KR20210130422A - Manufacturing method of window glass with improved insulation through multi-layer coating - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 감압하에서 음극 스퍼터링(cathodic sputtering)에 의해 유리 기재 상에 침착되고, 승온에서 만곡, 소둔 또는 열 강인화나 열 템퍼링(thermal tempering) 공정과 같은 열 처리를 견딜 수 있는 다중층 코팅을 통해 단열이 향상된 창유리(glazing) 제조 방법, 및 승온에서 열 처리를 견딜 수 있는 다중층 코팅을 통해 단열이 향상된 창유리에 관한 것이다.The present invention provides thermal insulation through a multilayer coating deposited on a glass substrate by cathodic sputtering under reduced pressure and capable of withstanding heat treatments such as bending, annealing or thermal toughening or thermal tempering processes at elevated temperatures. This improved method for making glazing, and to glazing with improved thermal insulation through a multilayer coating that can withstand heat treatment at elevated temperatures.
본 발명에서 언급되는 다중층 코팅을 갖춘 창유리 단위는 넓은 창유리 표면의 단열을 향상시킴으로써, 동절기에 에너지 손실 및 난방 비용을 감소시키는 데 사용된다. 다중층 코팅은 긴 파장의 적외선을 통한 열 손실이 감소된, 방사율이 낮은 코팅이다. 이들 창유리 단위는 일광 차단막으로도 사용할 수 있는데, 넓은 창유리 표면이 있는 밀폐 공간에서 일광에 의한 지나친 과열 위험을 감소시킴으로써, 하절기에 냉방기의 이용을 줄여준다.The glazing units with multi-layer coating referred to in the present invention are used to reduce energy losses and heating costs in winter by improving the thermal insulation of large glazing surfaces. Multilayer coatings are low emissivity coatings with reduced heat loss through long wavelength infrared light. These glazing units can also be used as sun screens, reducing the use of air conditioners in summer months by reducing the risk of overheating by sunlight in confined spaces with large glazing surfaces.
이들 창유리 단위는 자동차 뿐만 아니라 건물에도 적합하도록 한 것이다. 때때로 창유리에 기계적 강화 공정, 예컨대 열 강인화 또는 열 템퍼링을 수행함으로써 기계적 응력에 대한 저항성을 향상시키는 것이 필요하다. 예를 들어, 자동차 분야에 있어서는 특히 전면유리의 형태로 성형하기 위해서 종종 창유리를 만곡시키는 것도 필요하다.These window glass units are designed to be suitable for buildings as well as automobiles. It is sometimes necessary to improve the resistance to mechanical stress by subjecting the glazing to a mechanical strengthening process, such as thermal toughening or thermal tempering. For example, in the automotive sector, it is often necessary to also bend the windowpanes, especially in order to shape them into the shape of a windshield.
창유리 단위의 제조 및 성형 방법에 있어서, 이미 성형된 기재를 코팅하는 방법 대신 이미 코팅된 기재에 이들 강인화 및 만곡 공정을 수행하는 방법에는 일부 이점이 존재한다. 그러나, 이들 공정은 비교적 상승된 온도에서 수행되기 때문에, 코팅이 열화되고 그 광학적 성질 및 적외선 관련 성질을 상실하는 경향을 나타낸다.In the method of manufacturing and forming glazing units, there are some advantages to a method of performing these toughening and bending processes on an already coated substrate instead of a method of coating the already formed substrate. However, since these processes are carried out at relatively elevated temperatures, the coating tends to deteriorate and lose its optical and infrared related properties.
다중층 코팅의 열화는 때때로 적외선을 반사시키기 위한 층이 열 처리 동안에 산화되기 때문인 것으로 밝혀졌다. 이러한 문제를 해결함으로써 열 처리 후에도 필수적인 특징을 보유하는 창유리를 형성시키기 위한 시도로 종종 제안되는 해결책은 코팅 내부에 편의에 따라 배치시킨 희생 금속층을 제공하는 것이다. 이 희생 금속은 적외선을 반사시키기 위한 층 대신 산화됨으로써 이 층을 보호한다.It has been found that the deterioration of multilayer coatings is sometimes due to oxidation of the infrared reflective layer during heat treatment. A solution often proposed in an attempt to address this problem to form a glazing that retains essential characteristics even after heat treatment is to provide a sacrificial metal layer conveniently placed within the coating. This sacrificial metal protects this layer by being oxidized instead of a layer to reflect infrared light.
이러한 해결책의 예는 산화 주석으로 둘러싸인 적외선 반사체로서의 은계 층의 적층을 기술한 특허 EP 233 003 B1에 제안되어 있다. 이 특허는 은 층의 위 및 은의 아래에도 배치 가능한, 알루미늄, 티타늄, 아연 및 탄탈 중에서 선택된 부가적인 금속층을 제공한다. 이 부가적 금속은 산소를 포획하여 열 처리 동안에 산화됨으로써, 은을 산화로부터 보호한다.An example of such a solution is proposed in patent EP 233 003 B1, which describes the lamination of a silver-based layer as an infrared reflector surrounded by tin oxide. This patent provides an additional metal layer selected from aluminum, titanium, zinc and tantalum, which can be disposed over the silver layer and also below the silver. This additional metal traps oxygen and oxidizes during heat treatment, thereby protecting the silver from oxidation.
금속 형태일 때, 부가적 금속은 흡수성이며, 코팅의 광 투과율을 감소시키는 경향이 있다. 그러므로 높은 광 투과율을 갖는 최종 산물을 수득하기 위해, 상기 특허는 금속을 열 처리 동안 은 층을 보호하기에는 충분하지만, 최종 산물에 임의의 흡수성 부가 금속이 잔류하는 것은 방지할 만큼의 양으로 사용할 것을 제안한다. 그러므로 제공되는 부가적 금속의 양은 열 처리 온도 및 지속기간에 좌우된다.When in metallic form, the additional metal is absorptive and tends to reduce the light transmittance of the coating. Therefore, in order to obtain a final product with high light transmittance, the patent proposes to use the metal in an amount sufficient to protect the silver layer during heat treatment, but in an amount sufficient to prevent any absorptive additive metal from remaining in the final product. do. The amount of additional metal provided therefore depends on the heat treatment temperature and duration.
특허 EP 233 003 B1에 의해 제안된 해결책으로는, 긴 제조 기간 동안 일정한 질의 산물을 수득하기가 곤란하고, 복잡한 형태의 창유리인 경우에는 전체 표면에서 균일한 질을 수득하기가 곤란할 수 있다. 또한, 상이한 두께 또는 형태의 창유리 단위를 만곡시키거나 강인화시킬 필요가 있을 때는, 열 처리의 온도 및 시간 조건을 변형시켜야 하기때문에, 부가적 금속의 두께를 이들 처리 조건의 변형에 맞춰 변화시키는 것이 필요하다.With the solution proposed by patent EP 233 003 B1, it may be difficult to obtain a product of consistent quality over a long manufacturing period, and in the case of a window glass of complex shape, it may be difficult to obtain a uniform quality over the entire surface. Also, when it is necessary to bend or toughen glazing units of different thicknesses or shapes, it is necessary to vary the temperature and time conditions of the heat treatment, so it is advisable to change the thickness of the additional metal to accommodate the variations in these treatment conditions. necessary.
