KR20160138060A - 태양광 차단을 위한 박층 스택이 제공된 글레이징 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리 표면에서부터 시작하는 일련의 다음 층: 유전 물질로 이루어진 하층, 또는 하층의 세트; 규소를 또한 포함하는 티타늄 산화물을 기재로 하는 층으로서, 상기 층에서의 전체 Si/Ti 원자비가 0.01 내지 0.25이고, 여기서 Si 및 Ti가 산소 이외의 원자의 적어도 90%를 나타내고, 두께가 20 내지 70 nm인 층; 유전 물질로 이루어진 상층, 또는 상층의 세트로 이루어진, 태양 방사선에 작용하는 박층들의 스택이 제공된 기판, 특히 유리 기판을 포함하는 태양광 차단 및/또는 열 절연 글레이징에 관한 것이다.

Description

태양광 차단을 위한 박층 스택이 제공된 글레이징 {GLAZING PROVIDED WITH A THIN-LAYER STACK FOR SOLAR PROTECTION}

본 발명은 태양 방사선에 작용하는, 보다 특히, 태양광 차단용으로 의도된 박층들의 스택을 포함하는 글레이징에 관한 것이다.

본 발명에 따른 글레이징은 보다 특히 건물에 설치하기에 적당하지만 그에 제한되지 않고, 특히, 그것은 또한 자동차 산업에서 옆 창문, 썬루프 또는 그 밖에, 뒷 창문으로 이용될 수 있다.

공지된 방식으로, 스택을 구성하는 박층의 화학적 성질, 두께 및 일련을 선택함으로써, 일반건물 또는 탑승칸에 들어가거나 또는 그것을 떠나는 태양 방사선으로부터의 에너지 양에 상당히 작용하는 것이 가능하다. 특히, 그러한 글레이징은 여름철에 상기 일반건물 또는 탑승칸 내부의 과다한 가열을 방지하는 것을 가능하게 하고, 이러해서 그의 공조에 요구되는 에너지 소비를 제한하는 데 기여한다.

또한, 본 발명은 파사드 외장 패널의 일부이도록 하기 위해 불투명화될 때 스판드렐 패널로 이용되는 그러한 글레이징에 관한 것이고, 그것은 가시 글레이징(vision glazing)과 조합해서 건물에 전체적으로 글레이징이 설치된 균일한 외부 표면을 제공하는 것을 가능하게 한다.

이 층화된 글레이징 (및 스판드렐 패널)은 일정한 제약을 받는다: 글레이징에 관해서, 첫째, 이용되는 층들은 태양 방사선을 충분히 걸러내야 하고, 즉, 층들은 열 절연을 허용해야 하지만, 그와 동시에 광 투과 T_L로 측정되는 바와 같이, 광의 적어도 일부가 통과하는 것을 허용해야 한다. 추가로, 이 열 성능은 글레이징의 광학적 및 미적 외관을 보존해야 하고: 이러해서, 기판의 광 투과 수준을 조정할 수 있고, 그와 동시에 여전히 색이 미적이고 바람직하게는 가장 특히 외부 반사에서 실질적으로 중성이라고 판단되는 것이 바람직하다. 또한, 이것은 반사에서의 외관에 관해서 스판드렐 패널에도 적용된다.

또 다른 필수적인 측면에 따르면, 또한, 이 층들은 충분히 내구적이어야 하고, 설치될 때 글레이징에서 이 층들이 글레이징의 바깥쪽 면 (예를 들어 이중 글레이징의 중간 기체-충전 공동 쪽으로 향해 있는 "안쪽" 면과 정반대임) 중 하나에 있는 경우에 더욱 더 그렇다.

요즈음 강력하게 발생하는 또 다른 제약이 있다: 글레이징이 유리 기판으로 적어도 부분적으로 이루어질 때, 유리 기판이 그것에 굴곡된 형상을 주는 것이 요망되는 경우(상점 윈도우)에는 굽힘 유형 또는 그 밖에, 그것이 더 내성을 가지고 따라서 충격이 일어날 경우 덜 위험한 것이 요망되는 경우에는 템퍼링 또는 어닐링 유형의 하나 이상의 열 처리를 받는 일이 매우 자주 있다.

유리의 열 처리 후에 층을 침착시키는 것은 복잡하고 많은 비용이 들지만, 또한, 상기 열 처리를 수행하기 전에 유리 상에 층을 침착시키는 것은 상기 스택의 특성, 특히 광학적 및 에너지 특성의 실질적 변경을 야기할 수 있다는 것도 알려져 있다.

이러해서, 글레이징 전체의 광학적/열적 특성을 너무 상당히 변경함이 없이 및 템퍼링 전에 관찰되는 글레이징의 일반 외관의 열화 없이 열 처리를 견뎌낼 수 있는 박층 스택을 얻는 것이 추구되고, 이것은 본 발명의 대상이다. 특히, 그러한 경우에는, "굽힘가능한" 또는 "템퍼링가능한" 층이 언급될 것이다.

