KR20140045342A - Ni-포함 합금 및/또는 다른 금속 합금을 포함하는 배리어 층, 이중 배리어 층, 이중 배리어 층을 포함하는 코팅된 물품, 및 이들을 제조하는 방법 - Google Patents

Ni-포함 합금 및/또는 다른 금속 합금을 포함하는 배리어 층, 이중 배리어 층, 이중 배리어 층을 포함하는 코팅된 물품, 및 이들을 제조하는 방법 Download PDF

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KR20140045342A
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무함마드 임란
베른트 디스텔도르프
마커스 프랭크
리차드 블래커
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가디언 인더스트리즈 코퍼레이션.
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Abstract

일 실시예는 은 또는 이와 유사한 것을 포함하는 IR 반사층을 보호하기 위한 배리어 층으로서 제공되는 Ni-포함 3원계 합금에 관한 것이다. 니켈, 크롬, 및/또는 몰리브덴 및/또는 이들의 산화물을 포함하는 배리어 층의 제공은 화학적 및 기계적 내구성뿐만 아니라 부식 저항성을 개선시킬 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 배리어 층은 은을 포함하는 상기 층의 적어도 한 쪽 측면 상에 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, NixCryMoz-베이스 층은, 코팅 내에서 배리어 층으로 사용되는 것 더하여 또는 배리어 층으로서 사용되기보다는, 기능적인 층으로서 사용될 수 있다.

Description

Ni-포함 합금 및/또는 다른 금속 합금을 포함하는 배리어 층, 이중 배리어 층, 이중 배리어 층을 포함하는 코팅된 물품, 및 이들을 제조하는 방법 {BARRIER LAYERS COMPRISING NI-INCLUSIVE ALLOYS AND/OR OTHER METALLIC ALLOYS,DOUBLE BARRIER LAYERS, COATED ARTICLES INCLUDING DOUBLE BARRIER LAYERS, AND METHODS OF MAKING THE SAME}
코팅된 물품들은 당해 기술에서 절연 유리(IG) 윈도우 유닛, 차량 윈도우, 모놀리식 윈도우(monolithic window) 및/또는 이와 유사한 것들과 같은 윈도우 어플리케이션들에서 사용되는 것으로 알려져있다. 일 실시예에서, 코팅된 물품들의 디자이너들은 종종 높은 가시광선 투과성(high visible transmission). 낮은 복사능(low emissivity)(또는 낮은 방출률; emittance), 및/또는 낮은 시트 저항력(Rs)의 조합을 얻으려고 노력한다. 높은 가시광선 투과성은 건축적 또는 차량 윈도우 어플리케이션에서처럼 이러한 특성이 요구되는 어플리케이션들에서 코팅된 물품이 사용되는 것을 가능하게 하는 반면, 낮은-복사능(로우-E), 및 낮은 시트 저항력 특성들은, 예를 들면 차량 또는 건물 내부의 바람직하지 않은 난방과 같은 것을 줄이기 위하여, 그러한 코팅된 물품들이 상당한 양의 IR 방사선을 막는 것을 가능하게 한다. 그러므로, 전형적으로, 가시 스펙트럼 내 높은 투과성, 상당한 양의 IR 방사선을 막기 위하여 건축적 유리 상에 코팅이 사용되는 것은 종종 바람직하다.
로우-E 코팅 내 IR 반사층은 전체적인 코팅에 영향을 주고, 경우에 따라서 IR 반사층은 스택 내에서 가장 민감한 층이다. 불행히도, 은을 포함하는 IR 반사층은 때때로 증착 프로세스(deposition process), 그 다음으로 대기 프로세스, 열처리, 화학 침식, 및/또는 가혹한 환경이 원인이 되어 이로부터 손상을 받는다. 특정 경우에서, 로우-E 코팅 내의 은-베이스 층은 산소로부터, 산성의 및/또는 알칼리성의 용액, 열적 산화, 부식과 같은 화학 침식으로부터, 및 산소, 염소, 황, 산들 및/염기들과 같은 오염 물질을 포함하는 수분 때문에 발생하는 손상으로부터 보호되어야 할 수도 있다. 만약 코팅 내의 IR 반사층(들)이 충분하게 보호받지 않으면, 내구성, 가시광선 투과성 및/또는 코팅된 물품의 다른 광학적 특성들이 악화될 수 있다.
따라서, 개선된 내구성 및 개선되거나 상당하게 변하지 않은 광학적 특성들을 가진 로우-E 코팅의 필요성이 있는지 당해 기술분야의 숙련된 자에 의하여 평가될 것이다.
본 발명의 일 실시예들은, 은을 포함하는 IR 반사층과의 연결에 사용되는 Ni-포함 3원계 합금을 포함하는 개선된 배리어 층 물질에 관한 것이다. 일 실시예들에서, 개선된 배리어 층 물질은 코팅된 물질의 내구성이 개선되는 것을 가능하게 할 수도 있다. 그러나, 다른 실시예들은 Ni-포함 3원계 합금(예를 들면, 니켈, 크롬 및/또는 몰리브덴)을 포함하는 IR 반사층에 관련 있다. 이런 경우에, Ni-포함 3원계 합금을 포함하는 IR 반사층의 용도는 또한, 코팅된 물품이 개선된 화학적 및/또는 기계적 내구성을 갖게 하는 결과를 초래할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예들은 유리 기판에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅된 물품을 제조하는 방법에 관한 것이다. 일 실시예에서, 방법은: 상기 유리 기판 상에 유전체 층을 배치하는 단계; 상기 유전체 층 위로(over) Ni-포함 3원계 합금을 포함하는 제1 배리어 층을 배치하는 단계; 상기 Ni-포함 3원계 합금 위로 은을 포함하는 IR 반사층을 배치하는 단계; 및 상기 IR 반사층 위로 Ni-포함 3원계 합금을 포함하는 제2 배리어 층을 배치하는 단계를 포함하며, 상기 코팅은 로우-E 코팅으로 사용된다.
다른 실시예들은 코팅된 물품을 제조하는 방법에 관한 것으로서: 유리 기판 상에 유전체 층을 배치하는 단계; 상기 유전체 층 위로 제1 배리어 층을 배치하는 단계; 상기 Ni-포함 3원계 합금 위로 은을 포함하는 IR 반사층을 배치하는 단계; 및 상기 IR 반사층 위로 제2 배리어 층을 배치하는 단계;를 포함하며, 상기 코팅은 로우-E 코팅으로서 사용되며, 상기 제1 및 제2 배리어 층은 Ni 54 내지 58 중량%, Cr 20 내지 22.5 중량% 및 Mo 12.5 내지 14.5 중량% 를 포함한다.
다른 실시예들은 코팅된 물품에 관한 것이다. 경우에 따라서, 코팅된 물품은 로우-E 코팅을 지지하는 기판을 포함한다. 상기 로우-E 코팅은, 상기 기판으로부터 떼어지기 위한 것으로(The low-E coating may comprise, in order moving away from the substrate): 제1 유전체 층; 제1 배리어 층; 제1 배리어 층 위로 이에 접촉하여 제공되는, 은을 포함하는 제1 IR 반사층; 상기 IR 반사층 위로 이에 접촉하여(over and contacting) 제공되는 제2 배리어 층; 및 상기 제2 배리어 층 위로 제공되는 제2 유전체 층;을 포함하고, 상기 제1 및 제2 배리어 층은 Ni 54 내지 58 중량%, Cr 20 내지 22.5 중량% 및 Mo 12.5 내지 14.5 중량% 를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예들은 유리 기판에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅된 물품을 제조하는 방법에 관한 것으로서: 상기 기판 상에 유전체 층을 배치하는 단계; 상기 유전체 층 위로 Nb, Ti, Cr 및 Zr 의 하나 또는 그 이상을 포함하는 제1 서브-배리어 층을 배치하는 단계; 상기 제1 서브-배리어 층 위로 이에 접촉하여, Ni-포함 합금을 포함하는 제1 배리어 층을 배치하는 단계; Ni-포함 합금을 포함하는 상기 제1 배리어 층 위로 이에 접촉하여, 은을 포함하는 IR 반사층을 배치하는 단계, 상기 IR 반사층 위로 이에 접촉하여, Ni-포함 합금을 포함하는 제2 배리어 층을 배치하는 단계; 및 상기 Ni-포함 배리어 층 위로 이에 접촉하여, Nb, Ti, Cr 및 Zr 의 하나 또는 그 이상을 포함하는 제2 서브-배리어 층을 배치하는 단계;를 포함한다.
다른 실시예들은 또한 유리 기판에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅된 물품을 제조하는 방법에 관한 것이다. 경우에 따라서 상기 방법은: 상기 기판 상에 유전체 층을 배치하는 단계; 상기 유전체 층 위로 Nb, Ti, Cr 및 Zr 의 하나 또는 그 이상을 포함하는 제1 서브-배리어 층을 배치하는 단계; 상기 제1 서브-배리어 층 위로 이에 접촉하여, Ni, Cr, Ti 및/또는 Mo를 포함하는 제1 배리어 층을 배치하는 단계; Ni, Cr, Ti 및/또는 Mo를 포함하는 제1 배리어 층 위로 이에 접촉하여, 은을 포함하는 IR 반사층을 배치하는 단계; 상기 IR 반사층 위로 이에 접촉하여, Ni, Cr, Ti 및/또는 Mo를 포함하는 제2 배리어 층을 배치하는 단계; 및 상기 Ni, Cr, Ti 및/또는 Mo 를 포함하는 층 위로 이에 접촉하여, Nb, Ti, Cr 및 Zr 의 하나 또는 그 이상을 포함하는 제2 서브-배리어 층을 배치하는 단계;를 포함한다.
다른 실시예들은 코팅된 물품을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은: 유리 기판 상에 유전체 층을 배치하는 단계; 상기 유전체 층 위로 제1 배리어 층을 배치하는 단계; 상기 제1 배리어 층 위로 이에 접촉하여, 은을 포함하는 IR 반사층을 배치하는 단계; 상기 IR 반사층 위로 이에 접촉하여, NiTi 또는 이의 산화물을 포함하는 제2 배리어 층을 배치하는 단계; 상기 제2 배리어 층 위로 이에 접촉하여, NiCr 또는 이의 산화물을 포함하는 제3 배리어 층을 배치하는 단계; 및 상기 제3 배리어 층 위로 이에 접촉하여, Sn, Ti, Cr, Nb, Zr, Mo, W 및/또는 Co의 산화물을 포함하는 제4 배리어 층을 배치하는 단계;를 포함한다.
