시킬 수 있는 물질로 제조된 층을 의미하는 것으로 이해된다. 안정화 기능을 갖는 유전체층은 바람직하게는 결정 산화물에 기반하고 특히 산화 아연에 기반하며, 선택적으로 알루미늄과 같은 하나 이상의 다른 원소를 사용하여 도핑될 수 있다. 안정화 기능을 갖는 유전체층 또는 층들은 바람직하게는 산화 아연층이다.
안정화 기능을 갖는 유전체층 또는 층들은 하나 이상의 은기반 기능 금속층의 위 및/또는 아래에 놓일 수 있거나 은기반 기능 금속층 각각은 직접적으로 그와 접촉하거나 차단층에 의해 분리될 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 실리콘 및/또는 알루미늄 질화물에 기반한 유전체층은 바람직하게는 지르코늄 티타늄 산화물에 기반한 상부 보호층과 접촉한다. 실리콘 및/또는 알루미늄 질화물에 기반한 유전체 층의 두께는:
- 100 nm 이하, 50 nm 이하 또는 40 nm 이하 및/또는
- 15 nm 이상, 20 nm 이상 또는 25 nm 이상
이다.
일 실시예에 따르면, 스택은:
- 은기반 기능 금속층 아래에 위치한 유전체 코팅
- 차단층(선택 사항)
- 은기반 기능 금속층
- 차단층(선택 사항)
- 은기반 기능 금속층 위에 위치한 유전체 코팅
- 상부 보호층
을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 스택은:
- 실리콘 및/또는 알루미늄 질화물에 기반한 하나 이상의 유전체층을 포함하는 은기반 기능 금속층 아래에 위치한 유전체 코팅 및 선택적으로 산화 아연에 기반한 안정화 기능을 갖는 유전체층
- 차단층(선택 사항)
- 은기반 기능 금속층
- 차단층(선택 사항)
- 실리콘 및/또는 알루미늄 질화물에 기반한 하나 이상의 유전체층을 포함하는 은기반 기능 금속층 위에 위치한 유전체 코팅
- 상부 보호층
을 포함한다.
본 발명에 따른 투명 기판은 바람직하게는 강성 무기 재료, 예를 들어 유리, 더욱 상세하게는 소다 석회 실리카, 붕규산염 또는 알루미노규산염 유리 또는 유리-세라믹으로 제조된다. 바람직한 실시예에 따르면, 기판은 매우 높은 온도를 잘 견디는 붕규산염 유리이다.
기판의 두께는 일반적으로 0.5 mm 내지 19 mm 사이에서 변한다. 기판의 두께는 바람직하게는 6 mm 이하, 실제로 심지어 4 mm이다.
스택으로 코팅된 투명 기판은 어닐링, 예를 들어 플래시 어닐링, 예를 들어 레이저 또는 플레임 어닐링, 템퍼링 및/또는 벤딩으로부터 선택되는 고온 열처리를 거쳐야 할 수 있다. 열처리의 온도는 400℃ 초과, 바람직하게는 450℃ 초과 및 더욱 바람직하게는 500℃ 초과이다. 따라서 스택으로 코팅된 기판을 벤딩 및/또는 템퍼링 할 수 있다.
스택으로 코팅된 기판은 바람직하게는 특히 가열 장치 또는 내화성 도어의 구성요소로 사용되는 글레이징의 일부를 형성할 때, 템퍼링된 유리이다.
글레이징은 바람직하게는 2, 3 또는 4개의 기판을 포함하는 다중 글레이징이다.
이중 글레이징은 두 개의 기판(외부 기판 및 내부 기판)과 네 개의 면을 포함한다. 면 1은 가열 장치 내부에 있고 따라서 글레이징의 내부 벽을 구성한다. 면 2 및 3은 이중 글레이징의 내부에 있다. 면 4는 가열 장치의 외부에 있고 따라서 글레이징의 외부 벽을 구성한다.
삼중 글레이징은 세 개의 기판(외부 기판, 중심 기판 및 내부 기판)과 여섯 개의 면을 포함한다. 면 1은 가열 장치의 내부에 있고 따라서 글레이징의 내부 벽을 구성한다. 면 2 내지 5는 삼중 글레이징의 내부에 있다. 면 6은 가열 장치의 외부에 있고 따라서 글레이징의 외부 벽을 구성한다.