본 발명은 감압하에서 음극 스퍼터링에 의해 유리 기재 상에 침착된 다중층 코팅을 통해 단열이 향상된 창유리 제조방법에 관한 것으로서, 적어도 1개의 제1 투명 절연층을 기재 상에 침착시키는 단계, 그 다음 적외선 반사 재료를 주성분으로 하는 기능성 층을 침착시키는 단계, 최대 20%의 산소를 함유한 대기중에서, 최대 3 nm의 기하학적 두께를 가지며 산소와의 전기음성도 차이가 1.9 미만이고 전기음성도 값이 상기 적외선 반사 재료의 전기음성도 값보다 작은 재료로 구성된 제1 보호층을 상기 기능성 층 위에 침착시키는 단계, 그 다음 최대 50%의 산소를 함유한 대기중에서, 최대 7nm의 기하학적 두께를 가지며 산소와의 전기음성도 차이가 1.4를 초과하는 재료로 구성된 제2 보호층을 침착시키는 단계, 및 이어서 적어도 1개의 제2 투명 절연층을 침착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for manufacturing a glazing with improved thermal insulation through a multilayer coating deposited on a glass substrate by cathodic sputtering under reduced pressure, comprising the steps of depositing on the substrate at least one first transparent insulating layer, followed by infrared reflection depositing a functional layer based on a material, in an atmosphere containing up to 20% oxygen, having a geometric thickness of up to 3 nm, an electronegativity difference with oxygen of less than 1.9 and an electronegativity value of said infrared reflection depositing on said functional layer a first protective layer composed of a material less than the electronegativity value of the material, then in an atmosphere containing up to 50% oxygen, having a geometric thickness of up to 7 nm and electronegativity with oxygen depositing a second protective layer composed of a material with a difference greater than 1.4, followed by depositing at least one second transparent insulating layer.
본 발명에서 사용되는 것과 같은 원소의 전기음성도 값은 폴링 척도(Pauling scale)에 따라 분류한 평균값이며, 열화학적 데이터로부터 수득한 것이다. 명확하게 하기 위해서, 하기와 같은 일부 원소의 전기음성도 값을 아래에 기재했다.The electronegativity values of elements as used in the present invention are average values classified according to the Pauling scale, and are obtained from thermochemical data. For clarity, the electronegativity values of some elements as follows are given below.
Ag 1.93 Au 2.54 Pd 2.20 Pt 2.28Ag 1.93 Au 2.54 Pd 2.20 Pt 2.28
Al 1.61 O2 3.44 Si 1.90 Ti 1.54Al 1.61 O 2 3.44 Si 1.90 Ti 1.54
Cr 1.66 Ni 1.90 Cu 1.65 Zn 1.81Cr 1.66 Ni 1.90 Cu 1.65 Zn 1.81
Zr 1.33 Sn 1.96 Sb 2.05 Pb 2.33Zr 1.33 Sn 1.96 Sb 2.05 Pb 2.33
Bi 2.02 Ta 1.5 Hf 1.3 In 1.78Bi 2.02 Ta 1.5 Hf 1.3 In 1.78
투명 절연층의 목적은 간섭 효과에 의해서 코팅의 광 반사율을 감소시키는 것인데, 이는 적외선을 반사하는 재료를 주성분으로 하는 기능성 층은 가시광선도 반사하는 경향이 있기 때문이다. 이들은 광 투과율이 높으면서 적외선을 반사하는 창유리의 형성에 유리하다. 이들 투명 절연층은 또한 외부의 물리적 또는 화학적 스트레스에 대해서 기능성 층을 일부 보호하는 작용을 하며, 기재 상에 침착된 층은 창유리에 대한 코팅의 접착에 유리하게 기여한다. 이들 투명 절연층은 또한 수득된 산물의 투과 및 반사 양상에 영향을 준다.The purpose of the transparent insulating layer is to reduce the light reflectivity of the coating by means of an interference effect, since a functional layer based on a material that reflects infrared light tends to reflect visible light as well. They are advantageous in the formation of glazing that reflects infrared rays while having a high light transmittance. These transparent insulating layers also serve to partially protect the functional layer against external physical or chemical stress, and the layer deposited on the substrate advantageously contributes to the adhesion of the coating to the glazing. These transparent insulating layers also influence the transmission and reflection behavior of the obtained product.
본 발명에 따르면, 기능성 층 바로 위에 침착된 제1 보호층의 재료는 산소와의 전기음성도 차이가 1.9 미만이기 때문에 산소에 대해 제한된 결합활성(avidity)을 갖지만, 또한 적외선 반사 재료보다는 산소에 대한 결합활성이 높아서 산소가 상기 재료를 통과하는 것을 방지한다. 이는 선행 기술의 교시에 반하는 것으로서, 이 교시에 따르면 기능성 층이 산소에 대해 결합활성을 갖는 Ti 또는 Ta와 같은 층에 의해서 보호되고 있고, 이러한 층이 산소를 흡수하여 기능성 층이 산화되는 것을 방지함으로써 기능성 층의 본질적인 성질이 상실되지 않도록 하고 있다.According to the present invention, the material of the first protective layer deposited directly over the functional layer has limited avidity for oxygen because the electronegativity difference with oxygen is less than 1.9, but also for oxygen rather than infrared reflecting materials. The high binding activity prevents oxygen from passing through the material. This is contrary to the teaching of the prior art, in which the functional layer is protected by a layer such as Ti or Ta having binding activity to oxygen, and this layer absorbs oxygen and prevents the functional layer from being oxidized. The essential properties of the functional layer are not lost.
놀랍게도, 본 발명은 안정적이고 균일한 질의 창유리 형성에 유리한 제조 방법을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 본 발명에 따른 방법은 다중층 코팅을 통해 단열이 향상된 창유리가 수득되도록 하며, 특히 코팅이 승온에서의 열 처리, 예컨대 만곡, 소둔 또는 열 강인화 공정을 거쳐야 하는 생산 라인을 공급하기에 적절하다. 실제로, 열 처리의 시간 및 온도 조건이 제조 과정 동안에 또는 한 제조 주기와 또 다른 제조 주기 사이에서 다소 변화하더라도, 이들 변화는 최종 창유리의 광학적 및 열적 성질에 있어서 선행 기술에 따랐을 때보다 상당히 덜한 영향을 주고, 또한 코팅 구조를 적절하게 선택한 경우에는 영향이 전혀 없다. 그러므로, 본 발명에 따른 방법에서는 창유리가 견디어야 하는 열 처리의 특징에 따라 코팅 구조를 변형시킬 필요가 없다.Surprisingly, it has been found that the present invention provides a manufacturing method advantageous for the formation of glazings of stable and uniform quality. The method according to the invention allows a multilayer coating to obtain a glazing with improved thermal insulation and is particularly suitable for supplying production lines where the coating has to undergo heat treatment at elevated temperatures, such as bending, annealing or heat toughening processes. Indeed, even if the time and temperature conditions of the heat treatment vary somewhat during the manufacturing process or between one manufacturing cycle and another, these variations have a significantly less effect on the optical and thermal properties of the final glazing than when according to the prior art. In addition, if the coating structure is properly selected, there is no effect at all. Therefore, in the method according to the invention, it is not necessary to modify the coating structure according to the characteristics of the heat treatment to which the glazing must withstand.