추가적인 실시예들은 코팅된 물품에 관한 것이다. 상기 코팅된 물품은 로우-E 코팅을 포함한다. 상기 코팅은: 유리 기판; 유전체 층; 상기 유전체 위에 Nb, Ti, Cr 및 Zr의 하나 또는 그 이상을 포함하는 제1 서브-배리어 층; 상기 제1 서브-배리어 층에 접촉하고 그 위에 Ni, Cr, Ti 및/또는 Mo를 포함하는 제1 배리어 층; 상기 Ni, Cr, Ti 및/또는 Mo를 포함하는 제1 배리어 층에 접촉하고 그 위에 은을 포함하는 IR 반사층; 상기 IR 반사층에 접촉하고 그 위에 Ni, Cr, Ti 및/또는 Mo를 포함하는 제2 배리어 층; 상기 Ni, Cr, Ti 및/또는 Mo를 포함하는 층에 접촉하고 그 위에 Nb, Ti, Cr 및 Zr의 하나 또는 그 이상을 포함하는 제2 서브-배리어 층;을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예들은 유리 기판에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅된 물품을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은: 상기 기판 상에 제1 유전체 층을 배치하는 단계; 상기 제1 유전체 층 위로 이에 접촉하여, 그 위에 Ni 54 내지 58 중량%, Cr 20 내지 22.5 중량% 및 Mo 12.5 내지 14.5 중량%를 포함하는 IR 반사층을 배치하는 단계; 및 상기 IR 반사층 위로 이에 접촉하여, 제2 유전체 층을 배치하는 단계;를 포함한다.
다른 실시예들은 유리 기판에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅된 물품을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은: 상기 기판 상에 질화 규소(silicon nitride)를 포함하는 제1 유전체 층을 배치하는 단계; 상기 제1 유전체 층 위로 이에 접촉하여, Ni 54 내지 58 중량%, Cr 20 내지 22.5 중량% 및 Mo 12.5 내지 14.5 중량%를 포함하는 IR 반사층을 배치하는 단계; 상기 IR 반사층 위로 이에 접촉하여, NbZr을 포함하는 배리어 층을 배치하는 단계; 상기 IR 반사층 위로 이에 접촉하여, 질화 규소를 포함하는 제2 유전체 층을 배치하는 단계; 및 상기 제2 유전체 층 위로 이에 접촉하여, 지르코늄의 산화물을 포함하는 오버코트 층(overcoat layer)을 배치하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 실시예들은 또한 코팅된 물품에 관한 것으로서: 유리 기판; 상기 기판 상의 질화 규소를 포함하는 제1 유전체 층; 상기 제1 유전체 층 위로 이에 접촉하는, Ni 54 내지 58 중량%, Cr 20 내지 22.5 중량% 및 Mo 12.5 내지 14.5 중량%을 포함하는 IR 반사층; 상기 IR 반사층 위로 이에 접촉하는, NbZr을 포함하는 배리어 층; 상기 IR 반사층 위로 이에 접촉하는, 질화 규소를 포함하는 제2 유전체 층; 및 상기 제2 유전체 층 위로 이에 접촉하는, 지르코늄의 산화물을 포함하는 오버코트 층;을 포함하는 코팅된 물품에 관한 것이다.
일 실시예들은 또한 상기-기술된 및/또는 다른 방법들 중 어느 하나에 의하여 제조된 코팅된 물품 및/또는 IG 유닛에 관한 것이다.
이 출원은, "낮은-복사능 코팅을 포함하는 코팅된 물품, 코팅된 물품을 포함하는 절연 유리 유닛, 및/또는 이들의 제조 방법" 이라는 명칭의 미국 출원 번호 13/064,066 (atty. dkt. no. 3691-2319)뿐만 아니라 "Ni 및/또는 Ti 를 포함하는 배리어 층, 배리어 층을 포함하는 코팅된 물품, 및 이들의 제조 방법" 이라는 명칭의 미국 출원 번호 13/064,065 (atty. dkt. no. 3691-2195)의 전체 내용을 참조로 포함한다.
본 발명의 일 실시예들은, 예를 들면, 로우-E 코팅 내에 은 또는 그과 같은 물질의 적어도 하나의 적외선(IR) 반사층을 포함하는 코팅된 물품에 관한 것이다. 일 실시예들에서, Ni-포함 3원계 합금(Ni-inclusive ternary alloy)이 코팅 내 적어도 하나의 층으로서 사용될 수 있다. 일 실시예들에서, 이런 Ni-포함 3원계 합금은 은(silver) 또는 이와 유사한 것을 포함하는 IR 반사층을 위한 배리어 층으로서 제공될 수 있다. 다른 실시예들에서, Ni-포함 3원계 합금은 니켈, 크롬, 및/또는 몰리브덴(예를 들면 NixCryMoz, 등등)을 포함한다. 일 실시예에서, 니켈, 크롬, 및/또는 몰리브덴을 포함하는 층 및/또는 그것의 산화물들의 제공은 화학적이고 기계적인 내구성을 개선할 뿐만 아니라 부식 저항성을 개선시키는데 사용되도록 층을 가능하게 한다. 어떤 실시예에서, Ni-포함 3원계 합금은 Ti, Cr, Nb, Zr, Mo, W, Co 및/또는 이들의 조합을 포함한다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 배리어 층이 은을 포함하는 층의 적어도 한 쪽 측면 상에 사용될 수도 있다. Ni-포함 층은 은을 포함하는 인접한 층에 제공될 수 있으며, 제2 금속-베이스 층은 인접한 Ni-포함 층에 제공될 수 있다. 다른 실시예에서, 금속 산화물을 포함하는 제3 배리어 층은 인접한 제2 금속-베이스 배리어 층에 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예들은 또한 코팅 내에서, 배리어 층으로서 추가하거나 또는 그 대신에, NixCryMoz-베이스 층을 기능적인 층으로서 사용하는 것에 관한 것이다. 본원의 코팅된 물품 예시는 절연 유리(insulating glass; IG) 윈도우 유닛, 차량 윈도우, 또는 모놀리식 윈도우 어플리케이션(monolithic window applications), 라미네이트된 윈도우(laminated windows), 및/또는 이와 유사한 것들과 같은 다른 적합한 어플리케이션의 맥락에서 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 Ni-포함 3원계 합금 배리어 층 및 단일 IR 반사층을 포함하는 코팅된 물품의 단면도이다.
도 2a 내지 b는 본 발명의 실시예에 따른 NixCryMox -베이스 배리어 층 및 단일 IR 반사층을 포함하는 코팅된 물품의 단면도이다.
도 3a 내지 c는 본 발명의 실시예에 따른 NiCrMo, NiTi 및/또는 NiCr에 기초한 배리어 층 및 단일 IR 반사층을 포함하는 코팅된 물품의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 Ni-포함 3원계 합금 배리어 층 및 적어도 2개의 IR 반사층을 포함하는 코팅된 물품의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하스텔로이-베이스 배리어 층(Hastelloy-based barrier layers) 및 적어도 2개의 IR 반사층을 포함하는 코팅된 물품의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, IR 반사층 및 상기 IR 반사층의 각 면상에 제공된 제1 및 제2 배리어 층을 포함하는 코팅된 물품의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, IR 반사층, 및 상기 IR 반사층에 인접한 제1 Ni 포함 배리어 층, 및 상기 제1 배리어 층에 인접한 제2 금속-베이스 배리어 층을 포함하는 코팅된 물품의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른, IR 반사층, 및 상기 IR 반사층에 인접한 제1 C22-베이스 배리어 층, 및 제1 배리어 층에 인접한 제2 금속-베이스 배리어 층을 포함하는 코팅된 물품의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른, 적어도 2개의 IR 반사층, 및 상기 IR 반사층에 인접한 제1 Ni-포함 배리어 층, 및 상기 제1 배리어 층에 인접한 제2 금속-베이스 배리어 층을 포함하는 코팅된 물품의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른, IR 반사층, 및 상기 IR 반사층의 각 면 상에 제공된 제1 및 제2 배리어 층을 포함하는 코팅된 물품으로서, 유리 기판으로부터 가장 멀고 및 가장 가까운 상기 배리어 층들이 두 개의 유전체 층 중간에 샌드위치 되어있는, 코팅된 물품의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른, 적어도 2개의 IR 반사층, 및 각 IR 반사층의 각 면 상에 제공된 제1 및 제2 배리어 층을 포함하는 코팅된 물품으로서, 유리 기판으로부터 가장 멀고 및 가장 가까운 상기 배리어 층들이 두 개의 유전체 층 중간에 샌드위치 되어있는, 코팅된 물품의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른, IR 반사층, 및 제1 NiTi-베이스 배리어 층, 제2 NiCr-베이스 배리어 층, 및 제3 금속 산화물-베이스 배리어 층을 포함하는 코팅된 물품의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른, 적어도 두 개의 IR 반사층, 및 제1 NiTi-베이스 배리어 층, 제2 NiCr-베이스 배리어 층, 및 제3 금속 산화물-베이스 배리어 층을 포함하는 코팅된 물품의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른, NiCrMo-베이스 기능적인 층을 포함하는 코팅된 물품의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른, 지르코늄 산화물 베이스 오버코트와 함께, 두 개의 질화 규소-베이스 유전체 층들 사이에 샌드위치된 C22-베이스 기능적인 층을 포함하는 코팅된 물품의 단면도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른, 지르코늄 산화물 베이스 오버코트와 함께 유전체 층들 사이에 샌드위치된, C22-베이스 기능적인 층 및 NbZr-베이스 배리어 층을 포함하는 코팅된 물품의 단면도이다.
참조 번호들처럼 이제부터 도면을 참고하여 여러 관점에 걸쳐서 유사한 부분들을 나타낸다.
본원에서 코팅된 물품은, 유리 기판들과 같은 단일 또는 다중 기판을 포함하는, 모놀리식 윈도우, IG 윈도우 유닛, 차량 윈도우 및/또는 그 밖의 다른 적합한 어플리케이션들과 같은 코팅된 물품 어플리케이션들로 사용된다.
위에서 나타낸 바와 같이, 어떤 경우에서, 로우-E 코팅 내 IR 반사층(예를 들어, 은-베이스 층)은 잇따르는 증착 프로세스, 열적 산화, 부식, 수분, 화학 침식, 및/또는 가혹한 환경으로부터 일어나는 손상으로부터 보호되어야 할 수 있다. 예를 들면, 잇따르는 층들을 증착하는데 사용되는 플라즈마 내 산소는 매우 이온화될 수 있으며 은-베이스 층은 이로부터 보호되어야 할 수 있다. 또한 포스트-증착(post-deposition) "대기 프로세스" 에서 은-베이스 층은 산소, 수분, 산, 염기 및/또는 그 밖의 것들로부터 공격받기 쉬울 수 있다. 이러한 점은, 은-베이스 층이 전제적으로 커버되지는 않기 때문에(예를 들면, 스크래치, 핀 구멍들, 기타등등), 만약 은-베이스 층과 대기 사이에 위치한 층이 어떠한 결점을 갖고 있으면 특히 해당될 수 있다.
예를 들면 일 실시예에서, 은을 포함하는 층을 포함하는 코팅의 분해(degradation)은, 가열하자마자 과도한 층들의 결과적인 붕괴, 및 층 내부의 Ag 의 물리적 재구조화(restructuring) 에 의해 일어날 수도 있다. 일 실시예에서 열-처리 동안에 문제점들이 발생할 수 있다. 그러한 경우에, 산소는 은-베이스 층으로 확산될 수 있다. 일 실시예에서, 은-베이스 층에 도달한 산소는, 시트 저항력을 낮추고, 복사능에 영향을 미치고, 및/또는 헤이즈(haze)를 생산하는, 등등에 의하는 것과 같이, 이들의 특성에 영향을 미칠 수 있고, 층 스택에 의한 성능을 감소시킬 수 있다. 다를 경우에, Ag 밀집체는 결점을 초래할 수 있다.