건물용 태양광 차단 글레이징의 예는 특허 EP-0 511 901 및 EP-0 678 483에서 주어지고: 이것은 금속 산화물, 예컨대 SnO₂, TiO₂ 또는 Ta₂O₅의 2개의 유전 층 사이에 놓이는, 임의로 질화된 니켈-크로뮴 합금으로 제조된, 스테인레스강으로 제조된 또는 탄탈로 제조된 태양 방사선을 걸러내기 위한 기능성 층이다. 이 글레이징은 좋은 태양광 차단 글레이징이고, 만족스러운 기계적 및 화학적 내구성을 갖지만, 이 글레이징은 기능성 층을 둘러싸는 산화물 층이 굽힘 또는 템퍼링 작업 동안에 기능성 층의 산화를 방지할 수 없기 때문에 진정으로 "굽힘가능"하거나 또는 "템퍼링가능"하지 않고, 상기 산화에는 글레이징 전체의 광 투과 및 일반 외관의 변경이 동반된다.

최근, 저방사율 글레이징 분야에서 층을 굽힘가능/템퍼링가능하게 하기 위해 많은 연구를 수행하였고, 대신, 이 연구들은 태양광 차단 글레이징과 반대로 높은 광 투과를 목표로 한다. 특허 EP-0 718 250에 서술된 바와 같이, 기능성 은 층 상단에 규소 질화물을 기재로 하는 유전 층을 이용하는 것이 이미 제안되었고, 이 물질은 고온 산화에 대해 상대적으로 불활성이고 그 아래의 은 층을 보존할 수 있는 것으로 입증된다.

은이 아닌 다른 기능성 층에 의지하는, 태양 방사선에 작용하고 굽힘가능/템퍼링가능할 것으로 추정되는 다른 층 스택이 서술되었다: 특허 EP-0 536 607은 금속 또는 규소 유도체의 차단 층과 함께 TiN 또는 CrN 유형의 금속 질화물의 기능성 층을 이용하고, 특허 EP-0 747 329는 규소 질화물 층과 조합된 NiCr 유형의 니켈 합금의 기능성 층을 서술한다.

게다가, 규소 질화물 하층 상에 침착된 태양 방사선에 주로 작용하는 층으로서 이산화티타늄 (TiO₂) 또는 이산화지르코늄 (ZrO₂)을 이용하는 스택 구조가 특허 출원 WO 2007/028913으로부터 알려져 있다.

이러해서, 그러한 생성물은 태양 방사선으로부터 열을 반사하는 그의 특성에 관해서 상대적으로 효과적이고, 자기 증진 스퍼터링 (마그네트론 스퍼터링) 기술을 이용하여 침착시키기에 상대적으로 간단하고 경제적인 것으로 나타났다.

출원 WO 2007/028913에 서술된 바와 같이, 그러한 기술을 이용해서 앞에 서술된 유형의 스택을 침착시키는 것은 두께가 나노미터 내에서 조절될 수 있는 층의 스택을 침착시키는 것을 가능하게 하고, 그렇게 해서 글레이징의 요망되는 측색적 특성, 특히 그의 측색적 중성도를 조정하는 것을 가능하게 한다. 또한, 이렇게 하여 침착된 스택은 특히, 가장 흔한 템퍼링 또는 굽힘 공정의 특성인 대략 600 - 630℃의 열 처리 조건 하에서, 그의 기계적 온도 저항 특성의 관점에서 만족스럽다.

이러해서, 그러한 열 처리로 처리된 출원 WO 2007/028913에 따른 글레이징은 에너지 성능 수준 면에서든 또는 측색적 특성 면에서든 그의 특성의 눈에 띄는 변경을 전혀 나타내지 않는다. 추가로, 그러한 열 처리가 스택 내에 임의의 광학적 결함, 예컨대 미세균열 또는 핀홀의 출현을 야기하지 않음을 나타낸다.

그러나, 본 출원인에 의해 수행된 실험은 더 높은 온도에서는, 즉, 템퍼링, 굽힘 또는 어닐링 열 처리가 650℃ 초과에서 수행될 때는, 비록 스택이 미세균열 또는 다른 결함을 전혀 나타내지 않더라도, 헤이즈 현상이 나타나고, 글레이징 내에서 관찰할 수 있는 어떠한 특별한 구조적 변경도 그러한 현상을 설명할 수 없음을 입증하였다.

본 발명의 목적상, 백분율로 측정되는 "헤이즈"라는 용어는 광의 산란에 의한 손실, 즉, 통상적으로, 일반적으로 백분율로 표현되는, 글레이징을 통해 직접 투과되는 광 (T_L)에 대한 광의 산란된 부분 (확산 분율 또는 T_d)의 비를 의미하는 것을 의도한다. 이러해서, 확산 투과는 유리 기판의 표면에 침착된 층들에 의해 산란되는 광 분율을 측정한다. 헤이즈는 통상적으로 분광광도계를 이용해서 분광학 기술에 의해 측정될 수 있고, 전체 가시 범위 (380 - 780 nm)에서의 적분이 법선 투과 T_L 및 확산 투과 T_d를 결정하는 것을 가능하게 한다.