본 발명의 또 다른 이점은 투명 절연층을 적절하게 선택하면, 본 발명에 따른 방법으로 열 처리 동안 광학적 성질이 거의 변하지 않거나 유의적이지 않은 변화만 있는 다중층 코팅을 통해 단열이 향상된 창유리를 수득할 수 있으며, 이로써 열 처리를 견디는 창유리는, 본 발명에 따른 방법과 동일한 제조 방법으로 수득했지만 미학적으로 바람직하지 않은 차이 없이 열 처리를 견디지 못하는 창유리 대신 사용될 수 있을 것이다.Another advantage of the present invention is that, with proper selection of the transparent insulating layer, the method according to the present invention will yield a glazing with improved thermal insulation through a multilayer coating with little or only insignificant changes in the optical properties during heat treatment. It is possible that a glazing that withstands heat treatment can thereby be used in place of a glazing obtained by the same manufacturing method as the method according to the invention but which does not withstand heat treatment without aesthetically undesirable differences.
이처럼 놀라운 효과에 대한 근거는 완전히 이해되지 않았다. 그러나, 본 발명에 기재된 조건하에서 기능성 층에 제1보호층 및 제2 보호층을 접합시킨 것이 중요한 역할을 한 것으로 사료된다. 구체적으로, 제1 보호층의 재료는 산소에 대해 비교적 낮은 결합활성을 갖기 때문에, 그 산화 정도가 갑자기 변하지 않고, 너무 빠르게 포화에 도달하지 않으며, 기능성 층을 위한 안정한 막을 형성하는 것으로 사료된다. 제1 보호층은 두께가 3 nm를 초과하지 않아서 얇기 때문에, 코팅의 흡수에 제한적인 영향만을 줄 수 있으며, 양호한 투명도를 획득하기에 충분한 산화 수준을 수득하기가 더 용이하다. 그러므로 이러한 제1 보호층은 코팅의 성질을 안정시키는 역할을 한다. 즉, 제2 보호층의 재료는 산소에 대해 충분한 결합활성을 가짐으로써, 산소를 보유하며 이를 너무 쉽게 분리시키지 않는 경향이 있기 때문에, 얇은 두께의 제1 보호층을 사용할 수 있도록 해준다.The rationale for this surprising effect is not fully understood. However, it is considered that bonding the first protective layer and the second protective layer to the functional layer under the conditions described in the present invention played an important role. Specifically, it is considered that since the material of the first protective layer has a relatively low binding activity to oxygen, its oxidation degree does not change suddenly, it does not reach saturation too quickly, and forms a stable film for the functional layer. Since the first protective layer is thin, not exceeding 3 nm in thickness, it can only have a limited effect on absorption of the coating, and it is easier to obtain an oxidation level sufficient to obtain good transparency. Therefore, this first protective layer serves to stabilize the properties of the coating. That is, since the material of the second passivation layer has sufficient binding activity to oxygen, it tends to retain oxygen and does not separate it too easily, it is possible to use the first passivation layer having a thin thickness.
바람직하게는, 제1 보호층은 산소와의 전기음성도 차이가 1.8 미만이고 바람직하게는 1.7 미만인 재료로 구성된다.Preferably, the first protective layer consists of a material having an electronegativity difference with oxygen of less than 1.8 and preferably less than 1.7.
산소와 관련하여 이와 같은 전기음성도 차이를 채택하면, 제1 층을 안정시키는 효과가 강화되는 경향이 있다.Adoption of this electronegativity difference with respect to oxygen tends to enhance the effect of stabilizing the first layer.
바람직하게는, 제2 보호층은 산소와의 전기음성도 차이가 1.6을 초과하고 바람직하게는 1.8을 초과하는 재료로 구성된다. 이것은 제2 보호층의 산소에 대한 친화력을 강화시켜 열 처리 동안에 산소를 보다 쉽게 보유하도록 함으로써, 기능성 층을 향한 산소의 확산을 방지한다.Preferably, the second protective layer consists of a material having an electronegativity difference with oxygen of greater than 1.6 and preferably greater than 1.8. This enhances the affinity for oxygen of the second protective layer to more easily retain oxygen during heat treatment, thereby preventing diffusion of oxygen towards the functional layer.
바람직하게는, 제1 보호층 재료의 전기음성도 값은 적외선 반사 재료의 전기음성도 값보다 적어도 0.05 작다. 이는 열 처리 동안에 산소가 제1 보호층을 통과하여 기능성 층으로 향할 위험성을 감소시킨다.Preferably, the electronegativity value of the first protective layer material is at least 0.05 less than the electronegativity value of the infrared reflective material. This reduces the risk of oxygen passing through the first protective layer to the functional layer during heat treatment.
바람직하게는, 제2 보호층 재료는 제1 보호층 재료의 전기음성도 값보다 적어도 0.1 작고 유리하게는 적어도 0.2작은 전기음성도 값을 가진다.Preferably, the second passivation layer material has an electronegativity value that is at least 0.1 and advantageously at least 0.2 less than the electronegativity value of the first passivation layer material.
전기음성도 값이 제1 보호층보다 작은 재료를 제2 보호층의 재료로 사용하면 본 발명의 유익한 효과를 강화시킨다는 사실이 밝혀졌다. 제2 보호층은 제1 보호층보다 높은 산소에 대한 결합활성을 가지며 이로써 제2 보호층이 산소를 더 쉽게 보유하는 경향이 있기 때문에, 두 재료 간의 전기음성도 차이가 열 처리 동안에 산소가 기능성 층으로 향할 위험성을 감소시키는 것으로 사료된다.It has been found that the use of a material having a smaller electronegativity value than that of the first protective layer as the material of the second protective layer enhances the beneficial effect of the present invention. Because the second protective layer has a higher binding activity to oxygen than the first protective layer, and thus the second protective layer tends to retain oxygen more easily, the difference in electronegativity between the two materials is the difference between the oxygen and the functional layer during heat treatment. It is thought to reduce the risk of going to
적외선 반사 재료를 주성분으로 하는 기능성 층은 예를 들면, 알루미늄, 구리, 아연, 니켈 또는 귀금속, 예컨대 금, 은, 백금 또는 팔라듐을 주성분으로 하는 금속층이다. 적외선 반사 재료는 바람직하게는 은계 재료이다. 은(Ag)은 기능성 층으로 사용하기에 매우 적합한 재료인데, 이는 은이 판매가에 비해 우수한 적외선 반사성을 가지며 감압하에서 음극 스퍼터링에 의해 층을 침착시키는 장치에서 사용하기에 용이하기 때문이다. 재료는 순은, 은과 예를 들면 구리, 알루미늄과의 합금, 또는 은과 적은 양, 대개 0.5 내지 5% 정도의 팔라듐, 구리, 알루미늄, 금 또는 백금과의 합금, 및 바람직하게는 팔라듐과의 합금일 수 있다.The functional layer mainly composed of an infrared reflecting material is, for example, a metal layer mainly composed of aluminum, copper, zinc, nickel or a noble metal such as gold, silver, platinum or palladium. The infrared reflecting material is preferably a silver-based material. Silver (Ag) is a very suitable material for use as a functional layer, since silver has good infrared reflectivity for its selling price and is easy to use in an apparatus that deposits the layer by cathodic sputtering under reduced pressure. The material may be pure silver, an alloy of silver with, for example copper, aluminum, or an alloy of silver with a small amount, usually on the order of 0.5 to 5%, palladium, copper, aluminum, gold or platinum, and preferably with palladium. can be
제1 보호층은 예를 들면, 금속 상태이거나 부분 산화 상태인 아연, 구리, 니켈, 크롬, 인듐, 스테인레스 강 또는 주석 및 이들의 합금 중에서 선택된 재료를 주성분으로 할 수 있다.The first protective layer may be composed mainly of a material selected from, for example, zinc, copper, nickel, chromium, indium, stainless steel or tin in a metallic state or partially oxidized state, and alloys thereof.