일 실시예에서, 따라서 배리어 층은, 위에-기술된 일부 또는 전부의 발생 및/또는 다른 이슈들을 감소시키기 위하여 로우-E 코팅에서 은-베이스 층(및/또는 다른 IR 반사층)들과 함께 사용될 수 있다. 일 전형적인 경우에서, 이러한 배리어 층들은 은 주위에 얇은 보호용 산화층을 형성할 수도 있고 부식 저항성, 화학적 및/또는 기계적 내구성을 개선시킬 수도 있다.
본 발명의 일 실시예는 코팅으로 지지하는 적어도 하나의 유리 기판을 포함하는 코팅된 물품에 관한 것이다. 코팅은 전형적으로, 적어도 일부 IR 방사선을 막거나 및/또는 반사하는 적어도 하나의 적외선(IR) 반사층을 갖는다. IR 반사층(들)은, 본 발명의 다른 실시예에서 은, 금, NiCr 및/또는 이들의 3원계 합금, 또는 이와 유사한 것과 같은 물질들을 포함하거나, 이들로 이루어 질 수 있다. 종종 IR 반사층은 적어도 하나의 코팅의 제1 및 제2 접촉 층들 사이에 샌드위치된다.
상기 관점에서, Ni-포함 3원계 합금을 포함하는 배리어 층을 제공하는 것이 유리할 수 있다. 일 실시예에서, 배리어 층은 니켈, 크롬 및/또는 몰리브덴 (예를 들면, C22, BC1 및/또는 B3와 같은 헤인즈 합금; Haynes alloys) 과 같은 물질(들)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, Ni-포함 3원계 합금은 Ti, Cr, Nb, Zr, Mo, W, Co 및/또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, Ni-포함 3원계 합금 배리어 층은(예를 들면 니켈, 크롬, 및/또는 몰리브덴, 등등과 같은 물질들을 포함하는), (1) IR 반사층에 충분한 부착력; (2) 산성 및/또는 알카리성 용액에 대한 개선된 부식 저항력; (3) 높은 온도 산화 동안에 보호력; 및 (4) 전반적으로 개선된 화학적 및/또는 기계적 내구성을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 이러한 이점들은 니켈, 크롬 및/또는 몰리브덴을 배리어 층으로 사용하는 것 보다는 IR 반사층 및/또는 다른 기능적인 층으로 사용하는 것으로부터 발생할 수 있다.
게다가, 다른 실시예에서는 하나 이상의 배리어 층이 제공될 수 있다. IR 반사층의 적어도 한 측면상에(경우에 따라서는 양 측면 모두) 적어도 두 개의 배리어 층들의 제공이 전술한 이점들을 초래할 수 있다는 것이 유리하게는 발견되었다. 일 실시예에서, Ni-포함 합금 또는 Ni-포함 3원계 합금은 IR 반사층에 인접하여 사용될 수 있고, 좋은 부식 저항력 및 좋은 화학적이고 기계적인 내구성을 제공하는 물질은 제2 배리어 층으로 선택될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 코팅된 물품의 단면도이다. 일 실시예에서, 도 1에서 도시된 코팅된 물품은 표면 1 및/또는 2 상의 로우-E 코팅을 갖는 모놀리식 윈도우로 사용될 수 있으며, 로우-E 코팅은 오직 단일 IR 반사층을 포함한다. 하지만 다른 실시예에서 도 1에서의 코팅된 물품은 그 이상의 층들을 포함할 수 있다. 게다가, 본원에 기술된 실시예에 따라 제조된 코팅된 물품은, 다른 실시예들 및 어플리케이션에 따라서, 표면 1, 2, 3 및/또는 4 상에서 코팅(들)을 갖는 절연 유리 유닛(IGU)으로; 표면 1 또는 4 상에 노출되거나 표면 2 및/또는 3 상의 중간층에 내장된 코팅을 갖는 라미네이트된 모놀리식 아류로; 표면 4 또는 어딘가 상에 노출되거나 표면 2 및/또는 3 상의 중간층에 내장된 코팅을 갖는 라미네이트 아웃보드와 함께, 라미네이트된 IGU으로; 표면 4 및/또는 5 상에 내장되거나, 표면 3 및/또는 6 상에 노출된 코팅을 갖는 라미네이트된 인보드와 함께 라미네이트된 IGU로 사용될 수 있다(Furthermore, a coated article made according to example embodiments described herein may be used in an insulated glass unit (IGU), with the coating(s) on surface 1, 2, 3, and/or 4; in a laminated monolithic lite with the coating embedded against the interlayer on surfaces 2 and/or 3, or exposed on surface 1 or 4; in a laminated IGU, with a laminate outboard with the coating embedded against the interlayer on surfaces 2 and/or 3, or exposed on surface 4 or elsewhere; in a laminated IGU, with a laminated inboard with the coated exposed on surfaces 3 and/or 6, or embedded on surfaces 4 and/or 5, according to different example embodiments and applications.) 즉, 이러한 코팅은 모놀리스적으로, 또는 둘 또는 그 이상의 기판들을 포함하는 IG 유닛 내에서, 또는 하나의 유리 유닛 내에서 몇 번이고 사용될 수 있으며, 다른 실시예에서는 유닛의 어떠한 표면 상에도 제공될 수 있다.
코팅된 물품은 유리 기판 (1) (예를 들면, 약 1.0 내지 10.0 mm 두께의, 더 바람직하게는 약 1.0 mm 내지 6.0 mm 두께의, 투명한, 녹색의, 브론즈, 또는 청-녹색의 유리 기판), 및 직접적으로 또는 간접적으로 기판 상에 제공된 다중-층 코팅 (35) (또는 층 시스템)을 포함한다.
도 1에서 나타나듯이, 코팅 (35)는 임의적인 유전체 층(들) (3 및/또는 5), Ni, Ti, Cr, Nb, Zr, Mo, W, Co 및/또는 이들의 조합들을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있는, Ni-포함 3원계 합금을 포함하는 제1 배리어 층(7) (예를 들면, NixCryMoz, NixTiyCrz, NixTiyNbz, NixNbyZrz, NixCryZrz, NixTiyMoz, NixZryMoz, NixNbyMoz, NixCryMoz, NixWyCrz, NixWyMoz, NixWyZrz, NixWyNbz, NixWyTiz, NixCoyMoz, NixCoyCrz, NixCoyMoz, NixCoyZrz, NixCoyNbz, 및/또는 NixCoyTiz), 은, 금 또는 이와 같은 것들의 하나 또는 그 이상을 포함하는 IR 반사층 (9), Ni, Ti, Cr, Nb, Zr, Mo, W, Co 및/또는 이들의 조합들을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있는, Ni-포함 3원계 합금을 포함하는 제2 배리어 층(11) (예를 들면, NixCryMoz, NixTiyCrz, NixTiyNbz, NixNbyZrz, NixCryZrz, NixTiyMoz, NixZryMoz, NixNbyMoz, NixCryMoz, NixWyCrz, NixWyMoz, NixWyZrz, NixWyNbz, NixWyTiz, NixCoyMoz, NixCoyCrz, NixCoyMoz, NixCoyZrz, NixCoyNbz, 및/또는 NixCoyTiz), 및 일 실시예에서 보호성 오버코트(protective overcoat)가 될 수 있는 임의적인 유전체 층(들)(13)을 포함한다. 다른 층들 및/또는 물질들은 또한 본 발명의 일 실시예에서 제공될 수도 있으며, 어떤 층들은 일 실시예에서 제거되거나 분리될 수도 있다. 층들(3, 5, 및/또는 13)은 하나 또는 그 이상의 별개의(discrete) 층들을 포함할 수 있다. 유전체 층(3, 5 및 13)은 질화 규소, 산화 규소, 산화질화 규소(silicon oxynitride), 산화 주석, 산화 티타늄, 및/또는 유전체 물질로 적합한 그 어떠한 것을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. 임의적인 오버코트 층(16)은 일 실시예들에서 제공될 수 있다. 다른 실시예에서는 제외될 수도 있다. 일 실시예에서, 임의적인 오버코트 층(16)이 제공될 때, 층(16)은 지르코늄을 포함하거나 이로 이루어질 수 있다. 지르코늄-베이스 층은 다른 실시예에서 부분적으로 또는 전체적으로 산화될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 층(16)은 ZrxMoyOz, ZrAlOx, 및/또는 TiZrOx 와 같은, 지르코늄-베이스 합금을 포함할 수 있다. 이러한 물질들은 코팅 및/또는 코팅된 물품의 마찰적인 및/또는 마찰학적 특성(tribological and/or frictional properties)을 유리하게는 더 좋게 할 수 있다. 다른 유전체 층들은 코팅 내에 다른 공간에 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 층은 지르코늄의 질화물로서 적어도 처음에 증착된다.
적외선(IR) 반사층(9)는 바람직하게는 상당히 또는 전체적으로 금속적이거나 및/또는 전도적이며, 필수적으로 은(Ag), 금 또는 적합한 다른 어떤 IR 반사 물질로 구성되거나 포함할 수 있다. IR 반사층(9)는 상기 코팅이 낮은 방출률(low emittance), 낮은 시트 저항력, 등등과 같은 좋은 일조 조절(solar control) 특성 및/또는 로우-E 특성을 갖도록 한다. 하지만 IR 반사 층(9)는 본 발명의 일 실시예에서 조금 산화될 수 있다.
도 1에서 나타내고 본원에 기술된 IR 반사층들은 다른 실시예들에서 필수적으로 은으로 구성되거나 포함할 수 있다. 따라서 일 실시예들이 은 합금을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 그런 경우에, Ag 는 Zr, Ti, Ni, Cr, Pd 및/또는 이들의 조합의 적절한 양으로 합금될 수 있다. 일 실시예에서, Ag는 Pd 및 Cu 둘 모두와, Pd 및 Cu 각각 대략 0.5 내지 2 %(중량 또는 원자 %)로 합금될 수 있다. 다른 잠재적인 합금들은 Co, C, Mg, Ta, W, NiMg, PdGa, CoW, Si, Ge, Au, Pt, Ru, Sn, Al, Mn, V, In, Zn, Ir, Rh, 및/또는 Mo 의 하나 이상 및 Ag을 포함한다. 일반적으로, 도판트(dopant) 농도는 0.2 내지 5% (중량 또는 원자 %)의 범위 내, 더 바람직하게는 0.2 내지 2.5% 사이에 있을 수 있다. 이러한 범위 내에서 적용하는 것은 Ag-베이스 층의 바람직한 광학적 특징을 유지하게 할 수 있게 하며, 그렇지 않으면 합금에 의하여 잃어버릴 수 있으며, 이로 인하여 스택의 전반적인 광학적 특성들을 유지하게 하면서, 또한 화학적, 부식, 및/또는 기계적 내구성을 강화한다. 예를 들면 본원에서 확인된 Ag 합금 표적 물질은 단일 표적을 사용하여 스퍼터되고(sputterd), 둘(또는 그 이상의 표적들), 기타 등등을 이용하여 코-스퍼터링(co-sputtering)에 의하여 증착 될 수 있다. 개선된 부식 저항성을 제공하는 것에 더하여, 일 실시예에서 Ag 합금의 사용은, 층 스택 내에서 산소 움직임의 양을 막거나 감소시키는 것을 도우면서. 증가된 온도에서 은 확산율(diffusivity)를 감소시키는 것을 돕는다. 이는 은 확산율을 더 강화시킬 수 있고 나쁜 내구성을 잠재적으로 이끄는 구조적인 특성들 및 Ag 성장을 변화시킬 수 있다.