본 발명에 따른 글레이징은 하나 이상의 은기반 기능 금속층을 포함하는 얇은 층의 스택으로 코팅된 투명 기판을 하나 이상, 둘 이상 또는 셋 이상 포함할 수 있다.
글레이징은 하나 이상의 은기반 기능 금속층을 포함하는 얇은 층의 스택 외에, 기능성 코팅, 예를 들어 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 알루미늄 도핑된 산화 아연(ZnO:Al) 또는 붕소 도핑된 산화 아연(ZnO:B) 또는 플루오르 도핑된 산화 주석(SnO2:F)에 기반한 재료와 같은, 예를 들어 투명 전도성 산화물(TCO)을 포함하는 코팅으로 코팅된 하나 이상의 투명 기판을 포함할 수 있다. 이들 재료는 화학적 방법, 예를 들어 화학 기상 증착(CVD), 선택적으로 플라즈마에 의해 강화된 화학 기상 증착(PECVD)에 의해, 또는 물리적 방법, 예를 들어 음극 스퍼터링(선택적으로 자기장(마그네트론)에 의해 보조됨)에 의한 진공 하의 적층에 의해 적층된다.
도 1은 본 발명에 따른 다중 글레이징을 포함하는 가열 장치의 세 가지 예시, 이중 글레이징(Ⅰ), 삼중 글레이징(Ⅱ) 및 4 기판을 포함하는 글레이징(Ⅲ)를 도시한다. 회색 부분은 얇은 층의 스택이 사용될 수 있는 상이한 위치를 나타낸다.
가열 장치는 챔버를 고온으로, 더욱 상세하게는 50, 100, 200, 300, 400, 500 또는 600℃ 초과로 가열하는 것을 가능하게 한다. 또한, 가열 장치는 가열수단을 포함한다. 가열 수단은 챔버를 고온으로, 더욱 상세하게는 50, 100, 200, 300, 400, 500 또는 600℃ 초과의 온도로 가열하는 것을 가능하게 한다.
구체적 실시예에서, 은기반 기능층을 포함하는 스택은 기판의 면 상에 가열 장치의 챔버와 접촉하여 위치한다.
하기 정의된 얇은 층의 스택을 투명 소다 석회 유리로 제조된 기판 상에 4 mm 두께로 적층하였다.
이들 예시에서, 스퍼터링("마그네트론 음극" 스퍼터링)에 의해 적층된 층의 적층 조건을 하기 표 1에 요약하였다.
지르코늄 티타늄 산화물 층을 TiZrOx 세라믹 타겟으로부터 적층하였다. 타겟에서 지르코늄에 대한 티타늄의 중량비 Ti/Zr는 64:36이고, 원자비 77:23에 상응한다. 층에서 지르코늄에 대한 티타늄의 비 Ti/Zr는 타겟에서의 경우와 동등한 비이다.
표 1 사용된 타겟 적층 압력 가스 굴절률*
Ag 아래의 Si3N4 Si:Al (92:8 중량%) 2-15*10-3　mbar Ar:30-60% - N2:40-70% 2.00
Ag 위의 Si3N4 Si:Al (92:8 중량%) 2-15*10-3　mbar Ar:30-60% - N2:40-70% 2.06
NiCr Ni:Cr (80:20 원자%) 1-5*10-3　mbar Ar 100 원자% -
Ag Ag 2-3*10-3　mbar Ar 100 원자% -
TiO2 TiOx 1.5*10-3　mbar Ar 88% - O2 12% 2.32
TiZrO TiZrOx 2-4*10-3　mbar Ar 90% - O2 10% 2.32
*: 550 nm 에서의 굴절률
스택을 구성하는 각각의 층 또는 코팅의 물질 및 물리적 두께(달리 나타내지 않는 한 나노미터 단위)를 스택을 수반하는 기판에 대한 그들 위치에 따라 하기 표에 열거하였다.