마찬가지로, 그러한 글레이징은 적어도 부분적으로 또는 가장 흔하게는 완전히 불투명화될 때 스판드렐 글레이징으로서 건설 분야에서 이용되는 것이 가능하다.

예를 들어, 관련 분야에서는 스판드렐이라고 더 자주 불리는 스판드렐 글레이징은 건설 요소, 예컨대 전기 배선, 배관, 공조 또는 더 일반적으로, 건물의 모든 구조 요소를 은폐하는 것을 가능하게 한다.

특히, 매우 큰 글레이징 설치 영역을 포함하는 건물에서는, 스판드렐 글레이징의 이용이 건물의 거의 전체 표면적을 덮을 수 있는 그 큰 글레이징 설치 영역의 미감 및 건축학적 통일성을 준수하는 데 유리하다.

더 구체적으로, 그러한 건물의 경우, 상당한 크기의 글레이징 설치 표면적이면, 이용되는 글레이징은 그의 전체 표면적에 여름철에는 공조 비용을 제한하는 것을 가능하게 하는 태양광 차단 특성 및 바람직하게는 겨울철에는 건물에 의해 발산되는 에너지 손실을 감소시키는 것을 가능하게 하는 열 절연 성질을 갖는 스택을 포함해야 한다. 따라서, 건물의 거의 전체 표면적에 존재하는 글레이징이 상당한 광 투과를 제공해야 하는 부분 (그래서, 가시 글레이징이라고 불림) 및 건물의 구조요소를 은폐하기 위해 투과가 거의 0 (가림 효과)이어야 하는 부분 (스판드렐 글레이징) 둘 모두를 포함한다. 이 목적으로, 그러한 차폐를 얻기 위해 불투명한 에나멜 층을 이용하는 것이 보통이다.

건물의 외부 관찰로부터 균일한 미감을 위해, 심지어 에나멜로 피복된 부분에도 층들의 시스템을 보유하는 것이 유용하고, 이것은 스판드렐 글레이징의 적어도 한 부분 상에서, 보통은 전체 상에서 층 스택 상에 에나멜을 침착시켜야 하는 필요를 초래한다. 이 층 상에, 에나멜 층 피복, 특히 그의 형성에 요구되는 열 처리는 또한 결함 출현을 야기할 수 있다. 특히, 열분해 층보다 덜 내성인 스퍼터링 유형의 진공 침착에 의해 보통 형성되는 층 스택은 일반적으로 고온에 대해 더 취약성이고, 에나멜 침착은 열 처리 후 눈에 보이는 결함을 빈번히 발생한다. 더 구체적으로, 통상적으로 침착되는 에나멜은 유리 프릿 (유리질 매트릭스) 및 착색제로서 이용되는 안료를 함유하는 분말 (프릿 및 안료는 금속 산화물을 기재로 함), 및 유리에 분말의 도포 및 침착시 유리에 분말의 접착을 허용하는 또한 담체라고도 불리는 매질로 이루어진다. 이러해서, 최종 에나멜화된 코팅을 얻기 위해, 그것을 소성하는 것이 필요하고, 이 소성 작업은 유리 템퍼링/굽힘 작업과 동시에 수행하는 것이 흔하다. 에나멜 조성물에 관한 추가의 세부 사항에 관해서는, 특허 FR-2 736 348, WO96/41773, EP-718 248, EP-712 813 및 EP-636 588을 참고할 수 있다. 광물 코팅인 에나멜은 내구적이고 유리에 접착하고, 따라서 이상적인 불투명화 코팅이다. 그러나, 앞에서 나타낸 바와 같이, 에나멜의 소성이 층 스택에 대해 일반적으로 약 650℃ 이상에서의 고온 열 처리를 포함하기 때문에, 글레이징에 박층이 미리 제공될 때는, 그것을 이용하는 것이 어렵다. 그러한 온도에서는, 에나멜 제조에 기인하거나 또는 에나멜 자체에 기인하는 화학 물질이 스택의 그 아래에 있는 층 내에서 확산하여 그 층들을 화학적으로 변경하는 경향이 있다. 이 현상을 피하기 위해, 출원 WO 2011/045412는 티타늄 산화물, 니오븀 산화물 또는 탄탈 산화물을 기재로 하는, 스택의 표면 층 (즉, 에나멜과 직접 접촉하는 층)을 이용할 것을 제안하고, 상기 표면 층은 Ta, Nb, Al, Zr, Hf, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Si 또는 그 밖에 Zr 군의 금속 산화물의 포함을 통해서 더 내성이 된다.

그래서, 본 발명의 목적은 앞에서 제시한 문제를 해결하는 것을 가능하게 하는, 입사하는 태양 방사선에 작용하는 박층들의 스택을 담지하는 유리 유형의 기판을 포함하는 글레이징을 개발하는 것이다. 특히, 본 발명에 따르는 요망되는 글레이징은 건물의 태양광 차단에 적당한 열적 특성, 또한 그러한 용도에 적당한 광학적 측색적 특성 및 광 투과 특성, 및 또한, 심지어 매우 고온, 즉, 650℃ 이상에서도 손상 없이, 즉, 헤이즈의 출현 없이, 열 처리, 특히 에나멜화를 견뎌내는 능력을 갖는다.