바람직하게는, 제1 보호층은 Ni계 합금이고 유리하게는 NiCr계 합금이다. 특히 아주 적합한 합금은 NiCr 80/20 합금이다. Ni 합금은 순수 금속 상태 또는 부분 산화되거나 질화된 상태 또는 산질화물(oxynitride)의 형태로 침착될 수 있다. 이 재료는 높은 광 투과율을 갖는 창유리 형성에 이로운 매우 얇은 두께의 안정화 제1 보호층을 형성하는데 특히 아주 적합한 것으로 밝혀졌다.Preferably, the first protective layer is a Ni-based alloy and advantageously a NiCr-based alloy. A particularly suitable alloy is the NiCr 80/20 alloy. Ni alloys may be deposited in the pure metallic state or in the partially oxidized or nitrided state or in the form of oxynitrides. This material has been found to be particularly well suited for forming a very thin stabilizing first protective layer which is advantageous for the formation of glazings with high light transmittance.
바람직하게는, 제2 보호층의 재료는 티타늄, 알루미늄 또는 탄탈 및 이들의 합금 중에서 선택되고, 유리하게는 티타늄이다. 이들 원소는 산소를 다량 보유하고, 투명한 산화물을 형성시키므로 본 발명의 목적을 위한 제2 보호층으로 가장 적절하다.Preferably, the material of the second protective layer is selected from titanium, aluminum or tantalum and alloys thereof, advantageously titanium. These elements hold a large amount of oxygen and form a transparent oxide, so they are most suitable as the second protective layer for the purpose of the present invention.
바람직하게는, 제1 보호층은 0.5 nm 내지 2.5 nm, 유리하게는 0.5 nm 내지 2 nm, 및 가장 유리하게는 0.6 nm 내지 1.5 nm 범위의 두께로 침착시킨다. 이는 앞서 논의된 최고의 안정화 효과를 제공한다.Preferably, the first protective layer is deposited to a thickness ranging from 0.5 nm to 2.5 nm, advantageously from 0.5 nm to 2 nm, and most advantageously from 0.6 nm to 1.5 nm. This provides the best stabilizing effect discussed above.
바람직하게는, 제2 보호층은 2 nm 내지 6 nm 범위의 두께로 침착시킨다. 제2 보호층 재료에 대한 이 범위의 두께가 산소의 보유 및 기능성 층의 보호에 유리한 것으로 밝혀졌다.Preferably, the second protective layer is deposited to a thickness in the range from 2 nm to 6 nm. It has been found that a thickness in this range for the second protective layer material is advantageous for retention of oxygen and protection of the functional layer.
제2 보호층의 재료는 중성 또는 약하게 산화된 대기중에서 금속 타겟으로부터 발생하는 금속 형태 또는 부분 산화물 형태로 침착될 수 있다. 재료는 또한 비교적 중성인 대기, 예를 들면 산소를 10 내지 20% 함유하고 나머지는 아르곤으로 이루어진 대기중에서, 산화 금속으로 된 세라믹 타겟으로부터 침착될 수 있다. 재료는 이어서 유리하게는 제2 투명 절연층의 일부를 형성하는 산화 금속이 침착되는 동안 산화 플라즈마에 의해 실질적으로 완전히 산화됨으로써, 침착 후에 투명하게 되며, 이는 높은 광 투과율의 형성을 촉진한다. 전체 코팅이 침착된 후에, 제2 보호층은 유리하게는 TiO2, Ta2O5 또는 Al2O3로 형성된다.The material of the second protective layer may be deposited in the form of a metal or in the form of a partial oxide that arises from the metal target in a neutral or lightly oxidized atmosphere. The material may also be deposited from a ceramic target of metal oxide in a relatively neutral atmosphere, for example an atmosphere containing 10 to 20% oxygen and the balance argon. The material is then advantageously substantially completely oxidized by the oxidizing plasma during deposition of the metal oxide forming part of the second transparent insulating layer, thereby becoming transparent after deposition, which promotes the formation of high light transmittance. After the entire coating has been deposited, the second protective layer is advantageously formed of TiO 2 , Ta 2 O 5 or Al 2 O 3 .
다음에 오는 층이 질소 또는 질소-산소 혼합물의 활성 대기중에서 침착된 절연층인 경우, 제2 보호층은 코팅의 침착후에 예를 들면 AlN 또는 AlNxOy와 같은 투명한 질화물 또는 산질화물이 될 수 있다.If the next layer is an insulating layer deposited in an active atmosphere of nitrogen or a nitrogen-oxygen mixture, the second protective layer may be a transparent nitride or oxynitride, for example AlN or AlN x O y after deposition of the coating. have.
제조된 창유리의 최종 광학적 성질과 관련하여 의도한 목적이 보다 낮은 광 투과율이라면, 제2 보호층은 부분적으로 흡수성을 유지할 수 있고 TiN 또는 CrN과 같은 흡수성 화합물이나 ZrN과 같은 반사성 화합물을 함유할 수 있다.If the intended purpose with respect to the final optical properties of the manufactured glazing is lower light transmittance, the second protective layer may partially retain absorptivity and may contain an absorptive compound such as TiN or CrN or a reflective compound such as ZrN. .
제2 보호층을 위해 지정된 원소는 질소보다 산소에 대한 결합활성이 더 높다. 이들은 부분적으로 또는 전체적으로 질화되었을 때조차도, 산소와 관련한 결합활성을 보유하기 때문에 산소를 포획하여 보유할 수 있다.The element designated for the second protective layer has a higher binding activity to oxygen than nitrogen. Even when partially or fully nitrided, they can capture and retain oxygen because they retain oxygen-related binding activity.
그러나, 바람직하게는 제2 보호층의 재료는 금속 형태 또는 부분 산화된 형태로 침착되고, 다음에 침착되는 층의 산화 플라즈마에 의해 완전히 산화된다. 즉, 제2 투명 절연층을 형성하기 위한 금속 타겟으로부터 산화물을 침착시키는 것이 가능하다.However, preferably the material of the second protective layer is deposited in metallic form or partially oxidized form and is then completely oxidized by the oxidizing plasma of the deposited layer. That is, it is possible to deposit an oxide from a metal target for forming the second transparent insulating layer.
바람직하게는, 제2 투명 절연층은 제2 보호층의 재료와는 상이한 원소를 주성분으로 한다. 이는 2개의 상이한 층에 의해 상이한 역할을 하기에 특히 더 적합한 원소의 선택을 도모한다.Preferably, the second transparent insulating layer is mainly composed of an element different from the material of the second protective layer. This leads to the selection of elements which are particularly more suitable for the different roles by the two different layers.