일 실시예에서, 배리어 층 (7)은 아연의 산화물을 포함하거나 이로 이루어질 수 있다. 제1 및 제2 Ni-포함 3원계 합금 층 (7 및 11)은 본 발명의 다른 실시예에서 같거나 다른 구성을 가질 수 있다.
유전체 층 (13)은 질화 규소, 산화 규소, 산화질화 규소, 산화 주석, 산화 티타늄 및 이들와 유사한 것을 포함하거나 이로 이루어질 수 있다. 유전체 층 (13)은 일 실시예에서 하나 이상의 별개의 층을 포함할 수 있다. 게다가, 유전체 층 (13)은 경우에 따라서 보호성 오버코트로서 제공할 수 있다.
예를 들면, 이러한 층들 내에서 Ni-포함 3원계 합금의 용도는 개선된 부식 저항성 및 더 나은 화학적 및/또는 기계적 내구성을 허락하는 것이라는 점이 유리하게 밝혀졌다. Ni-포함 3원계 합금(및 또는 그것의 산화물, 질화물, 및/또는 산화질화물)의 용도는 Ag 의 결정입계(grain boundaries)상에 보호층을 형성한다고 믿어진다. 일 실시예에서, 이는 결과적으로 더 좋은 부식이나 및/또는 수분 저항성, 및 화학적 내구성을 갖는 코팅된 물품이 된다. 게다가 IR 반사층 주변의 얇은 보호성 산화물 층들의 형성 때문에 산소 확산이 감소될 수 있고, 또한 일 실시예에서 이는 부식 저항성, 화학적 및 기계적 내구성을 개선시킬 수 있다고 믿어진다.
일 실시예에서, Ni-포함 3원계 합금은 니켈, 크롬 및/또는 몰리브덴을 포함할 수 있다. 니켈 및 Ni-포함 합금은 일 실시예에서 부식성 환경, 높은 온도, 높은 스트레스 및/또는 이러한 요인들의 조합을 견딜 수 있다. 그러나, 경우에 따라서, Ni는 보통의 환경에서 좋은 부식 저항성을 제공할 수 있으나, 높은 온도 수분 및/또는 산성 공격에는 민감할 수 있다. 그러므로 일 실시예에서, Cr이 산성 수용액에 개선된 부식 저항성을 제공하기 위하여 첨가될 수 있다. 또한 다른 실시예에서, Cr은 높은 온도 산화로부터 보호성을 제공할 수 있다.
그러나 Ni 및/또는 Cr 로 구성되거나, 필수적으로 이들로 구성되는 배리어 층은 더 개선될 수 있다. 예를 들면, NiCr 로 필수적으로 구성되는 층은 - 대기 중에서 가열되고 증착됨에 따라(그러고나서 NiCr의 산화물을 형성할 수 있는), 뜨거운 산성의 및 알칼리성의 용액에 적용될 때 에칭 및/또는 부식을 겪을 수 있다 (For example, a layer consisting essentially of NiCr as-deposited, and heated in air (which may then form an oxide of NiCr), may experience corrosion and/or etching when subjected to hot acidic and alkaline solutions.) 가열된 NiCr 코팅은 (1) 20% NaOH (65 ℃; 1 시간); (2) 50% H2SO4 (65 ℃; 1 시간); and in (3) 5% HCl (65 ℃; 1 시간)에서 에칭 될 수 있다. 게다가 끓는 물(100℃; 1 시간)에 적용될 때, 가열된 NiCr은 흐릿해지는 것이 관찰된다. 이는 염화물 및/또는 수화물의 형성 때문일 수 있다.
또 다른 실시예에 따라, NiCr-포함 층은 - 코팅됨에 따라(예를 들면, 가열된 NiCr-포함 층 보다 부분적으로 산화되거나 덜 산화된), 50% H2SO4 (65 ℃; 1 시간) 및 5% HCl (65 ℃; 1 시간)에 의하여 에칭될 수 있다. 그러므로, IR 반사층(예를 들면 은을 포함하는)은 화학적 공격 및/또는 가혹한 환경(예를 들면 뜨겁거나 및/또는 습한 환경)에서 공격받기 쉬울 수 있다고 볼 수 있다. 그러므로 개선된 배리어 층이 필요하다. 일 실시예에서 코팅이 상기 요소들에 노출될 수 있기 때문에, 이는 특히 라미네이트된 조립체 또는 IG 유닛의 외부 표면상에, 또는 모놀리스적으로 사용될 본원의 코팅된 물품인 점에서 어플리케이션에 있어서 특히 해당될 수 잇다.
그러므로, 코팅이 제공되는 모놀리식 어플리케이션에서, 표면 1(예를 들면, 응결-방지(anti-condensation)을 위해) 및/또는 4(예를 들면, U-값을 향상시키는) 상에 코팅이 제공되는 IG 유닛에서, 및 이러한 코팅들이 환경에 직접적으로 노출될 수 있는 다른 경우에서, 더 좋은 부식 저항성 및 개선된 화학적 및/또는 기계적 내구성을 갖는 이러한 물질을, 예를 들면 Ag-베이스 층의 보호를 위해, 사용하는 것은 바람직할 수 있다.
일 실시예에서 특히 니켈과 함께 사용될 때, 몰리브덴이 균열 부식 및 피팅(pitting) 뿐만 아니라 산에 대한 저항성을 개선시킬 수 있다는 점이 밝혀졌다. 게다가, 특히 크롬과 함께 사용될 때, 몰디브덴은 알칼리성 수용액으로부터의 부식에 대한 개선된 특징들을 제공할 수 있다. 그러므로, 은-베이스 층 주변에 NiCrMo-베이스 합금의 사용은 로우-E 스택에서 개선된 화학적 및/또는 기계적 내구성, 및 개선된 부식 저항성을 제공할 수 있다는 점이 유리하게 밝혀졌다. 증착 및 열처리가 모두 됨에 따라, NiCrMo-베이스 배리어는, Ni 및 Cr으로 이루어지거나 및/또는 필수적으로 이들로 이루어진 배리어 층에 비하여 개선된 성능을 갖는 코팅을 제공할 수 있다.
NiCrMo-베이스 합금(예를 들면 C22, BC1, 및/또는 B3 Hallestoy)은 경우에 따라서 Ni 및 Cr로 필수적으로 이루어지는 층들 보다 적어도 하나의 은-베이스 층을 포함하는 코팅을 더 잘 보호할 수 있다는 점이 유리하게 밝혀졌다. 게다가, NiCrMo-베이스 합금은 다른 실시예에서 명백한 손상으로부터 코팅된 물품을 보호할 수 있다. NiCrMo이 코팅 내의 탑 유전체 층(예를 들면 층(13))과 함께 합금을 형성할 수 있고, 또한 알칼리성 수용액 및 끓는 물에 대하여 이러한 층의 성능을 더 개선시킬 수 있다고 믿어진다. 이는 탑 유전체 층(13)이 규소 베이스인 실시예에 특히 해당할 수 있다. 예를 들면, MoSi를 포함하는 물질은 좋은 열적 및 부식 저항성 때문에 더 높은 온도에서 가열기(heaters)로 사용된다.
표 1 내지 3은 참조로 NiCrMo-베이스 합금(예를 들면, C22, BC1, 및 B3)의 3가지 실시예의 조성을 나타낸다.
표 1: NixCryMoz 의 첫 번째 실시예(예를 들면, C22) - 중량% 에 의한 기본 구성
Figure pct00001
표 2: NixCryMoz 의 두 번째 실시예(예를 들면, B3) - 중량% 에 의한 기본 구성
Figure pct00002
표 3: NixCryMoz 의 세 번째 실시예(예를 들면, BC1) - 중량% 에 의한 기본 구성
Figure pct00003

도 2a는 코팅(35')를 포함한다. 도 2a는 도 1에 기초하며, 다만 도 2a는 NiCrMo 를 포함하는 합금을 포함하기 위하여 층 (7 및 11)을 특히 요구한다. 일 실시예에서, 층 (7 및/또는 11)는 잠정적으로 작은 양으로서, 예를 들면 표 1에서 위에 나타낸 바와 같이, Fe, W, Co, Si, Mn, C, V, Al, 및/또는 Ti를 더 포함할 수 있다.
도 2b는 코팅 (35'')를 도시한다. 도 2b는 도 1 및 2a에 기초하며, 다만 도 2b는 특히 하스텔로이 C22 (Hastelloy C22)를 포함하거나 이로 이루어지기 위하여 층(7 및 11)을 특히 요구하고, 임의적인 오버코트가 지르코늄을 포함하는 것을 명시한다.
도 3a는 다른 실시예를 도시한다. 도 3a 실시예에서, 다른 Ni-베이스 합금은 코팅의 특성을 더 개선시키기 위하여 하나의 코팅(36) 내에 유리하게 사용될 수 있다. 도 3a 내지 c에 관련된 실시예에서, Ni-베이스 합금이 필수적으로 3원계인 것은 아니다. 경우에 따라서, Ni-베이스 합금은 2원계 일 수 있거나, 또는 3 이상의 금속을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 층 (7)은 NiCr(및/또는 이의 산화물 및/또는 질화물)을 포함하거나 이로 이루어질 수 있는 반면, 층 (11)은 NiTi(및/또는 이의 산화물 및/또는 질화물)를 포함하거나 이로 이루어진다. 일 실시예에서, 하나의 층은 층 (7)이 NiCr-베이스이고 층 (11)이 NiTi-베이스로 스택하고(쌓고) (a layer stack wherein layer 7 is NiCr-based and layer 11 is NiTi-based), 시트 저항성은 층 (7 및 11) 모두가 NiCr-베이스인 층 스택의 그것보다 약 25 내지 45 % 더 낮을 수 있고; 더 바람직하게는 약 30 내지 40% 더 낮을 수 있고, 및 가장 바람직하게는 적어도 34% 더 낮을 수 있다.
다른 실시예로서, 층 (7)은 NiCr(및/또는 이의 산화물 및/또는 질화물)을 포함하거나 이로 이루어질 수 있는 반면, 층 (11)은 NixCryMoz (예를 들면, C22)를 포함하거나 이로 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 하나의 층은 층 (7)이 NiCr-베이스이고 층(11)이 NixCryMoz-베이스로 스택하고(a layer stack wherein layer 7 is NiCr-based and layer 11 is NixCryMoz-based), 시트 저항성은 층 (7 및 11) 모두가 NiCr-베이스인 층 스택의 그것보다 약 20 내지 35 % 더 낮을 수 있고; 더 바람직하게는 약 25 내지 30% 더 낮을 수 있고, 및 가장 바람직하게는 적어도 28% 더 낮을 수 있다.
따라서, 일 실시예에서, 층 (7)에 선택된 물질이 층 (11)에 선택된 물질과 다르기만 하면, 층 (7)은 NiCr, NixCryMoz (예를 들면, C22, B3, BC1, etc.), 및 NiTi 중 적어도 어느 하나를 포함하거나 이들로 이루어질 수 있고, 층 (11) 또한 NiCr, NixCryMoz (예를 들면, C22, B3, BC1, etc.), 및 NiTi 중 어느 하나를 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다.