글레이징 비교-1 비교-2 본 발명
상부 보호층 TiZrOx
ZrOx
SiOx 		-
2
-		 -
-
2		 2
-
-
비반사 코팅 Si3N4 30 30 30
차단층 BO NiCr 1 1 1
기능층 Ag 7 7 7
차단층 BU NiCr 1 1 1
비반사 코팅 Si3N4 30 30 30
기판 (mm) 유리 4 4 4
템퍼링 유형의 열처리는 630℃에서 7분 동안 코팅된 기판 상에서 수행되었다.
본 발명에 따른 글레이징의 상부 보호층은 스택을 외부 공격으로부터 보호하고 다른 보호청, 예를 들어 산화 지르코늄(ZrO2) 또는 산화 규소(SiO2)와 비교하여 매우 양호한 열적, 기계적 및 화학적 내구성을 가능하게 한다. 이러한 상부 보호층의 사용은 특히 면 1, 즉, 오븐과 같은 가열 장치의 챔버와 접촉하는 기판의 면 상에서의 스택의 사용을 가능하게 한다.
Ⅰ. 열내성 평가
사람을 보호하고 에너지를 절약하는 데 있어서 가장 중요한 측면은 고온에 대한 층의 양호한 내성이다. 이는 일반적으로 고온에서 급속히 부식되는 은을 포함하는 층으로는 불가능하다. 열분해성 자가 세척 오븐에서 은층을 포함하는 얇은 층의 스택의 수명 주기를 모의실험하기 위해, 상기 스택으로 코팅된 기판을 500시간 동안 400℃로 가열하였다. 한 달에 3시간 열분해 사이클의 속도로, 열분해 모드에서 거의 15년의 사용을 나타냈다. 상이한 보호층을 포함하는 글레이징의 시험의 마지막에 찍은 현미경 사진을 도 2에 도시하였다.
이미지 (a)에 도시된 본 발명에 따른 TiZrOx 상부 보호층을 갖는 글레이징은 현미경으로 보이는 아주 약간의 손상만을 나타낸다.
이미지 (b)에 도시된 SiOx 상부 보호층을 갖는 비교-2 글레이징은 보다 선명한 손상을 나타낸다.
이미지 (c)에 도시된 ZrOx 상부 보호층을 갖는 비교-1 글레이징은 뚜렷한 손상을 나타낸다.
또한, 본 발명의 글레이징의 방사율은 변하지 않은 것에 반해, 비교-1 글레이징의 방사율은 25%만큼 증가했고 그 효과를 감소시켰다.
Ⅱ. 화학적 내성 및 세척에 대한 내성 평가
고온에서 오염(soiling) 사이클의 결과를 하기 표에 나타내었다. 이들 사이클은 특히 기판의 표면 상에 가열 장치의 챔버와 접촉하여 사용될 때 글레이징이 마주칠 수 있는 제약(constraint)을 모의실험한다. 스택의 면 상에 상이한 식품류 및 세척 제품으로 글레이징을 오염시킨 후, 2시간 동안 200℃로 가열하였다. 그 후 유리를 오븐 세척제로 세척하였다.
TiZrOx에 기반한 상부 보호층을 갖는 스택을 포함하는 본 발명의 글레이징은 시험된 모든 물질을 견딘 반면, ZrO2 또는 SiO2 보호층을 갖는 비교 글레이징 1 및 2는 일부 경우 세척될 수 없었고 비가역적으로 손상되었다.
해로운 변화 가능성을 기록하도록 하기 평가 지표가 사용된다:
"+": 손상 없음
"-": 손상 있음.
본 발명
TiZrOx 		비교-2
SiO2 		비교-1
ZrO2
식초 + + -
과일 스튜 + + -
식염수 + - -
레몬 주스 + + +
아약스(Ajax) + + +
Cillit Bang® 탈지제 + + +
지방 + - +
DecapFour® + + -
손가락 자국 + + +
이들 결과는 은기반 기능층을 포함하는 스택이 기판의 면 상에 가열 장치의 챔버와 접촉하여 위치할 수 있도록 세척 제품 및 식품류에 대해 충분히 내성임을 나타낸다.