제1 및 제2 투명 절연층은 감압하에서 음극 스퍼터링에 의해 형성시키는 코팅의 분야에서 알려진 그대로의 방식으로 임의의 투명 산화물, 카바이드, 옥시카바이드, 질화물 또는 산질화물을 사용하여 형성시킬 수 있다. 구체적으로는, 하기와 같은 것들을 언급할 수 있다: 규소, 크롬, 지르코늄 또는 알루미늄의 질화물, 산질화물 또는 산화물; 티타늄, 탄탈 또는 규소의 카바이드 또는 옥시카바이드; 크롬의 카바이드 또는 옥시카바이드; 주석, 아연, 티타늄, 비스무트, 마그네슘, 탄탈, 니오븀, 인듐의 산화물; 및 또한 이들 상이한 원소들의 합금. 일부 원소는 또한 유리하게는 도핑될 수 있는데, 예를 들면 알루미늄으로 도핑된 산화 아연 또는 산화 규소와 같은 것이다.The first and second transparent insulating layers can be formed using any transparent oxide, carbide, oxycarbide, nitride or oxynitride in a manner known in the art of coatings formed by cathodic sputtering under reduced pressure. Specifically, the following may be mentioned: nitrides, oxynitrides or oxides of silicon, chromium, zirconium or aluminum; carbides or oxycarbides of titanium, tantalum or silicon; carbide or oxycarbide of chromium; oxides of tin, zinc, titanium, bismuth, magnesium, tantalum, niobium, and indium; and also alloys of these different elements. Some elements may also advantageously be doped, for example zinc oxide or silicon oxide doped with aluminum.
바람직하게는, 적어도 1개의 제1 및 제2 투명 절연층은 아연계 산화 금속을 함유한다. 은을 적외선 반사 재료로 사용할 때, 이 산화 금속은 은을 부동화시키는 유익한 효과를 나타내며, 이는 기능성 층이 예를 들면 열 처리 동안의 화학적 분해에 보다 저항적이 되도록 만들어준다. 아연은 또한 감압하의 음극 스퍼터링에 아주 적합한 금속이다.Preferably, at least one of the first and second transparent insulating layers contains a zinc-based metal oxide. When silver is used as an infrared reflective material, this metal oxide exhibits a beneficial effect of passivating the silver, which makes the functional layer more resistant to chemical degradation, for example during heat treatment. Zinc is also a very suitable metal for cathodic sputtering under reduced pressure.
바람직하게는, 상기 산화 금속은 아연계 및 주석계 합금의 산화물이다. 앞서 지적한 바와 같이, 산화 아연이 특히 유리하다. 그러나, 이것은 두꺼워지면 다공성으로 되는 경향이 있다. 아연-주석 합금이 특히 유리한데, 그 이유는 이러한 경향이 감소하기 때문이다. 유리하게도, 적어도 1개의 제1 및 제2 절연층은 아연계 및 주석계 합금의 산화물로된 2개 층을 상이한 비율로 함유한다. 이는 합금내 아연의 비율을 편의에 따라 적절하게 조정함으로써, 기능성 층에 가장 가까운 절연 부위는 가장 높은 농도의 아연을 보유하게 하여 아연의 유익한 효과에 유리하도록 하고, 다른 절연 부위는 보다 낮은 농도의 아연을 보유하게 하여 층의 다공성 위험을 감소시키도록 해준다.Preferably, the metal oxide is an oxide of a zinc-based and tin-based alloy. As pointed out above, zinc oxide is particularly advantageous. However, it tends to become porous when thickened. Zinc-tin alloys are particularly advantageous because this tendency is reduced. Advantageously, the at least one first and second insulating layer contains in different proportions two layers of oxides of zinc-based and tin-based alloys. This allows the proportion of zinc in the alloy to be appropriately adjusted for convenience, so that the insulating region closest to the functional layer has the highest concentration of zinc, which is advantageous for the beneficial effect of zinc, and the other insulating region has a lower concentration of zinc. to reduce the risk of layer porosity.
유리하게는, 각각의 제1 및 제2 절연층이 아연계 산화 금속을 함유한다. 이에 따라, 아연의 유익한 효과가 전체 코팅에 보다 양호하게 보장된다.Advantageously, each of the first and second insulating layers contains a zinc-based metal oxide. Thereby, the beneficial effect of zinc is better ensured for the overall coating.
앞에서는 오직 단일 기능성 층만 언급했다. 이러한 코팅 유형은 동절기 단열에 매우 유용한 방사율이 낮은 창유리 단위를 용이하게 수득할 수 있도록 한다. 기능성 층을 보다 두껍게 함으로써, 일광 차단율을 증가시킨 창유리를 수득하는 것 또한 가능하다. 그러나, 일반적으로 자동차 전면유리의 경우와 같이, 미학적으로 흥미를 끄는 특별한 외관과 매우 높은 투과율을 보유하면서 일광 차단율의 증가를 필요로 할 때는 2개, 심지어 3개의 기능성 층을 침착시킬 필요가 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 방법의 바람직한 구체예에서는, 적외선 반사 재료를 주성분으로 하는 적어도 2개의 기능성 층을 침착시킨 다음, 각각의 상기 기능성 층 사이에 적어도 1개의 중간 절연층을 침착시킨다.Previously, only a single functional layer was mentioned. This type of coating makes it easy to obtain low emissivity glazing units that are very useful for winter insulation. By making the functional layer thicker, it is also possible to obtain a glazing with increased sun protection. However, two or even three functional layers need to be deposited when an increase in sun protection is required while retaining a very high transmittance and a special aesthetically appealing appearance, as is generally the case with automotive windshields. Therefore, in a preferred embodiment of the method according to the invention, at least two functional layers based on an infrared reflective material are deposited, and then at least one intermediate insulating layer is deposited between each said functional layer.
유리하게는, 다중층 코팅은 크롬, 몰리브덴, 스테인레스 강, 니켈 또는 티타늄, 뿐만 아니라 이들의 합금을 주성분으로 하고, 바람직하게는 티타늄을 주성분으로 하는 박막의 최종 보호층을 침착시킴으로써 완성시킨다. 이는 흠집에 대한 효과적인 보호를 제공한다.Advantageously, the multilayer coating is completed by depositing a final protective layer of a thin film based on chromium, molybdenum, stainless steel, nickel or titanium, as well as alloys thereof, preferably based on titanium. This provides effective protection against scratches.
본 발명은 또한 전술한 방법에 따라 코팅한 기재를 이어서 만곡 또는 강인화 공정으로 처리하는 것을 특징으로 하는, 다중층 코팅을 통해 단열을 향상시킨 만곡되거나 강인화된 창유리의 제조 방법을 포함한다.The invention also includes a method for producing curved or toughened glazing with improved thermal insulation by means of a multi-layer coating, characterized in that the substrate coated according to the method described above is subsequently subjected to a bending or toughening process.