가장 일반적인 형태로, 본 발명은 유리 표면에서부터 시작하는 일련의 다음 층:

- 유전 물질로 이루어진 하층, 또는 하층의 세트,

- 규소를 또한 포함하는 티타늄 산화물을 기재로 하는 층으로서, 상기 층에서의 전체 Si/Ti 원자비가 0.01 내지 0.25이고, 여기서 Si 및 Ti는 산소 이외의 원자의 적어도 90%, 바람직하게는 적어도 95%, 또는 심지어 적어도 97%, 심지어 산소 이외의 원자 전부를 나타내고, 물리적 두께가 20 내지 70 nm, 바람직하게는 20 내지 50 nm인 층,

- 유전 물질로 이루어진 상층, 또는 상층의 세트

로 이루어진 박층 스택이 제공된 기판, 바람직하게는 유리로 제조된 기판을 포함하는 태양광 차단 글레이징에 관한 것이다.

따라서, 티타늄 산화물을 기재로 하는 층 외에도 추가로, 본 발명에 따른 박층 스택은 유전 물질로 이루어진 층만 포함하고, 따라서 특히 금속성 성질의 층, 특히 적외 방사선 반사 및/또는 흡수 특성에 관해서 앞에서 서술된 것 유형의 층, 특히 귀금속, 예컨대 Ag, Pt, Pd, Au 또는 그 밖에 Cu로 이루어진 것들을 포함하지 않고, 또한 TiN 또는 CrN 유형의 금속 질화물로 제조되거나 또는 그 밖에 NiCr 같은 니켈을 기재로 하는 층도 포함하지 않는다.

물론, 적당한 경우에는 서로 조합될 수 있는 본 발명의 특별한 및 바람직한 실시양태에 따르면,

- 상층 및 하층을 구성하는 유전 물질은 아연 산화물, 규소 산화물, 주석 산화물, 티타늄 산화물, 아연 주석 산화물, 규소 및/또는 알루미늄 질화물, 및 규소 및/또는 알루미늄 산화질화물로부터 선택된다.

- 하층(들)의 전체 광학적 두께는 30 내지 90 nm, 더 바람직하게는 40 내지 70 nm이다.

- 상층(들)의 전체 광학적 두께는 7 내지 30 nm, 더 바람직하게는 10 내지 20 nm이다.

- 글레이징은 유리 표면과 티타늄 산화물 층 사이에 규소 산화물을 기재로 하는, 바람직하게는 10 내지 20 nm의 물리적 두께를 갖는 1개의 층 및 규소 질화물을 기재로 하는, 바람직하게는 15 내지 25 nm의 물리적 두께를 갖는 1개의 층을 포함하는 2개의 하층을 포함한다.

- 글레이징은 유리 표면과 티타늄 산화물 층 사이에 규소 질화물을 기재로 하는, 바람직하게는 15 nm 내지 35 nm의 물리적 두께를 갖는 단일의 하층을 포함한다.

- 글레이징은 티타늄 산화물 층 상단에 일련의, 규소 산화물을 기재로 하는, 바람직하게는 5 내지 10 nm의 물리적 두께를 갖는 상층 및 티타늄 산화물을 기재로 하는, 바람직하게는 1 내지 3 nm의 두께를 갖는 상층을 포함한다.

- 제1 실시양태에 따르면, 상기 Si/Ti 비는 티타늄 산화물을 기재로 하는 층의 두께 전체에 걸쳐서 균질하다.

- 상기 실시양태와 상이한 또 다른 실시양태에 따르면, 티타늄 산화물을 기재로 하는 층은 Si/Ti 비가 0 내지 0.20의 범위인 일련의 층상(strata)을 포함한다.

- 층에서 전체 Si/Ti 원자비는 0.05 내지 0.20, 더 바람직하게는 0.05 내지 0.15이다.

- 글레이징의 광 투과 T_L은 50% 내지 80%, 더 바람직하게는 60% 내지 70%이고, 태양 계수 SF는 대략 T_L의 값이다. "대략"이라는 용어는 두 값 사이의 차가 5% 미만, 더 바람직하게는 3% 미만, 또는 심지어 약 1%임을 의미하는 것을 의도한다.

본 발명에 따른 글레이징은 굽힘, 템퍼링 및/또는 어닐링 유형의 열 처리로 처리되었을 수 있다.

또한, 본 발명은 에나멜 또는 래커 형태의 추가의 코팅으로 적어도 부분적으로 불투명화된, 바람직하게는 완전히 불투명화된 스판드렐 글레이징에 관한 것이다. 그러한 스판드렐 글레이징에서는, 에나멜 또는 래커 형태의 추가의 코팅이 층 스택 상단에 침착될 수 있다.

마지막으로, 본 발명은 앞에서 서술된 글레이징을 포함하는 다중 글레이징, 특히 이중 글레이징에 관한 것이다.