도 3b는 코팅(36')을 지지하는 코팅된 물품 (1)을 나타낸다. 도 3b는 도 3a에 기초하고, 다만 도 3b는 NiCr(및/또는 이의 산화물 및/또는 질화물)을 포함하거나 이로 이루어지는 층(7) 및 NiTi(및/또는 이의 산화물 및/또는 질화물)을 포함하거나 이로 이루어지는 층(11)을 특히 요구한다.
도 3c는 코팅 (36'')를 지지하는 코팅된 물품 (1)을 나타낸다. 도 3c는 도 3a 에 기초하고, 다만, 도 3c는 NiCr(및/또는 이의 산화물 및/또는 질화물)로 이루어지는 층 (7) 및 NixCryMoz (및/또는 이의 산화물 및/또는 질화물)을 포함하거나 이로 이루어지는 층 (11)을 특히 요구한다
위에서 논의된 바와 같이, 도 3a 내지 c에 따라 제조된 코팅은, 예를 들면 오직 NiCr-베이스 배리어 층을 포함하는 코팅과 비교하여, 현저하게 감소된 시트 저항력을 유리하게 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 코팅된 물품의 단면도이다. 실시예 실시에서, 도 4에 도시된 코팅된 물품은 두 개의 IR 반사층과 함께 로우-E 코팅을 갖는 모놀리식 윈도우에 사용될 수 있다. 코팅된 물품은 유리 기판 (1) (예를 들면, 약 1.0 내지 10.0 mm 두께의, 더 바람직하게는 약 1.0 mm 내지 6.0 mm 두께의, 투명한, 녹색의, 브론즈, 또는 청-녹색의 유리 기판), 및 직접적으로 또는 간접적으로 기판 상에 제공된 다중-층 코팅 (45) (또는 층 시스템)을 포함한다. 도 4 실시예는 유리 기판 (1), 유전체 층(들) (3 및/또는 5), Ni-포함 3원계 합금 (7), 은-베이스 층 (9), Ni-표함 3원계 합금 (11), 은-베이스 층 (19), Ni-포함 3원계 합금 (21), 유전체 층(들) (13) 및 임의적인 오버코트 층 (16)을 포함한다. 층들 (7, 11 및/또는 21)은 도 1 실시예에서 층 (7)에 관하여 본원에서 논의된 실시예 물질의 전부 및/또는 일부를 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. 유사하게, 은-베이스 층 (9 및 19)은 본원에서 논의된 바와 같이 은 합금일 수 있다. 유전체 층 (3, 5, 13 및 16)은 임의적이다. 이들 층들은 본원에서 이들 층을 위한 물질로 논의된 일부를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따라서 이들 층의 일부나 전부가 존재하거나 또는 아무것도 존재하지 않을 수 있다.
도 5는 도 4에 기초하고 코팅 (45')를 포함한다. 도 5는 층들 (7, 9, 11 및/또는 19)가 NiCrMo-베이스 합금(예를 들어, C22, BC1, 및/또는 B3)을 포함할 수 있다는 것에 특징이 있다.
도 6에서 나타낸 바와 같은, 또 다른 실시예는 위에서 시사된 본 발명의 다른 측면에 관한 것이다. 이들 실시예에서, 기능적인 층(예를 들면, 은을 포함하는 IR 반사층)의 각 측면 상에 또는 어느 한쪽 측면 상에 두 개의 배리어 층을 제공하는 것은 결과적으로 내구성을 개선시킨다는 것이 밝혀졌다.
더욱 특히, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 코팅된 물품의 단면도이다. 코팅된 물품은 유리 기판 (1) (예를 들면, 약 1.0 내지 10.0 mm 두께의, 더 바람직하게는 약 1.0 mm 내지 6.0 mm 두께의, 투명한, 녹색의, 브론즈, 또는 청-녹색의 유리 기판), 및 직접적으로 또는 간접적으로 기판 상에 제공된 다중-층 코팅 (50) (또는 층 시스템)을 포함한다. 코팅 (50)은 유리 기판 (1)에 의해서 지지되고, 임의적인 유전체 층(들) (3 및/또는 5), 은-베이스 층 (9)를 샌드위칭하는 제1 및 제2 배리어 층들 (8/10) 및 (6/12), 유전체 층(들) (13) 및 임의적인 오버코트 층 (16)을 포함한다.
임의적인 유전체 층(들) (3, 5 및 13)은 질화 규소, 산화 규소, 산화질화 규소, 산화 주석, 산화 티타늄, 및/또는 유전체 물질로 적합한 그 어떠한 것을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. 다른 실시예에 따라서 이들 층의 일부나 전부가 존재하거나 또는 아무것도 존재하지 않을 수 있다. 다른 실시예에서 이러한 층들 각각은 하나 또는 그 이상의 별개의 층들을 포함할 수 있다.
임의적인 오버코트 층 (16)은 일 실시예 내에서 제공될 수 있다. 다른 실시예에서 이는 제외될 수도 있다. 일 실시예들에서, 임의적인 오버코트 층 (16)이 제공될 때, 층 (16)은 지르코늄을 포함하거나 이로 이루어질 수 있다. 지르코늄-베이스 층은 경우에 따라 전체적으로 및/또는 부분적으로 산화될 수 있다. 다른 실시예에서, 층 (16)은, ZrxMoyOz, ZrAlOx, 및/또는 TiZrOx 와 같은, 지르코륨-베이스 합금의 산화물을 포함할 수 있다. 이러한 물질들은 코팅된 물품 및/또는 코팅의 더 좋은 마찰적인 및/또는 마찰학적 특성(tribological and/or frictional properties)에 유리하게 기여할 수 있다.
도 6를 참조하여, 배리어 층 (6 및 12)는 개선된 부식 저항성 및/또는 강화된 화학적 및 기계적 내구성을 위하여 선택되는 물질을 포함할 수 있다. "배리어 1" 층들 (8 및 10) (아래 자세히 논의되는) 및 "배리어 2" 층들 (6 및 12) 사이의 부착은 일 실시예에서 유리하다. 일 실시예에서, 층 (6 및 12)는, 유전체 층 (12)에 뿐만 아니라, 각각 층(8 및 10)에도 잘 달라붙을 수 있다. 게다가 층 (6 및 12)를 위한 물질들은 일 실시예에서 층 (8 및 10)에 사용되는 물질들과 화학적으로 양립 가능할 수 있다.
열처리 가능한(예를 들면, 템퍼러블; temperable) 코팅을 위하여, 층 (6 및 12)에 사용되는 물질들은 온도적으로 안정한 것이 일 실시예에서 바람직할 수 있다. 이러한 물질들이 열처리 다음에 코팅의 성능을 물리적으로 또는 광학적으로 현저하지 않게 떨어뜨린다는 점이 일 실시예에서 또한 바람직할 수 있다.
앞서 말한 관점에서, "배리어 2" 층 (6 및 12)는 Nb, Zr, Ti, Cr, 및/또는 Nb를 포함할 수 있다는 점이 유리하게 밝혀졌다. 예를 들면, 층 (6 및/또는 12)은 NbZr, Zr, TiCr 및/또는 TiNb를 포함할 수 있다. 이러한 물질들은 일 실시예에서 어닐링되고(annealed) 및/또는 열처리 가능한 코팅에 좋은 부식 및 화학적 저항성 특성을 제공한다. 일 실시예에서, TiCr는 코팅이 어닐링 될 때, "배리어 2"로 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 코팅이 열-처리될 때, Zr, NbZr, 및/또는 TiNb가 층 (6 및/또는 12)에 사용될 수 있다.
도 6 실시예를 참조하여, Ni-포함 합금은 은을 포함하는 층(9)에 인접하여 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 은을 포함하는 층에 가장 가까운 배리어 층, "배리어 1" (층 (8 및/또는 10))은 Ni을 포함하거나 이로 이루어질 수 있다. 층 (8 및/또는 10)은 Cr, Mo 및/또는 Ti 하나 또는 그 이상을 더 포함할 수 있다. NiCrMo, NiCr, 및/또는 NiTi는 일 실시예에서 층 (8 및/또는 10)에 사용될 수 있다. 은-베이스 층에 인접하거나 가까운, 층 (8 및/또는 10)을 위해 이러한 물질들을 사용하는 것은 Ag을 포함하는 층과 더 좋은 부착성 및 화학적 호환성을 제공할 수 있다는 것이 유리하게 밝혀졌다. 일 실시예에서 Ti 단독은 강한 부식 저항성을 제공할 수 없으나, Ni와 합금될 때 값 비싸거나 긍정적인, 방향에서 잠재적으로 합금을 바꿀 수 있고, 그리하여 Ag 보호성을 더 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 열처리 가능한 (예를 들면, 열 강화되거나 및/또는 열적으로 템퍼러블한) NiTi는 특히 내구성 및 광학에 관하여 개선된 성능을 제공할 수 있다.
게다가, 층 (8 및 10)을 위해 위에-언급된 물질들은 일 실시예에서 개선된 Ag 분산 또한 제공할 수 있다. Ag에 더 좋은 구조적 특성들을 제공하는 것은 분산과 같은 더 좋은 광학적 특성들을 얻게 할 수 있다. Ag를 포함하는 층 옆에 NiTiOx 를 포함하는 층을 제공하는 것은 일 실시예에서 밀집화 및 초기 Ag 막 융합을 감소시킬 수 있다고 현재 믿어진다.
도 7은 도 6에 기초한다. 도 7에서, 코팅 (50')은 NbZr, Zr, TiCr 및/또는 TiNb를 포함하는 층 (6 및/또는 12), 및 Ni-포함 배리어 층을 포함하는 층 (8 및/또는 10)을 포함한다.
도 8은 또한 도 6에 기초하고, 실시예를 도시한다. 도 8에서 코팅 (50'')은 질화 규소-베이스 유전체 층 (3) (광학적 유전체 층 (5)는 생략된다), NbZr을 포함하는 제1 "배리어 2" 층 (6), C22를 포함하는 제1 "배리어 1" 층 (8), 은-베이스 IR 반사층 (9), C22를 포함하는 제2 "배리어 1" 층 (10), NbZr을 포함하는 제2 "배리어 2" 층 (12) 및 질화 규소를 포함하는 유전체 층 (13)을 포함하고, 또한 경우에 따라서 보호성 오버코트 역할을 할 수 있다. 하지만 다른 실시예에서, 개별적인 보호성 오버코트 층 (16)이 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 층 (16)은 지르코늄-베이스 일 수 있고, 지르코늄의 산화물 및/또는 이들의 합금을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. 이는 또한 Al, Ti 및/또는 Mo를 더 포함할 수 있다.