또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 유리 기재를 포함하되, 그 위에 적외선 반사 재료를 주성분으로 하는 적어도 1개의 기능성 층이 침착되어 있고, 이러한 기능성 층 또는 적어도 1개의 기능성 층은 적어도 1개의 투명 절연층으로 둘러싸여 있으며, 상기 기능성 층은 기재 반대쪽 표면에 직접 접촉해서, 최대 3 nm의 기하학적 두께를 가지며 산소와의 전기음성도 차이가 1.9 미만이고 전기음성도 값이 적외선 반사 재료의 전기음성도 값보다 작은, 금속 형태 또는 질화되거나 부분 산화된 형태의 금속성 또는 반금속성 재료로 구성된 제1 보호층으로 피복된 다음, 최대 7 nm의 기하학적 두께를 가지며 산소와의 전기음성도 차이가 1.4를 초과하고 바로 인접한 투명 절연층 재료와는 상이한, 실질적으로 완전히 산화된 형태의 금속 또는 반금속을 주성분으로 하는 재료로 구성된 제2 보호층으로 피복된 것을 특징으로 하는, 다중층 코팅을 통해 단열이 향상된 창유리에 관한 것이다.According to another aspect, the present invention provides a glass substrate comprising at least one functional layer based on an infrared reflective material deposited thereon, said functional layer or at least one functional layer comprising at least one transparent insulating layer wherein the functional layer is in direct contact with the surface opposite the substrate, has a geometric thickness of up to 3 nm, has an electronegativity difference with oxygen of less than 1.9 and an electronegativity value less than the electronegativity value of the infrared reflective material. , coated with a first protective layer consisting of a metallic or semi-metallic material in metallic form or in nitrided or partially oxidized form, then having a geometric thickness of up to 7 nm and having an electronegativity difference of more than 1.4 with oxygen and immediately adjacent transparent A glazing with improved thermal insulation by means of a multilayer coating, characterized in that it is covered with a second protective layer composed of a material based on a metal or semimetal in a substantially completely oxidized form, different from the material of the insulating layer.
추가적인 측면에 따르면, 본 발명은 유리 기재를 포함하되, 그 위에 적외선 반사 재료를 주성분으로 하는 적어도 1개의 기능성 층이 침착되어 있고, 이러한 기능성 층 또는 적어도 1개의 기능성 층은 적어도 1개의 투명 절연층으로 둘러싸여 있으며, 상기 기능성 층은 기재 반대쪽 표면에 직접 접촉해서, 최대 3 nm의 기하학적 두께를 가지며 산소와의 전기음성도 차이가 1.9 미만인, 산화되거나 부분 산화된 형태의 금속성 또는 반금속성 재료로 구성된 제1 보호층으로 피복된 다음, 최대 7 nm의 기하학적 두께를 가지며 산소와의 전기음성도 차이가 1.4를 초과하고 바로 인접한 투명 절연층의 재료와는 상이한, 실질적으로 완전히 산화된 형태인 금속 또는 반금속을 주성분으로 하는 재료로 구성된 제2 보호층으로 피복된 것을 특징으로 하는, 다중층 코팅을 통해 단열을 향상시킨 만곡되거나 강인화된 창유리에 관한 것이다.According to a further aspect, the present invention provides a glass substrate comprising at least one functional layer based on an infrared reflective material deposited thereon, said functional layer or at least one functional layer comprising at least one transparent insulating layer wherein the functional layer is in direct contact with the surface opposite the substrate and is composed of a metallic or semi-metallic material in oxidized or partially oxidized form, having a geometric thickness of at most 3 nm and an electronegativity difference of less than 1.9 with oxygen. metals or semimetals in substantially fully oxidized form, covered with a protective layer, having a geometric thickness of up to 7 nm, an electronegativity difference with oxygen greater than 1.4 and different from the material of the immediately adjacent transparent insulating layer; Curved or toughened glazing with improved thermal insulation by means of a multilayer coating, characterized in that it is covered with a second protective layer composed of a main component material.
본 발명의 이 측면에 따르면, "다중층 코팅을 통해 단열을 향상시킨 만곡되거나 강인화된 창유리"는 층의 침착 공정 후에 강인화 또는 만곡의 열 처리를 수행함을 의미해야 하므로, 이미 코팅된 기재에 강인화 또는 만곡 공정을 수행한다.According to this aspect of the invention, "curved or toughened glazing with improved thermal insulation through a multi-layer coating" should mean to undergo a toughening or bending heat treatment after the deposition process of the layers, and thus A toughening or bending process is performed.
본 발명의 방법에 관한 상이한 층의 구조, 조성물 및 배열과 관련하여 앞서 논의된 특성은 또한 열 처리 전후의 창유리 단위와 관련된 세부사항에도 적용된다.The properties discussed above with respect to the structure, composition and arrangement of the different layers with respect to the method of the present invention also apply to the details relating to the glazing unit before and after heat treatment.
이제 본 발명의 바람직한 실제적 구체예를 일부 비제한적 실시예로 설명하겠다.Preferred practical embodiments of the present invention will now be described by way of some non-limiting examples.
실시예 1Example 1
가로 2 m, 세로 1 m, 및 두께 4 mm인 통상의 소다 석회 유리 시트 1장을 BOC에서 제조한 마그네트론형(magnetron type)의 감압하 음극 스퍼터링 장치에 넣었다. 먼저 제1 스퍼터링실로 보내는데, 이곳의 대기는 대기압에 비해 크게 감소된 압력하에 아르곤 20% 및 산소 80%로 이루어져 있다. 첫번째로 제1 투명 절연층을 유리 시트에 침착시켰다. 아연 53% 및 주석 48%를 함유한 아연-주석 합금의 음극을 사용하여, 먼저 20 nm 두께의 ZnSnOx 층을 침착시켰다. 그 다음, 이와 유사한 대기중에서 ZnSnOx 위에 또 다른 ZnSnOx 층을 아연 90% 및 주석 10%로 이루어진 아연-주석 합금의 타겟으로부터 발생시켜 12 nm 두께로 침착시켰다. 이어서 유리 시트를 또 다른 스퍼터링실로 보내는데, 이곳의 대기는 아르곤 100%로 이루어져 있다. 사실상 순은인 타겟으로부터 발생시킨 10 nm의 은으로 이루어진 기능성 층을 ZnSnOx 층 위에 침착시켰다. 그 다음, 이와 동일한 대기중에서 은 위에 제1 보호층을 침착시키는데, 본 발명의 실시예에서 이러한 제1 보호층은 Ni 80% 및 Cr 20%로 이루어진 합금의 타겟으로부터 발생시킨 1 nm 두께의 NiCr 층이다. 그 다음, 산소 10% 및 아르곤 90%의 대기중에서 NiCr 층 위에 제2 보호층을 침착시키는데, 이는 TiOx의 세라믹 타겟으로부터 발생시킨 5 nm 두께의 TiOx(x는 1.6 내지 1.9 범위)층에 의해 형성되었다. 그 다음, 대기가 산화된, 즉 산소 80% 및 아르곤 20%로 이루어진 또 다른 스퍼터링실에서, TiOx 층 위에 제2 투명 절연층을 침착시켰다. 이를 위해서, Zn 90% 및 Sn 10%로 이루어진 ZnSn 합금의 금속 타겟으로부터 발생시킨 10 nm 두께의 ZnSnOx 층을 먼저 침착시켰다. 플라즈마의 산화 대기는 보다 하부 층인 TiOx의 산화를 완성시킴으로써, ZnSnOx 층 침착 공정의 마지막에 티타늄이 본질적으로 완전하게 산화되어 TiO2의 압축 장벽이 형성됨을 주목해야 한다. 제2 투명 절연층의 침착 후, 산소 80% 및 아르곤 20%의 대기중에서, Zn 52% 및 Sn 48%로 이루어진 ZnSn 합금의 타겟으로부터 발생시킨 15 nm 두께의 ZnSnOx 층을 침착시켰다. 그 다음 3 nm의 TiOx 최종 보호층을 침착시킴으로써 코팅을 완성했다. 