앞에서 나타낸 바와 같이, 특히 외부 반사에서 동일한 층이 제공된 가시 글레이징에 비해 글레이징 전체의 광학적 외관을 실질적으로 변경하지 않으면서 에나멜의 프릿을 비피복된 기판의 면 상에 또는 바람직하게는 층 스택의 이미 피복된 면 상에 침착시키고,그것을 고온에서 소성하는 것이 가능하다는 의미에서, 본 발명에 따른 층 스택은 매우 고온, 특히 약 650℃, 또는 심지어 그 초과에서 에나멜화될 수 있다. 특히, 본 발명에 따르면, 글레이징 상에 헤이즈의 출현 없이 에나멜을 매우 고온에서 침착시키는 것이 가능하다. 그러한 이점 덕분에, 조화로운 색 및 외부 외관의 면에서 가시 글레이징과 큰 유사성을 제공하는 스판드렐 패널을 제공하는 것 및 전체적으로 글레이징이 설치된 균일한 및 미적 파사드를 형성하는 것이 가능해진다.

본 발명에 따르면, 스택의 유전 물질로 제조된 상층(들) 또는 하층(들), 특히, 규소, 특히 규소 질화물 또는 산화질화물을 기재로 하는 상층(들) 또는 하층(들)은 또한 규소에 비해 미량인 금속, 예를 들어 알루미늄을 예를 들어 규소에 대해 10 mol% 이하로 함유할 수 있다. 이것은 반응성 마그네트론 스퍼터링에 의해 층의 침착을 가속하는 데 특히 유용하고, 여기서 규소 표적은 알루미늄으로 "도핑"함으로써 더 전도성이 된다. 이러해서, 본 발명의 목적상, 더 일반적으로, 유전 물질로 제조된 상층 또는 하층이 상기 물질을 주성분으로 하지만, 특히, 이용되는 방법, 가장 특히, 마그네트론 스퍼터링에 의한 층의 침착을 용이하게 할 목적으로 다른 원소, 특히 다른 양이온이 존재하지만 매우 미량으로 존재하는 것을 배제하지 않는 것을 의도한다.

본 발명의 목적상, "광학적 두께"라는 용어는 그의 실제 (물리적) 두께에 그의 굴절률을 곱한 곱을 통상적으로 의미하는 것을 의도한다. 이러해서, 굴절률이 대략 2.0인 광학적 두께 50 nm의 Si₃N₄는 25 nm (물리적 두께)의 상기 물질의 침착물에 상응한다.

본 발명의 대상은 "모놀리식" 글레이징 (즉, 단일의 기판으로 이루어짐) 또는 구성 요소 (시트) 중 적어도 하나가 본 발명에 따른 글레이징인 이중 글레이징 또는 심지어 삼중 글레이징 유형의 절연 다중 글레이징이다. 바람직하게는, 그것이 모놀리식 글레이징에 관한 문제이건 이중 글레이징에 관한 문제이건, 층 스택은 면 2 상에 또는 면 4 상에 놓이고 (통상적으로, 유리 기판의 면은 그것이 설치된 탑승칸/일반건물의 바깥쪽부터 안쪽으로 번호가 매겨짐), 이러해서 태양 방사선에 대비한 최적 차단 효과를 제공한다.

본 발명이 더 특히 집중하는 글레이징은 약 50% 내지 80% 또는 60% 내지 70%의 T_L 및 대략 T_L 값의 태양 계수 SF를 갖는다. 또한, 선호하게는, 그것은 외부 반사에서 (기판의 층이 제공되지 않은 측에서) 상대적으로 중성 색을 가지고, 아마도 청색 또는 녹색을 가질 것이고, 특히, (L*, a*, b*) 국제 측색 시스템으로 (임의의 가능한 열 처리 전 및 후에) 음의 a* 및 b* 값을 갖는다. 이러해서, 건설 산업에서 요망되는, 반사에서 이목을 끄는 그다지 강하지 않은 색이 얻어진다.

본 설명의 목적으로, 본 발명에 따른 광학적 및 에너지 매개변수는 ISO 국제 표준 9050 (2003)에 보고된 데이터에 따라서 측정된다.

또한, 본 발명의 대상은 스판드렐 패널을 제조할 목적으로 래커 또는 에나멜 유형의 코팅으로 적어도 부분적으로 불투명화된 층화된 기판이고, 여기서는 불투명화 코팅이 층 스택으로 이미 피복된 기판 면과 직접 접촉할 수 있다. 따라서, 층 스택은 가시 글레이징의 경우 및 스판드렐 패널의 경우에서 완전히 동일할 수 있다. 특히, 본 발명에 따르면, 스택에 광학적 결함의 출현 없이 및 매우 제한된 광학적 변화로, 및 특히, 헤이즈의 출현 없이 에나멜 조성물을 통상적인 기술에 따라서 침착시키는 것이 가능한 박층들의 스택이 이미 제공된 기판의 면이 "에나멜화가능"하다고 여긴다. 또한, 이것은 에나멜이 소성되고 있는 동안에, 또는 일단 글레이징이 설비될 때 시간이 지남에 따라, 에나멜과 접촉하는 스택의 층들의 바람직하지 않은 열화 없이 스택이 만족스러운 내구성을 갖는 것을 의미한다.