도 9 또한 도 6 실시예와 유사하지만, 도 9는 이중-은 코팅 (60)로 연결된다. 도 9는 유리 기판 (1), 유전체 층(들) (3 및/또는 5), 제1 "배리어 2" 층 (6), 제1 "배리어 1" 층 (8), Ag를 포함하는 제1 IR 반사층 (9), 제2 "배리어 1" 층 (10), 제2 "배리어 2" 층 (12), 제3 "배리어 1" 층 (18), 은을 포함하는 제2 IR 반사층 (19), 제4 "배리어 1" 층 (20), 제4 "배리어 2" 층 (22), 유전체 층(들) (13), 및 임의적인 오버코트 층 (16)을 포함한다. 도 9에서, "배리어 1" 층(들) (8, 10, 18 및/또는 20)는 "배리어 1" 층 (8 및/또는 10)에 대하여 본원에서 논의된 물질의 일부를 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. 하지만, 배리어 층 (18)은 일 실시예에서 배리어 층 (8 및 10)과 비교하여 다른 물질을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. "배리어 2" 층 (6, 12 및 22)는 "배리어 2" 층 (6 및/또는 12)에 대하여 본원에서 논의된 물질의 일부를 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. 다른 실시예에 따라서 유전체 층 (3, 5 및/또는 13)의 일부나 전부가 존재하거나 또는 아무것도 존재하지 않을 수 있다 유전체 층들 (3, 5 및 13)은 질화 규소, 산화질화 규소, 산화 주석, 산화 티타늄 및/또는 유전체 물질로 적합한 그 어떠한 것을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. 다른 실시예에서, 분리된 보호성 오버코트 층 (16)이 제공될 수 있다. 일 실시예에서 층 (16)은 지르코늄-베이스일 수 있고, 지르코늄의 산화물 및/또는 임의적으로 Al, Ti 및/또는 Mo를 더 포함하는 이들의 합금을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. 다른 유전체 층들은 다른 실시예에서 코팅 내 다른 장소에 제공될 수 있다.
도 10은 코팅 (50''')을 도시하고, 이는 도 6에서 나타낸 코팅 (50)과 유사하다. 하지만, 코팅 (50''')은 유전체 층 (14 및/또는 15)을 더 포함한다. 일 실시예에서, 이러한 유전체 층들은 은-베이스 층 (9) 아래에 "배리어 1" 및 "배리어 2" 사이에 제공 될 수 있고, 또한 은-베이스 층 (9) 위에 "배리어 2" 및 "배리어 1" 사이에 제공될 수 있다. 도 10에 따르는 일 실시예에서, 유전체 층에 의해 샌드위치 되는 "배리어 2" 층 (6 및 12)은 전반적인 코팅의 및/또는 이러한 층들의 화학적 및/또는 기계적 내구성을 더 개선시킬 수 있다. 게다가 코팅 내 유전체 층 (14 및/또는 15)의 함유물은 부식 및/또는 긁힘으로부터 은-베이스 층을 유리하게는 더 보호할 수 있다. 일 실시예에서, 층들 (14 및/또는 15)는 질화 규소, 산화 규소, 산화질화 규소, 산화 티타늄, 산화 주석, 및/또는 유전체 물질로 적합한 그 어떠한 것을 포함할 수 있다. 게다가, 일 실시예에서, 층 (14 및/또는 15)는 밀집될 수 있다.
도 11은 코팅 (60')을 도시하고, 이는 도 9에서 나타낸 코팅 (60)과 유사하다. 하지만, 코팅 (60')은 또한 유전체 층들 (14' 및/또는 15')을 더 포함한다. 이러한 층들은 위에서 언급된 층들 (14 및 15)과 유사하다. 층들 (14' 및 15')은 또한 유리 기판에서 가장 멀고, 유리 기판에 가장 가까운 "배리어 2" 층들을 각각 샌드위치한다. 도 11 실시예에서, 층 (6 및 22)은 유전체 층 (3 및/또는 5) 와 (14'), 및 (15' 와 13)에 의해 각각 샌드위치된다.
도 12 및 13은 본 발명의 실시예에 따른 코팅된 물품의 단면도 이다. 도 12에서, 코팅된 물품은 유리 기판 (1) (예를 들면, 약 1.0 내지 10.0 mm 두께의, 더 바람직하게는 약 1.0 mm 내지 6.0 mm 두께의, 투명한, 녹색의, 브론즈, 또는 청-녹색의 유리 기판) 및 및 직접적으로 또는 간접적으로 기판 상에 제공된 다중-층 코팅 (75) (또는 층 시스템)을 포함한다. 도 12는 다른 실시예에 따라서 탑코트 및/또는 오버코트 역할을 할 수 있는, 유전체 층(들) (13)뿐 만 아니라, 유전체 층(들) (3 및/또는 5), 배리어 층 (7 및/또는 8), 은-베이스 층 (9), 배리어 층 (10'), 배리어 층 (10'') 및 배리어 층 (24)을 포함한다. 유전체 층 (3, 5 및 13)은 질화 규소, 산화 규소, 산화질화 규소, 산화 주석, 산화 티타늄 및/또는 유전체 물질로 적합한 그 어떠한 것을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. 다른 유전체 층들은 다른 실시예에서 코팅 내 다른 장소에 제공될 수 있다. 다른 실시예에서, 분리된 보호성 오버코트 층 (16)이 제공될 수 있다. 일 실시예에서 층 (16)은 지르코늄-베이스일 수 있고, 지르코늄의 산화물 및/또는 임의적으로 Al, Ti 및/또는 Mo를 더 포함하는 이들의 합금을 포함하거나 이들로 이루어 질 수 있다.
도 12에서, 배리어 층 (6, 7 및/또는 8)은, Ni-포함 3원계 합금을 포함하는 도 1내지 2의 층 (7), Ni, Cr, Mo 및/또는 Ti를 포함하거나 이들로 이루어진 "배리어 1" 층(들) (8 및/또는 10), 및/또는 Nb, Zr, Ti, Cr 및/또는 Nb를 포함하거나 이들로 이루어진 "배리어 2" 층(들) (6 및/또는 12)에 대하여 논의된 물질을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. 몇 실시예에서, 층 (6, 7 및 8)중에서 오직 하나가 도 12 실시예에 존재할 것이다. 하지만 다른 실시예에서, 이들 층 이상이 존재할 수 있다.
도 12는 배리어 층 (10'), 배리어 층 (10'') 및 배리어 층 (16)을 더 포함한다. 일 실시예에서, 배리어 층 (10')은 Ag-베이스 층 (9)에 잘 붙기 위하여 Ni-포함 일 수 있다. 특히 일 실시예에서, 층 (10')은 Ni 및/또는 Ti 및/또는 이들의 산화물(예를 들면, NixTiyOz)를 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. 층 (10'')은 일 실시예에서, 전반적인 코팅의 기계적 내구성을 증가시킬 수 있다. 마지막으로, 층 (24)는 일 실시예에서 "배리어 산화물(Barrier Oxide; BOx)일 수 있다. 일 실시예에서, 층 (24)는 Sn, TiCr, TiNb, NbZr, CrZr, TiMo, ZrMo, NbMo, CrMo, WCr, WMo, WZr, WNb, WTi, CoMo, CoCr, CoZr, CoNb, 및/또는 CoTi의 산화물을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 배리어 층 (16)의 제공은 코팅의 내구성을 더 개선시킬 수 있다.
도 13은 도 12에 기초하지만, 이중 IR 반사층 코팅 (85)을 포함한다. 일 실시예에서, 도 13에서 도시된 코팅된 물품은 이중 IR 반사층과 함께 로우-E 코팅을 갖는 모놀리식 윈도우로 사용될 수 있다. 코팅된 물품은 유리 기판 (1) (예를 들면, 약 1.0 내지 10.0 mm 두께의, 더 바람직하게는 약 1.0 mm 내지 6.0 mm 두께의, 투명한, 녹색의, 브론즈, 또는 청-녹색의 유리 기판), 및 직접적으로 또는 간접적으로 기판 상에 제공된 다중-층 코팅 (85) (또는 층 시스템)을 포함한다. 도 13은, 다른 실시예에 따르면 탑코트 및/또는 오버코트 역할을 할 수 있는 유전체 층(들) (13)뿐 만 아니라, 유전체 층(들) (3 및/또는 5), 배리어 층 (6, 7 및/또는 8), 은-베이스 층 (9), 배리어 층 (10, 11 및/또는 12), Ag-베이스 층 (19), 배리어 층 (10'), 배리어 층 (10'') 및 배리어 층 (24)을 포함한다. 다른 실시예에서, 분리된 보호성 오버코트 층 (16)이 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 층 (16)은 지르코늄-베이스일 수 있고, 지르코늄의 산화물 및/또는 임의적으로 Al, Ti 및/또는 Mo를 더 포함하는 이들의 합금일 수 있다. 유전체 층들 (3, 5 및 13)은 질화 규소, 산화 규소, 산화질화 규소, 산화 주석, 산화 티타늄 및/또는 유전체 물질로 적합한 그 어떠한 것을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. 다른 유전체 층들은 다른 실시예에서 코팅 내 다른 장소에 제공될 수 있다.
도 13에서 배리어 층(6, 7 및/또는 8)은, Ni-포함 3원계 합금을 포함하는 도 1 내지 2의 층 (7), Ni, Cr, Mo 및/또는 Ti를 포함하거나 이로 이루어진 "배리어 1" 층(들) (8 및/또는 10), 및/또는 Nb, Zr, Ti, Cr 및/또는 Nb를 포함하거나 이들로 이루어진 "배리어 2" 층(들) (6 및/또는 12)에 대하여 논의된 물질을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. 몇 실시예에서, 층 (6, 7 및 8)중에서 오직 하나가 도 13 실시예에 존재할 것이다. 하지만 다른 실시예에서, 이들 층 이상이 존재할 수 있다.
도 13에서, 배리어 층들 (10', 10'' 및 24)는 도 12 실시예에서 층들 (10', 10'' 및 24)에 대하여 본원에서 논의된 물질들을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다.
다른 실시예에서, 은-베이스 층 위의 배리어 층 물질은 은-베이스 층 아래에 제공된 배리어 층 물질과 다를 수 있다. 본원에서 언급된 배리어 층의 모든 가능한 조합은 본원에 기술되고, 도면으로 나타낸 층 스택의 그 어떠한 것으로 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 모든 2원계, 4원계, 5원계 등등 본원에 기술된 합금은 단일 금속성 및/또는 세라믹 표적으로부터 스퍼터 될 수 있거나, 또는 다른 실시예에서 둘 또는 그 이상의 다른 표적들(금속성 및/또는 세라믹)로부터 코-스퍼터 될 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 코팅된 물품의 단면도이다. 일 실시예에서, 도 14에 도시된 코팅된 물품은 단일의 기능적인 층을 갖는 모놀리식 윈도우로 사용될 수 있다. 코팅된 물품은 유리 기판 (1) (예를 들면, 약 1.0 내지 10.0 mm 두께의, 더 바람직하게는 약 1.0 mm 내지 6.0 mm 두께의, 투명한, 녹색의, 브론즈, 또는 청-녹색의 유리 기판), 및 직접적으로 또는 간접적으로 기판 상에 제공된 다중-층 코팅 (100) (또는 층 시스템)을 포함한다. 도 14는 유리 기판 (1), 임의적인 유전체 층 (3 및/또는 5), NiCrMo-베이스 합금 (예를 들면, C22, BC1 또는 B3)을 포함하는 기능적인 층 (9'), 임의적인 유전체 층 (13) 및 임의적인 오버코트 층 (16)을 포함한다. 다른 층들은 이러한 코팅 내 포함될 수 있다. 층 (13)은 산화질화, 질화 및/또는 산화 규소 및/또는 티타늄, 주석 및/또는 이와 유사한 것들의 산화물을 포함하거나 이로 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 층 (16)은 지르코늄-베이스일 수 있고, 지르코늄의 산화물 및/또는 임의적으로 Al, Ti 및/또는 Mo를 더 포함하는 이들의 합금을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다.