모든 ZnSnOx 층은 가능한 한 투명해지도록 충분하게 산화되었음을 주목해야 한다.One conventional soda-lime glass sheet having a width of 2 m, a length of 1 m, and a thickness of 4 mm was placed in a magnetron type cathode sputtering apparatus under reduced pressure manufactured by BOC. It is first sent to the first sputtering chamber, where the atmosphere is composed of 20% argon and 80% oxygen under a greatly reduced pressure compared to atmospheric pressure. First a first transparent insulating layer was deposited on the glass sheet. Using a cathode of a zinc-tin alloy containing 53% zinc and 48% tin, a 20 nm thick ZnSnO x layer was first deposited. Then, another ZnSnO x layer was then generated from a target of a zinc-tin alloy consisting of 90% zinc and 10% tin and deposited to a thickness of 12 nm on top of ZnSnO x in a similar atmosphere. The glass sheet is then sent to another sputtering chamber, where the atmosphere is 100% argon. A functional layer consisting of 10 nm silver generated from a target that was in fact pure silver was deposited over the ZnSnO x layer. A first passivation layer is then deposited over the silver in the same atmosphere, in an embodiment of the present invention, this first passivation layer being a 1 nm thick NiCr layer generated from a target of an alloy consisting of 80% Ni and 20% Cr. am. A second protective layer is then deposited over the NiCr layer in an atmosphere of 10% oxygen and 90% argon, which is achieved by a 5 nm thick layer of TiO x (x is in the range of 1.6 to 1.9) generated from a ceramic target of TiO x . was formed A second transparent insulating layer was then deposited over the TiO x layer in another sputtering chamber in which the atmosphere was oxidized, ie consisting of 80% oxygen and 20% argon. To this end, a 10 nm thick ZnSnO x layer, generated from a metal target of a ZnSn alloy consisting of 90% Zn and 10% Sn, was first deposited. It should be noted that the oxidation atmosphere of the plasma completes the oxidation of the lower layer TiO x , so that at the end of the ZnSnO x layer deposition process, the titanium is essentially completely oxidized to form a compression barrier of TiO 2 . After deposition of the second transparent insulating layer, a 15 nm thick ZnSnO x layer generated from a target of a ZnSn alloy consisting of 52% Zn and 48% Sn in an atmosphere of 80% oxygen and 20% argon was deposited. The coating was then completed by depositing a 3 nm TiO x final protective layer. It should be noted that all ZnSnO x layers have been sufficiently oxidized to be as transparent as possible.
층 침착 장치로부터 꺼냈을 때, 새롭게 코팅된 창유리는 층의 측면에서 관찰시 하기 성질을 가졌다:Upon removal from the layer deposition apparatus, the freshly coated glazing had the following properties when viewed from the side of the layer:
TL = 80%; L = 23; a = -2; b = -13; 방사율 = 0.08.TL = 80%; L = 23; a = -2; b = -13; Emissivity = 0.08.
코팅된 창유리는 690℃의 온도에서 4분 동안 처리한 다음, 냉각 공기를 분사하여 급냉시키는 열 템퍼링 공정을 수행했다. 이러한 열 처리 동안에, NiCr 층은 투명해지기에 충분하도록 산화되었고, 또한 은을 보호하는 효과적이고 안정한 막도 형성되었다. 아래와 같은 강인화 후 코팅의 성질에서 볼 수 있는 바와 같이, 은 층은 매우 얇은 두께의 NiCr 막에도 불구하고 산화되지 않았기 때문에, 이번에는 TiO2 층이 산소를 보유하고 있는 것으로 보인다. 그러므로, 제1 보호층과 제2 보호층의 조합은 은의 기능성 층과 관련하여 특히 유익한 효과를 나타낸다.The coated glazing was treated at a temperature of 690° C. for 4 minutes, and then subjected to a thermal tempering process in which cooling air was sprayed to quench it. During this heat treatment, the NiCr layer was oxidized enough to become transparent, and an effective and stable film protecting the silver was also formed. As can be seen from the properties of the coating after toughening below, since the silver layer was not oxidized despite the very thin NiCr film, this time the TiO2 layer seems to hold oxygen. Therefore, the combination of the first protective layer and the second protective layer exhibits a particularly advantageous effect in relation to the functional layer of silver.
이러한 처리 후, 코팅되고 강인화된 창유리는 층의 측면에서 관찰시, 하기 성질을 가지며:After this treatment, the coated and toughened glazing, when viewed from the side of the layer, has the following properties:
TL = 88%; L = 24.4; a = -1.6; b = -8.6; 방사율 = 0.05;TL = 88%; L = 24.4; a = -1.6; b = -8.6; emissivity = 0.05;
코팅의 전기적 표면 저항은 3.8 Ω/sq.이었고, 계수 k(U값)는 1.2 W/㎡·K 미만이었다.The electrical surface resistance of the coating was 3.8 Ω/sq., and the coefficient k (U-value) was less than 1.2 W/m 2 ·K.
그 다음, 이 코팅된 창유리를 4 mm의 또 다른 투명 유리 시트와 함께 이중 창유리로 조립하는데, 코팅은 이중 창유리의 내부 공간 방향으로 배치한다. 이중 창유리를 위치 3인 층의 측면으로부터 관찰시, 즉 층 없이 우선 투명한 유리 시트를 관찰한 다음, 층의 측면에서 코팅을 갖춘 창유리를 관찰할 때 하기 성질이 확인되었다:This coated glazing is then assembled into a double glazing with another 4 mm clear glass sheet, the coating being placed in the direction of the interior space of the double glazing. When a double glazing is observed from the side of the layer in position 3, i.e., a transparent glass sheet without a layer is first observed, and then a glazing with a coating is observed from the side of the layer:
TL = 79.2%; L = 34.5; a = -1.4; b = -4.TL = 79.2%; L = 34.5; a = -1.4; b = -4.
본 실시예에서는, 별도의 지시가 없는 한 하기 실시예에서와 같이, 광 투과율(TL)은 광원 C 및 L에 관해서 측정하고, a 및 b값은 Hunter의 Lab 시스템에 따른 값이다.In this example, as in the following examples, unless otherwise indicated, light transmittance (TL) is measured with respect to light sources C and L, and values a and b are values according to Hunter's Lab system.
변형으로, 모든 다른 조건들은 동일하게 유지한 상태에서 TiOx의 제2 보호층을, 산소 20%의 대기중에서 세라믹 타겟을 사용하는 대신에 금속 타겟으로부터 침착시켰다. 코팅된 창유리에 대해 수득한 성질은 동일했다.As a variant, a second protective layer of TiOx was deposited from a metal target instead of using a ceramic target in an atmosphere of 20% oxygen, all other conditions being kept the same. The properties obtained for the coated glazing were identical.
실시예 2Example 2
코팅의 침착을 4 mm 대신 6 mm 두께의 유리 시트 상에서 수행한다는 것을 제외하고는, 실시예 1에 기재한 공정과 모든 측면에서 동일한 침착 공정을 사용하여 이를 수행했다.This was done using the same deposition process in all respects as the process described in Example 1, except that the deposition of the coating was carried out on a 6 mm thick glass sheet instead of 4 mm.