비록 본 발명에 의해 더 특히 의도되는 응용이 건물용 글레이징이라고 하더라도, 다른 응용, 특히 차량 창문 (매우 높은 광 투과가 요구되는 앞유리창은 제외함), 예컨대 옆 창문, 썬루프 또는 뒷 창문에서의 응용을 구상할 수 있다는 것이 분명하다.

본 발명의 이점은 뒤따르는 비제한적인 본 발명에 따른 실시예 및 비교 실시예에 의해 예시된다.

모든 기판은 생-고뱅 글래스 프랑스(Saint-Gobain Glass France)라는 회사에서 판매하는 플라니룩스(Planilux) 유형의 6 mm 두께 맑은 유리로 제조된다.

모든 층은 잘 알려진 마그네트론 스퍼터링 기술에 의해 침착된다.

더 구체적으로,

- 티타늄 산화물 기재 층은 실시예에 따라서 규소 또는 지르코늄도 또한 포함하는 금속성 티타늄 표적을 이용해서 침착시키고, 다양한 티타늄 산화물 기재 층의 침착을 위해 산화 분위기 하에서 플라즈마를 표적에 분사한다.

- 규소 질화물 층은 질소를 함유하는 반응성 분위기 (SiN_x의 경우에는 40% Ar 및 60% N₂) 하에서 분사되는 8 중량%의 알루미늄을 포함하는 금속성 규소 표적을 이용해서 침착시킨다. 따라서, 규소 질화물 층은 또한 미량의 알루미늄도 함유한다.

- 규소 산화물 층은 산화 반응성 분위기에서 분사되는 바로 앞의 조성과 동일한 조성을 갖는 금속성 규소 표적을 이용해서 침착시킨다.

동일한 에너지 성능 수준, 즉, 68%의 태양 계수를 얻도록 두께 및 성질이 조정되는 층 스택이 제공된 글레이징을 얻기 위해서 다음 실시예를 수행하였다.

실시예 1

이 비교 실시예에서는, 선행 출원 WO 2007/028913의 가르침에 따라서 규소 질화물 하층, 티타늄 산화물 TiO_x 층 및 2개의 SiO₂ 및 TiO_x 상층으로 이루어진 스택을 유리 기판 상에 다음 서열에 따라서 침착시켰다:

유리/SiN_x (30 nm)/TiO_x (22 nm)/SiO₂ (7 nm)/TiO_x (1 nm)

이 비교 실시예에서는, 티타늄 산화물 층을 티타늄으로만 이루어진 금속성 표적을 이용해서 침착시켰다.

실시예 2

본 발명에 따른 이 실시예에서는, 실시예 1에 따라서 서술된 것과 유사한 스택을 동일한 기판 상에 침착시켰지만, TiO_x 층을 규소도 또한 포함하는 TiO_x 기재 층으로 대체하였다. 이 층은 90/10의 원자 비율의 티타늄 및 규소의 합금을 포함하는 금속성 표적을 이용해서 침착시켰다. 또한, 이렇게 하여 얻은 글레이징의 에너지 성능이 상기 실시예 1에 따른 글레이징의 에너지 성능과 동일하도록 스택의 다양한 구성 층의 두께를 관련 분야의 기술에 따라서 조정하였다.

침착된 스택은 다음 서열에 상응하였다:

유리/SiN_x (23 nm)/Ti_{0 . 9}Si_{0 . 1}O_x(31 nm)/SiO₂ (7 nm)/TiO_x (1 nm)

이 방식으로 침착된 티타늄 산화물 기재 층에서 티타늄 및 규소의 원자 비율이 금속성 표적에 처음에 존재한 티타늄 및 규소의 원자 비율에 실질적으로 상응하고, 측정된 Si/Ti 원자비가 대략 0.1임을 X-선 분광법 (EPMA 마이크로프로브)에 의해 확인하였다.

실시예 3

이 비교 실시예에서는, 실시예 1에 따라서 서술된 것과 동일한 성질의 스택을 동일한 기판 상에 침착시켰지만, TiO_x 층을 지르코늄을 또한 포함하는 TiO_x 기재 층으로 대체하였다. 이 층은 90/10의 원자 비율의 티타늄 및 지르코늄의 합금을 포함하는 금속성 표적을 이용해서 침착시켰다. 또한, 이렇게 하여 얻은 글레이징의 에너지 성능이 상기 실시예 1에 따른 글레이징의 에너지 성능과 동일하도록 스택의 다양한 구성 층의 두께를 관련 분야의 기술에 따라서 조정하였다.

따라서, 침착된 스택은 다음 서열에 상응하였다:

유리/SiN_x (25 nm)/Ti_{0 . 9}Zr_{0 . 1}O_x(30 nm)/SiO₂ (7 nm)/TiO_x (1 nm)

이렇게 하여 실시예 1 내지 3에 따라서 얻은 다양한 글레이징의 광학적 특성 및 측색적 특성을 다음 기준에 따라서 측정하였다:

- 투과 T_L: 광원 D₆₅에 따른 광 투과 (%),

- 유리측 광 반사: (RL_v) (%),

- a*(R_v), b*(R_v): L*, a*, b* 측색 시스템에 따르는 외부 반사에서의 측색 좌표,

- 층측 광 반사 :(RL_c) (%),

- a*(R_c), b*(R_c): L*, a*, b* 측색 시스템에 따르는 외부 반사에서의 측색 좌표,

- 에너지 투과: 입사하는 태양 에너지에 대한 일반건물에 들어가는 총 에너지의 비를 측정하는 태양 계수 SF (%).