도 15는 도 14 실시예에 기초한 실시예를 도시한다. 도 15는 코팅 (100')를 포함한다. 도 15에서, 유전체 층 (3)은 질화 규소를 포함하고, 유전체 층 (5)는 배제된다. 본원에 기술된 그 어떠한 유전체 층(들)은 다른 실시예에 따라 배제될 수 있다는 점을 명시한다. 게다가, 다른 실시예에 따라서 이러한 층들은 쪼개질 수 있거나, 또는 추가적인 층들이 끼워 넣어질 수 있다. 층 (9')은 코팅의 기능적인 층이고, 층 (9')은 도 15 실시예에서 C22를 포함한다. 위에서 나타낸 바와 같이 하나 이상의 별개의 층을 포함 할 수 있는 유전체 층 (13)은 질화 규소를 포함하고, 층 (13')은 산화 지르코늄을 포함한다. ZrOx 포함하는 층들은 본 발명의 다른 실시예에서 보호성 오버코트 층으로 제공될 수 있으며, 위에 기술되고 도시된 것들을 포함한다. 하지만, 일 실시예에서, SixNy 를 포함하는 층이, 예를 들면 위에서 암시된 바와 같이, 오버코트 층으로 제공될 수 있다.
도 16은 도 14 실시예에 기초한 다른 실시예를 도시한다. 도 16은 도 15와 유사하지만 도 16은 배리어 층 (6')을 더 포함한다. 배리어 층 (6')은 "배리어 2" 층에 대하여 도 6 내지 9 실시예에서 논의된 물질을 포함할 수 있다. 그러므로, 층 (6')은 기능적인 층 (9')에 배리어 층으로 역할을 할 수 있고, 도 16에서 나타낸 바와 같이, NbZr을 포함하거나 이로 이루어질 수 있다. 다른 실시예에서, 층 (6')은 Nb, Zr, Ti 및/또는 Cr 중 하나 또는 그 이상을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다.
본원에서 논의된 배리어 층들은 다른 실시예에 따라서 산화되거나 및/또는 질화 될 수 있다. 이러한 층들은 다른 실시예에 따라서, 산소나 및/또는 질소의 존재하에서 증착 될 수 있고, 및/또는 열처리나 및/또는 이어지는 층들의 증착과 같은 추가적인 공정 단계 동안에 질화되거나 산화될 수 있다.
게다가, 본원에서 논의된 Ni-베이스 3원계 합금은 4원계 합금이거나 또는 다른 실시예에 따라서 4 이상의 물질들도 가질 수 있다. 즉, 일 실시예들이 "3원계 합금"으로 서술된다 할지라도, 그러한 합금들이 3 또는 그 이상의 물질들을 포함할 수 있다고 여겨질 것이다.
다른 실시예들에서, NiCr을 포함하거나 NiCr의 층, 및/또는 상기 층을 스퍼터하는데 사용된 표적은 NiCr을 20대 80, 40대60, 60대 40, 또는 80대20 (중량비)의 비율로 포함할 것이다. NiMo를 포함하거나 NiMo의 층, 및/또는 상기 층을 스퍼터 하는데 사용된 표적은 NiMo을 20대 80, 40대60, 60대 40, 또는 80대20 (중량비)의 비율로 포함할 것이다. NbCr를 포함하거나 NbCr의 층, 및/또는 상기 층을 스퍼터 하는데 사용된 표적은 NbCr을 20대 80, 40대60, 60대 40, 또는 80대20 (중량비)의 비율로 포함할 것이다. NbZr를 포함하거나 NbZr의 층, 및/또는 상기 층을 스퍼터 하는데 사용된 표적은 NbZr을 20대 80, 40대60, 60대 40, 또는 80대20 (중량비)의 비율로 포함할 것이다. 본원에 기술된 바와 같은 배리어 층은 헤인즈 214를 포함하거나 이들로 이루어질 수도 있다.
일 실시예에서, 도 1 내지 16에서 도시된 코팅된 물품은 표면 1 및/또는 2 상에 로우-E 코팅과 함께 모놀리식 윈도우로 사용될 수 있고, 로우-E 코팅은 오직 단일의 IR 반사층을 포함한다. 그러나, 다른 실시예에서 도 1의 코팅된 물품은 다른 층들을 포함할 수 있다. 게다가 본원에 기술된 실시예에 따라 제조된 코팅된 물품은, 다른 실시예들 및 어플리케이션에 따르면, 표면 1, 2, 3 및/또는 4 상에 코팅과 함께 절연 유리 유닛(IGU)으로; 표면 4 상에 노출되거나 표면 2 및/또는 3상의 중간층에 대하여 또는 위에 배치되거나 또는 안에 내장되는 코팅을 갖는 라미네이트된 모놀리식 아류로; 표면 4 상에 노출되거나, 표면 2 및/또는 3 상의 중간층에 내장된 코팅을 갖는 라미네이트 아웃보드와 함께, 라미네이트된 IGU으로; 표면 4 및/또는 5 상에 내장되거나, 표면 3 및/또는 6 상에 노출된 코팅을 갖는 라미네이트된 인보드와 함께, 라미네이트된 IGU로; 사용될 수 있다(Furthermore, a coated article made according to example embodiments described herein may be used in an insulated glass unit (IGU), with the coating(s) on surface 1, 2, 3, and/or 4; in a laminated monolithic lite with the coating embedded in or disposed on or against the interlayer on surfaces 2 and/or 3, or exposed on surface 4; in a laminated IGU, with a laminate outboard with the coating embedded against the interlayer on surfaces 2 and/or 3, or exposed on surface 4; in a laminated IGU, with a laminated inboard with the coated exposed on surfaces 3 and/or 6, or embedded on surfaces 4 and/or 5, according to different example embodiments and applications.) 즉, 이러한 코팅은 모놀리스적으로, 또는 둘 또는 그 이상의 기판들을 포함하는 IG 유닛 내에서, 또는 하나의 유리 유닛에서 몇 번이고 사용될 수 있으며, 다른 실시예에서는 유닛의 어떠한 표면 상에도 제공될 수 있다. 하지만, 다른 실시예에서는 본원에 기술된 바와 같은 코팅된 물품이 얼마든지 IR 반사층들과 함께 사용될 수 있고, 아마도 라미네이트되거나 및/또는 절연된 유리 유닛을 창출하기 위하여 얼마든지 다른 유리 기판들과 결합되어 사용될 수 있다. 코팅은 또한 다른 실시예들에 따라서, IGU, VIG 자동차 유리 및 다른 어떠한 어플리케이션들과 연관되어 사용될 수 있다.
게다가, 본원에 기술된 바와 같은 도 1 내지 16 내의 코팅은, 외부 대기에 직접적으로 노출되는 코팅 내에 어플리케이션을 위하여 표면 1상에 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 이는 응결-방지 코팅을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 이는 채광창, 차량 유리 및/또는 바람막이유리, IG 유닛, VIG 유닛, 냉장고 및/또는 냉동고 문, 및/또는 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 본원에 기술된 바와 같은 도 1 내지 16 내의 코팅은 또한, 윈도우의 U-값을 개선시키기 위하여, 이중 IG 유닛의 표면 4 또는 삼중 IG 유닛의 표면 6에 적용될 수 있다. 이러한 코팅들은 또한 바람막이 덧문과 같은 어플리케이션에서 모놀리스적으로 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 본원에 기술된 바와 같은 코팅은 뛰어난 내구성 및 안정성, 낮은 헤이즈, 및 부드러움, 청소하기 쉬운 특성들을, 일 실시예 내에서 유리하게 증명하였다.
특히 모놀리식 코팅 어플리케이션을 위한, 본원에 기술된 코팅의 다른 실시예는 응결-방지 코팅을 포함한다. 본원에 기술된 코팅은 표면 1 응결-방지 어플리케이션을 위해 사용될 수 있다. 이는 토 코팅 (toe coating)을 외부 환경에서 존속 가능하게 한다. 일 실시예에서, 유리 표면이 내부로부터 열을 유지하기에 더 쉽도록 낮은 반구형 복사능(a low hemispherical emissivity)을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 코팅은 그 위에 응결의 발생을 유리하게 감소시킬 수 있다.
본원에 기술된 코팅의 또 다른 실시예 어플리케이션은, 빌딩의 외부에 노출된, IG 유닛 (예를 들면, 태양으로부터 가장 먼 표면)의 표면 4로 본원에서 공개된 물질들 또는 코팅의 실시예의 사용을 포함한다. 이러한 경우에, 상기 코팅은 대기에 노출될 것이다. 경우에 따라서, 이는 스택 내 Ag 층을 손상시킬 수 있다. 하지만, 본원에 기술된 코팅을 사용하여, 개선된 배리어 물질들 및/또는 Ag 합금을 포함하는 코팅은 개선된 부식 저항성, 및 더 좋은 기계적 및/또는 화학적 내구성을 가질 수 있다.
비록 일 실시예들에서 로우-E 코팅에 관한 것으로서 기술되었지만, 본원에 기술된 다양한 배리어 층들은 코팅의 다른 타입으로 연관되어 사용될 수 있다.
본원에 기술된 바와 같은 코팅된 물품 (예를 들면 도 1 내지 14를 참고)은 일 실시예에서, 열-처리될 수 있거나 또는 열-처리 되지 않을 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같은 "열 처리" 용어 및 "열 처리하는 것"은, 유리 포함 물품의 열 강화(heat strengthening) 및/또는 열적 템퍼링(thermal tempering)을 얻기에 충분한 온도로 물품을 가열하는 것을 의미한다. 이러한 정의는, 예를 들면, 오븐이나 아궁이에서 코팅된 물품을 적어도 약 550 ℃, 더 바람직하게는 적어도 약 580 ℃, 더 바람직하게는 적어도 약 600 ℃, 더 바람직하게는 적어도 620 ℃, 및 가장 바람직하게는 적어도 약 650 ℃의 온도로 템퍼링 및/또는 열 강화가 되는 충분한 시간동안 가열하는 것을 포함한다. 이는 일 실시예에서 적어도 약 2분 또는 약 10분까지 동안일 수 있다.
위에서 나타낸 바와 같이, 일 실시예들은 유리 기판에 의해 지지되는 로우-E 코팅을 포함할 수 있다. 이러한 코팅된 물품은 다른 기판 또는 또 다른 유리에 라미네이트되거나 모놀리스적으로 사용될 수 있다. 코팅된 물품은 또한 절연 유리 (IG)유닛으로 만들어 질 수 있다. IG 유닛은 일반적으로 제1 및 제2 상당히 평행으로 간격이 떨어진 유리 기판들을 포함한다. 씰(seal)이 기판들 주변을 둘러서 제공되고 기판들 사이에 간격(Ar, Xe, Kr 및/또는 이와 유사한, 불활성 기체(inert gas)로 적어도 부분적으로 채워질 수 있는)이 유지된다.