Claims (15)

  1. 가열 장치로서, 가열 수단 및 하나 이상의 벽에 의해 형성된 챔버를 포함하고, 하나 이상의 벽은 하나의 은기반 기능 금속층(silver-based functional metal layer)을 포함하는 얇은 층의 스택(stack)으로 코팅된 투명 기판을 포함하는 하나 이상의 글레이징(glazing)을 포함하며,
    스택은 15 nm 이하의 두께 및 2.0 내지 4.0의 지르코늄에 대한 티타늄의 원자비 Ti/Zr을 갖는 지르코늄 티타늄 산화물에 기반한 상부 보호층 및 실리콘 및/또는 알루미늄 질화물에 기반하고 지르코늄 티타늄 산화물에 기반한 상부 보호층 아래에 접촉하여 위치하는 유전체층을 포함하고,
    여기서 스택은 은기반 금속 기능층 위에 접촉하여 위치하는 하나 이상의 차단층을 포함하고, 상기 차단층은 니오븀(Nb), 탄탈(Ta), 티타늄(Ti), 크롬(Cr) 또는 니켈(Ni)에서 선택된 금속에 기반하거나 또는 이들 금속 중 둘 이상으로부터 얻어지는 합금에 기반하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상부 보호층은 1 nm 이상의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 지르코늄에 대한 티타늄의 원자비 Ti/Zr는 2.5 내지 3.5인 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 실리콘 및/또는 알루미늄 질화물에 기반한 유전체층은 50 nm 이하 및/또는 20 nm 이상의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 얇은 층의 스택은 하나 이상의 은기반 기능 금속층 및 두 개 이상의 유전체 코팅을 포함하며, 유전체 코팅 각각은 하나 이상의 유전체층을 포함하여 기능 금속층 각각은 두 유전체 코팅 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 스택은 은기반 기능 금속층의 아래에 위치하고 그와 접촉하는 하나 이상의 차단층을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 스택은:
    - 은기반 기능 금속층 아래에 위치한 유전체 코팅
    - 은기반 기능 금속층
    - 차단층
    - 은기반 기능 금속층 위에 위치한 유전체 코팅
    - 상부 보호층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 스택은:
    - 실리콘 및/또는 알루미늄 질화물에 기반한 하나 이상의 유전체층을 포함하는 은기반 기능 금속층 아래에 위치한 유전체 코팅 및 선택적으로 산화 아연에 기반한 안정화 기능을 갖는 유전체층
    - 은기반 기능 금속층
    - 차단층
    - 실리콘 및/또는 알루미늄 질화물에 기반한 하나 이상의 유전체층을 포함하는 은기반 기능 금속층 위에 위치한 유전체 코팅
    - 상부 보호층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 은기반 기능층을 포함하는 스택은 기판의 면 상에 가열 장치의 챔버와 접촉하여 위치하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 글레이징은 2, 3 또는 4개의 기판을 포함하는 다중 글레이징인 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 스택으로 코팅된 기판은 적어도 벤딩 또는 템퍼링되는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  14. 가열 장치 또는 내화성 도어의 구성요소로서 사용되는 글레이징으로서, 글레이징은 하나의 은기반 기능 금속층을 포함하는 얇은 층의 스택으로 코팅된 투명 기판을 포함하며,
    스택은 15 nm 이하의 두께 및 2.0 내지 4.0의 지르코늄에 대한 티타늄의 원자비 Ti/Zr을 갖는 지르코늄 티타늄 산화물에 기반한 상부 보호층 및 실리콘 및/또는 알루미늄 질화물에 기반하고 지르코늄 티타늄 산화물에 기반한 상부 보호층 아래에 접촉하여 위치하는 유전체층을 포함하고,
    여기서 스택은 은기반 금속 기능층 위에 접촉하여 위치하는 하나 이상의 차단층을 포함하고, 상기 차단층은 니오븀(Nb), 탄탈(Ta), 티타늄(Ti), 크롬(Cr) 또는 니켈(Ni)에서 선택된 금속에 기반하거나 또는 이들 금속 중 둘 이상으로부터 얻어지는 합금에 기반하는 것을 특징으로 하는 글레이징.
  15. 제14항에 있어서, 글레이징은 두 개 이상의 투명 기판을 포함하는 다중 글레이징으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 글레이징.
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