<표 1>

표 1에 보고된 결과는 3개의 실시예의 광학적, 측색적 및 에너지 성능 수준이 실질적으로 유사하다는 것을 보여준다.

그 다음, 상기 스택을 620℃에서 10분 동안 가열한 후 템퍼링하는 것으로 이루어지는 선행 출원 WO 2007/028913에 나타낸 것과 동일한 열 처리로 처리하였다.

△E*는 다음 방식으로 정의된다:

△E* = (△L*² + △a*² + △b*²)^{1 /2}

여기서, △L*, △a* 및 △b*는 열 처리 전 및 후의 L*, a* 및 b*의 측정값의 차이다.

열 처리 전 및 후의 △E*는 약 1%이거나 또는 1%에 가깝고, SF 계수에 의해 측정되는 바와 같이, 모든 글레이징은 그의 태양광 차단 특성을 변화되지 않은 채로 보유하였다. 또한, 그것은 미적 관점에서, 가장 특히 외부 반사에서, 완벽하게 보정되고, 여기서 a* 및 b* 값은 0에 가깝거나 또는 작은 음의 값이고, 높은 외부 반사를 갖는 글레이징에 허용되는 매우 중성인 색 또는 약한 청록색을 준다. 측정된 모든 값은 열 처리 영향 하에서 매우 약하게 변하였다: T_L 및 SF 값은 대략 1% 이내로 보존되었고, 측색 데이터는 매우 조금 변하였고, 외부 반사에서 틴트간의 변동이 없었다. 3개의 글레이징 상에서 미세균열 또는 핀홀 유형의 광학적 결함이 관찰되지 않았다.

그 다음, 고온에서의 열 처리에 대한 스택의 내성을 다음 실험 프로토콜에 따라서 측정하였다.

먼저, 실시예 1 내지 3에 따라서 앞에서 서술된 것과 동일한 글레이징의 라멜라(lamellae)를 박층 스택 상단에 스크린 인쇄로 침착되고 160℃에서 건조에 의해 압밀화된 에나멜 스트립으로 덮었다.

그 다음, 라멜라를 3개의 상이한 저항 대역을 포함하는 구배 퍼네이스에서 열 처리하였다. 처음에 3개의 대역의 설정을 라멜라이 겪는 온도가 580 내지 680℃에서의 한 끝에서부터 다른 한 끝까지의 범위이도록 조정하였다.

구배는 에나멜 상의 14개 측정 지점을 기록하는 고온계(pyrometer)를 이용해서 유리가 구배 퍼네이스를 나가는 순간에 측정하였다.

냉각 후, 샘플 중 어느 것도 미세균열 또는 홀 (핀홀) 유형의 임의의 광학적 결함을 나타내지 않았다는 것을 확인하였다. 이렇게 하여, 3개의 샘플 상의 스택의 표면은 고르고 균일하고 무결함인 것으로 나타났다.

두 번째 단계에서는, 덮이지 않은 면측 (즉, 유리측)에서 유리를 통해 반사에서의 L*, a*, b* 매개변수의 측정을 수행하였다. 측정은 D65 모드 (광원 D65)로 미놀타(Minolta) CM-600d 상업적 분광측색계를 이용해서 수행하였다. 그러한 측정은 외부로부터의 글레이징의 관찰을 대표하는 것으로 보인다.

추가로, 그것은 외부로부터 본 글레이징의 표면에 생성된 헤이즈의 간접 측정을 구성한다. 특히, 흑색 에나멜의 층이 글레이징을 통해 직접 투과되는 광을 흡수하는 층이기 때문에, 라멜라의 표면에서 (유리측) 분광측색계에 의해 반사에서 측정되는 매개변수 L*는 박층 스택의 수준에서 발생되는 광 산란에 정비례한다. 다시 말해서, 글레이징에 의해 (특히, 층 스택에 의해) 산란되는 광 분율이 클수록, 유리측에서 측정되는 매개변수 L*의 값이 커진다.

출원인 회사에 의해 수행된 시험은 약 10 이상의 L*의 측정된 값이 육안으로 인지할 수 있는 것으로 보인다는 것을 나타내었다. 특히, 이 임계 헤이즈 값 초과에서는, 글레이징이 그의 투명도를 잃고 바람직하지 않은 우유빛 (아투명) 외관을 가지며, L*이 높을수록 더욱더 그렇다.