위에서 시사된 바와 같이, 본원에 기술된 실시예 물질들은 응결방지 어플리케이션 및/또는 로우-E 와 연관되어 사용될 수 있다. 예시 로우-E 및/또는 응결방지 코팅은, 예를 들면 미국 출원 번호 12/926,714; 12/923,082; 12/662,894; 12/659,196; 12/385,234; 12/385,802; 12/461,792; 12/591,611; 및 12/654,594 에 기술되어 있으며, 이들 전체 내용은 본원에 참조로서 포함된다. 따라서, 예를 들어, 본원에 기술된 배리어 층 물질의 하나 또는 그 이상은, 일 실시예에서, Ni 및/또는 Cr을 포함하는 층의 하나 또는 그 이상을 보완하거나 대체할 수 있다. 일 실시예에서, 본원에 개시된 물질의 하나 또는 그 이상은 기능적인 IR 반사층(전형적으로 은-베이스) 또는 층들을 보완하거나 또는 대체할 수 있다.
본원에 기술된 층들의 전부 또는 일부는, 예를 들면 CVD, 연소 증착, 등등과 같은 어떠한 다른 적합한 기술 또는 스퍼터 증착을 통하여 배치될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "상에" "의해 지지되는" 및 이와 같은 용어는 명시적으로 언급되지 않는 한, 두 구성요소들이 직접적으로 서로 인접하는 것을 의미하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 즉, 비록 하나 또는 그 이상의 층들이 그 사이에 있다하더라도, 제1 층이 제2 층에 "의해 지지되거나" 또는 "상에" 있다고 언급될 수 있다.
본 발명은 가장 실질적이고 바람직한 실시예라고 현재 여겨지는 것과 연관하여 기술되었으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고, 오히려 첨부된 청구항의 범위와 사상에 포함되는 동등한 방식 및 다양한 변경을 커버하도록 의도된다는 점이 이해될 것이다.

Claims (25)

  1. 유리 기판에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅된 물품을 제조하는 방법으로서,
    상기 기판 상에 제1 유전체 층을 배치하는 단계;
    상기 유전체 층 위로 Nb, Ti, Cr 및 Zr 중 어느 하나 또는 그 이상을 포함하는 제1 서브-배리어 층을 배치하는 단계;
    상기 제1 서브-배리어 층 위로 Ni-포함 합금을 포함하는 제1 배리어 층을 배치하는 단계;
    상기 Ni-포함 합금을 포함하는 제1 배리어 층 위로 이에 접촉하는, 은을 포함하는 IR 반사층을 배치하는 단계;
    상기 IR 반사층 위로 이에 접촉하는, Ni-포함 합금을 포함하는 제2 배리어 층을 배치하는 단계; 및
    상기 Ni-포함 배리어 층 위로 Nb, Ti, Cr 및 Zr 중 어느 하나 또는 그 이상을 포함하는 제2 서브-배리어 층을 배치하는 단계;를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코팅은 로우-E 코팅으로 사용되는 것인, 방법.
  3. 절연 유리(IG) 유닛을 제조하는 방법으로서,
    제1항 또는 제2항의 코팅된 물품을 제공하는 단계; 및
    제2 기판을 제공하는 단계;
    절연 유리 유닛을 제조함에 있어서 상기 코팅된 물품 상의 상기 코팅이 상기 IG 유닛의 표면 1 또는 표면 4 상에 위치되도록 상기 코팅된 물품을 상기 제2 기판에 관련하여 위치시키는 단계;를 포함하는, 방법(A method of making an insulated glass (IG) unit, the method comprising: providing the coated article of any of the preceding claims; and providing a second substrate; positioning the coated article relative to the second substrate so that the coating on the coated article is located on surface 1 or on surface 4 of the IG unit in making the IG unit.)
  4. 절연 유리(IG) 유닛을 제조하는 방법으로서,
    제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 제1 및 제2 코팅된 물품을 제공하는 단계; 및
    절연 유리 유닛을 제조함에 있어서 상기 제1 및/또는 제2 코팅된 물품 상의 상기 제1 및/또는 제2 코팅이 상기 IG 유닛의 외부 표면상에 있도록 서로에 관련하여 상기 제1 및 제2 코팅된 물품을 위치시키는 단계;를 포함하는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항에 중 어느 한 항에 있어서,
    Ni-포함 합금을 포함하는 상기 제1 및 제2 배리어 층 중 적어도 하나는 NiTi 또는 이들의 산화물을 포함하는 것인, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    Ni-포함 합금을 포함하는 상기 제1 및 제2 배리어 층 중 적어도 하나는 NiCr 또는 이들의 산화물을 포함하는 것인, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    Ni-포함 합금을 포함하는 상기 제1 및 제2 배리어 층 중 적어도 하나는 NiCrMo 또는 이들의 산화물을 포함하는 것인, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 배리어 층 중 적어도 하나는 Ni 54 내지 58 중량%, Cr 20 내지 22.5 중량% 및 Mo 12.5 내지 14.5 중량%를 포함하는 것인, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 서브-배리어 층은 NbZr을 포함하는 것인, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 배리어 층은 Ni 54 내지 58 중량%, Cr 20 내지 22.5 중량% 및 Mo 12.5 내지 14.5 중량%를 포함하고, 상기 제1 및 제2 서브-배리어 층은 NbZr을 포함하는 것인, 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 서브-배리어 층은 유전체 층에 의해 각각 샌드위치 된 것인, 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 서브-배리어 층 및 상기 제1 배리어 층 사이에 제2 유전체 층을 배치하는 단계; 를 더 포함하는 것인, 방법.

  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 배리어 층 및 상기 제2 서브-배리어 층 사이에 제3 유전체 층을 배치하는 단계; 를 더 포함하는 것인, 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 배리어 층은 상기 제1 서브-배리어 층 위로 이에 직접적으로 접촉하여 제공되는 것인, 방법.

  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 서브-배리어 층은 제2 배리어 층 위로 이에 직접적으로 접촉하여 제공되는 것인, 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 배리어 층은 상기 제1 서브-배리어 층 위로 이에 직접적으로 접촉하여 제공되며, 및
    상기 제2 서브-배리어 층은 상기 제2 배리어 층 위로 이에 직접적으로 접촉하여 제공되는 것인, 방법.
  17. 유리 기판에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅된 물품을 제조하는 방법으로서,
    상기 기판 상에 유전체 층을 배치하는 단계;
    상기 유전체 층 위로 Nb, Ti, Cr 및 Zr 중 어느 하나 또는 그 이상을 포함하는 제1 서브-배리어 층을 배치하는 단계;
    상기 제1 서브-배리어 층 위로 Ni, Cr, Ti, 및/또는 Mo을 포함하는 제1 배리어 층을 배치하는 단계;
    상기 Ni, Cr, Ti, 및/또는 Mo을 포함하는 제1 배리어 층 위로 이에 접촉하여, 은을 포함하는 IR 반사층을 배치하는 단계;
    상기 IR 반사층 위로 이에 접촉하여, Ni, Cr, Ti 및/또는 Mo을 포함하는 제2 배리어 층을 배치하는 단계; 및
    상기 Ni, Cr, Ti 및/또는 Mo을 포함하는 층 위로, Nb, Ti, CR 및 Zr 중 어느 하나 또는 그 이상을 포함하는 제2 서브-배리어 층을 배치하는 단계;를 포함하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 코팅은 오직 하나의 IR 반사층을 포함하고, 상기 코팅된 물품은 모놀리스적으로 사용되는 것인, 방법.
  19. 절연 유리(IG) 유닛을 제조하는 방법으로서,
    제1항 내지 제18항 중 어느 한 항의 코팅된 물품을 제공하는 단계; 및
    제2 기판을 제공하는 단계;
    절연 유리 유닛을 제조함에 있어서 상기 코팅된 물품 상의 상기 코팅이 상기 IG 유닛의 표면 1 또는 표면 4 상에 위치되도록 상기 코팅된 물품을 상기 제2 기판에 관련하여 위치시키는 단계;를 포함하는, 방법(A method of making an insulated glass (IG) unit, the method comprising: providing the coated article of any of the preceding claims; and providing a second substrate; positioning the coated article relative to the second substrate so that the coating on the coated article is located on surface 1 or on surface 4 of the IG unit in making the IG unit.)
  20. 절연 유리(IG) 유닛을 제조하는 방법으로서,
    제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 제1 및 제2 코팅된 물품을 제공하는 단계; 및
    절연 유리 유닛을 제조함에 있어서 상기 제1 및/또는 제2 코팅된 물품 상의 상기 제1 및/또는 제2 코팅이 상기 IG 유닛의 외부 표면 상에 있도록 서로에 관련하여 상기 제1 및 제2 코팅된 물품을 위치시키는 단계;를 포함하는, 방법.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 은을 포함하는 제2 IR 반사층을 포함하는 것인, 방법.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은,
    상기 제2 IR 반사층 위로 이에 접촉하는, Ni, Cr, Ti 및/또는 Mo를 포함하는 제3 배리어 층, 및
    상기 제3 배리어 층 위로 이에 접촉하는, Nb, Ti, Cr 및 Zr 중 어느 하나 또는 그 이상을 포함하는 제3-서브 배리어 층
    을 더 포함하는, 방법.
  23. 코팅된 물품을 제조하는 방법으로서,
    유리 기판 상에 유전체 층을 배치하는 단계;
    상기 유전체 층 위로 제1 배리어 층을 배치하는 단계;
    상기 제1 배리어 층 위로 이에 접촉하여, 은을 포함하는 IR 반사층을 배치하는 단계;
    상기 IR 반사층 위로 이에 접촉하여, NiTi 또는 이의 산화물을 포함하는 제2 배리어 층을 배치하는 단계;
    상기 제2 배리어 층 위로 이에 접촉하여, NiCr 또는 이의 산화물을 포함하는 제3 배리어 층을 배치하는 단계; 및
    상기 제3 배리어 층 위로 이에 접촉하여, Sn, Ti, Cr, Nb, Zr, Mo, W, 및/또는 Co 의 산화물을 포함하는 제4 배리어 층을 배치하는 단계;를 포함하는, 방법.
  24. 로우-E 코팅을 포함하는 코팅된 물품으로서, 상기 코팅은,
    유리 기판;
    유전체 층;
    상기 유전체 층 위로 Nb, Ti, Cr 및 Zr 중 어느 하나 또는 그 이상을 포함하는 제1 서브-배리어 층;
    상기 제1 서브-배리어 층 위로 Ni, Cr, Ti, 및/또는 Mo을 포함하는 제1 배리어 층;
    상기 Ni, Cr, Ti, 및/또는 Mo을 포함하는 제1 배리어 층 위로 이에 접촉하는, 은을 포함하는 IR 반사층;
    상기 IR 반사층 위로 이에 접촉하는, Ni, Cr, Ti 및/또는 Mo을 포함하는 제2 배리어 층; 및
    상기 Ni, Cr, Ti 및/또는 Mo을 포함하는 층 위로, Nb, Ti, CR 및 Zr 중 어느 하나 또는 그 이상을 포함하는 제2 서브-배리어 층;를 포함하는 것인, 코팅된 물품.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물품은 오직 하나의 IR 반사층을 포함하고 및/또는 모놀리스적으로 사용되는 것인, 코팅된 물품.
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