첨부된 도 1에서는 이렇게 하여 측정된 다양한 L* 값을 다양한 샘플들이 겪는 온도 구배의 함수로서 보고하였다. 헤이즈의 유의미한 차이를 스택에 존재하는 티타늄 산화물 기재 층의 성질, 및 특히, 임계 가열 온도의 함수로서 관찰할 수 있었고, 임계 가열 온도란 그 온도를 초과하면 스택이 제공된 글레이징이 너무 높은, 즉, 전형적으로 10 초과의 L* 값을 갖는 온도이고; 이 온도는 TiO_x 층만 포함하는 글레이징의 경우에는 610℃, Ti_{0 . 9}Zr_{0 . 1}O_x 층을 포함하는 글레이징의 경우에는 640℃, Ti_0.9Si_0.1O_x 층을 포함하는 글레이징의 경우에는 675℃였다.

가장 특히, 도 1의 그래프에 보고된 데이터는 태양 제어 스택에 Ti_{0 . 9}Si_{0 . 1}O_x 층을 포함하는 글레이징만 특히 글레이징의 표면에 흑색 에나멜을 침착시키는 공정에서 요구되는 약 650℃의 열 처리를 겪을 수 있다는 것을 입증하였다. 결론적으로, 본 발명에 따른 태양광 차단 글레이징은 건물에 설비하는 데 매우 유리하고, 자동차 산업 및 임의의 차량에서의 응응, 즉, 옆 창문, 뒷 창문, 썬루프에서의 응용을 배제하지 않고, 게다가 그것은 에나멜화된 코팅을 가질 수 있다. 이러해서, 특히 요망되는 T_L 및 에너지 투과 (SF) 값에 따르는 고정된 층 스택을 이용함으로써, 그것을 개질하지 않아도, 열 처리를 겪도록 의도되지 않은 또는 굽힘/템퍼링/어닐링 처리되어야 하는 가시 글레이징을 제조하는 것이 가능하고, 래커로 피복될 수 있거나 또는 에나멜화될 수 있는, 가시 글레이징과 좋은 측색적 조화를 이루는 스판드렐 패널을 제조하는 것이 가능하고: 이러해서, 큰 크기의 기판 상에 간섭 층의 제조를 표준화하는 것이 가능하고, 이것은 산업적 관점에서 큰 이점이다.

Claims (15)

1. 태양 방사선에 작용하는 박층들의 스택이 제공된 기판, 바람직하게는 유리 기판을 포함하는 태양광 차단 글레이징이며, 여기서 상기 스택은 유리 표면에서부터 시작하는 일련의 다음 층:
   - 유전 물질로 이루어진 하층, 또는 하층의 세트,
   - 규소를 또한 포함하는 티타늄 산화물을 기재로 하는 층으로서, 상기 층에서의 전체 Si/Ti 원자비가 0.01 내지 0.25이고, 여기서 Si 및 Ti는 산소 이외의 원자의 적어도 90%를 나타내고, 두께가 20 내지 70 nm인 층,
   - 유전 물질로 이루어진 상층, 또는 상층의 세트
   로 이루어진 것인 글레이징.
2. 제1항에 있어서, 상층 및 하층을 구성하는 유전 물질이 아연 산화물, 규소 산화물, 주석 산화물, 티타늄 산화물, 아연 주석 산화물, 규소 및/또는 알루미늄 질화물, 및 규소 및/또는 알루미늄 산화질화물로부터 선택된 것인 글레이징.
3. 제1항 또는 제2항에서, 하층(들)의 전체 광학적 두께가 30 내지 90 nm인 글레이징.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상층(들)의 전체 광학적 두께가 7 내지 30 nm인 글레이징.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 유리 표면과 티타늄 산화물 층 사이에, 규소 산화물을 기재로 하는 1개의 층 및 규소 질화물을 기재로 하는 1개의 층을 포함하는 2개의 하층을 포함하는 글레이징.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 유리 표면과 티타늄 산화물 층 사이에, 규소 질화물을 기재로 하는 단일의 하층을 포함하는 글레이징.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 티타늄 산화물 층 상단에 일련의, 규소 산화물을 기재로 하는 상층 및 티타늄 산화물을 기재로 하는 상층을 포함하는 글레이징.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, Si/Ti 비가 티타늄 산화물을 기재로 하는 층의 두께 전체에 걸쳐서 균질한 것인 글레이징.
9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 티타늄 산화물을 기재로 하는 층이, Si/Ti 비가 0 내지 0.20의 범위인 일련의 층상을 포함하는 것인 글레이징.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 층에서 전체 Si/Ti 원자비가 0.05 내지 0.20, 바람직하게는 0.05 내지 0.15인 글레이징.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 광 투과 T_L이 50% 내지 80%, 바람직하게는 60% 내지 70%이고, 대략 T_L 값의 태양 계수 SF를 갖는 글레이징.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 굽힘, 템퍼링 및/또는 어닐링 유형의 열 처리로 처리된 것을 특징으로 하는 글레이징.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 에나멜 또는 래커 형태의 추가의 코팅으로 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 불투명화된 스판드렐 글레이징.
14. 제13항에 있어서, 에나멜 또는 래커 형태의 추가의 코팅이 층 스택 상단에 침착된 것인 스판드렐 글레이징.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 글레이징 또는 패널을 포함하는 다중 글레이징, 특히 이중 글레이징.
    

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