이러한 코팅을 갖춘 창유리는 690℃의 온도에서 6분 동안 처리한 다음, 냉각 공기를 분사하여 급냉시키는 열 템퍼링 공정을 수행했다. 이러한 처리 후, 코팅되고 강인화된 창유리는 층의 측면에서 관찰시, 하기 성질을 가지며:The glazing with this coating was treated at a temperature of 690°C for 6 minutes and then subjected to a thermal tempering process in which it was quenched by blowing cooling air. After this treatment, the coated and toughened glazing, when viewed from the side of the layer, has the following properties:
TL = 87.4%; L = 23.1; a = -1.3; b = -8.9; 방사율 = 0.05;TL = 87.4%; L = 23.1; a = -1.3; b = -8.9; emissivity = 0.05;
코팅의 전기적 표면 저항은 3.7 Ω/sq.이었다.The electrical surface resistance of the coating was 3.7 Ω/sq.
그 다음, 이 코팅된 창유리를 4 mm의 또 다른 투명 유리 시트와 함께 이중 창유리로 조립하는데, 코팅은 이중 창유리의 내부 공간 방향으로 배치한다. 이중 창유리를 위치 3인 층의 측면으로부터 관찰시, 하기 성질이 확인되었다:This coated glazing is then assembled into a double glazing with another 4 mm clear glass sheet, the coating being placed in the direction of the interior space of the double glazing. When the double glazing was observed from the side of the layer in position 3, the following properties were confirmed:
TL = 77.8%; L = 34.0; a = -1.2; b = -4.2.TL = 77.8%; L = 34.0; a = -1.2; b = -4.2.
실시예 1과 2를 비교할 때, 동일한 코팅 구조를 사용하는 동일한 층 침착 공정에서 두 실시예 사이에 열 템퍼링 공정의 온도 및 지속기간 조건을 변화시키는 것은 광학적, 측색학적 및 열적 성질을 유의적으로 변형시키지 않는다. 그러므로 본 발명에 따른 방법은 가해진 열 처리에 거의 의존하지 않는 안정한 코팅이 형성되도록 한다.When comparing Examples 1 and 2, varying the temperature and duration conditions of the thermal tempering process between the two examples in the same layer deposition process using the same coating structure significantly modified the optical, colorimetric and thermal properties. don't let The method according to the invention therefore allows a stable coating to be formed that is almost independent of the applied heat treatment.
실시예 3Example 3
코팅의 침착을 4 mm 대신 8 mm 두께의 유리 시트 상에서 수행한다는 것을 제외하고는, 실시예 1에 기재한 공정과 모든 측면에서 동일한 침착 공정을 사용하여 이를 수행했다.This was done using the same deposition process in all respects as the process described in Example 1, except that the deposition of the coating was carried out on an 8 mm thick glass sheet instead of 4 mm.
이러한 코팅을 갖춘 창유리는 690℃의 온도에서 8분 동안 처리한 다음, 냉각 공기를 분사하여 급냉시키는 열 템퍼링 공정을 수행했다. 이러한 처리 후, 코팅되고 강인화된 창유리는 층의 측면에서 관찰시, 하기 성질을 가지며:The glazing with this coating was treated at a temperature of 690°C for 8 minutes and then subjected to a thermal tempering process in which cooling air was sprayed to quench it. After this treatment, the coated and toughened glazing, when viewed from the side of the layer, has the following properties:
TL = 86.4%; L = 33.2; a = -1.6; b = -9.4; 방사율 = 0.05;TL = 86.4%; L = 33.2; a = -1.6; b = -9.4; emissivity = 0.05;
코팅의 전기적 표면 저항은 3.6 Ω/sq.이었다.The electrical surface resistance of the coating was 3.6 Ω/sq.
그 다음, 이 코팅된 창유리를 4 mm의 또 다른 투명 유리 시트와 함께 이중 창유리로 조립하는데, 코팅은 이중 창유리의 내부 공간 방향으로 배치한다. 이중 창유리를 위치 3인 층의 측면으로부터 관찰시, 하기 성질이 확인되었다:This coated glazing is then assembled into a double glazing with another 4 mm clear glass sheet, the coating being placed in the direction of the interior space of the double glazing. When the double glazing was observed from the side of the layer in position 3, the following properties were confirmed:
TL = 77.4%; L = 34.0; a = -1.2; b = -4.0.TL = 77.4%; L = 34.0; a = -1.2; b = -4.0.
실시예 1과 3을 비교할 때, 동일한 코팅 구조를 사용하는 동일한 층 침착 공정에서 두 실시예 사이에 열 강인화 공정의 온도 및 지속기간 조건을 변화시키는 것은 승온에서의 기간이 2배가 되어도 광학적, 측색학적 및 열적 성질을 유의적으로 변형시키지 않는다. 그러므로 본 발명에 따른 방법은 가해진 열 처리에 거의 의존하지 않는 안정한 코팅이 형성되도록 한다.Comparing Examples 1 and 3, varying the temperature and duration conditions of the thermal toughening process between the two examples in the same layer deposition process using the same coating structure is optical, colorimetric even when the period at elevated temperature is doubled. It does not significantly alter the mechanical and thermal properties. The method according to the invention therefore allows a stable coating to be formed that is almost independent of the applied heat treatment.
실시예 4Example 4
감압하 음극 스퍼터링을 위한 마그네트론형 장치에서, 코팅을 하기 순서로 6 mm 유리 시트 상에 침착시켰다. 10 nm 두께의 질화 알루미늄 층을 형성시킨 다음 5% 알루미늄으로 도핑된 20 nm 두께의 산화 아연 층을 형성시켜 제 1 투명 절연층을 침착시켰다. 질화 알루미늄은 아르곤 60% 및 질소 40%로 이루어진 대기중에서 알루미늄 타겟으로부터 침착시켰다. 산화 아연은 산소 70% 및 아르곤 30%로 이루어진 대기중에서, 5% 알루미늄으로 도핑된 아연의 타겟으로부터 침착시켰다. 그 다음, 아르곤 95% 및 산소 5%로 이루어진 중성 대기중에서, 1% 팔라듐으로 도핑된 10.5 nm의 은으로 이루어진 기능성 층을 침착시켰다. 동일한 중성 대기중에서, 0.8 nm의 아연으로 이루어진 제 1 보호층을 침착시킨 다음, 4 nm의 탄탈로 이루어진 제2 보호층을 침착시켰다. 이어서 5% 알루미늄으로 도핑된 15 nm의 산화 아연을 침착시킨 뒤 17 nm의 질화 규소를 침착시켜 제2 투명 절연층을 형성시켰다. 알루미늄으로 도핑된 산화 아연은 O2 70% 및 Ar 30%의 산화 대기중에서 침착시키고, Si3N4는 Ar 40% 및 질소 60% 중에서 침착시켰다.In a magnetron-type apparatus for cathodic sputtering under reduced pressure, the coating was deposited on a 6 mm glass sheet in the following order. A first transparent insulating layer was deposited by forming a 10 nm thick aluminum nitride layer followed by a 20 nm thick zinc oxide layer doped with 5% aluminum. Aluminum nitride was deposited from an aluminum target in an atmosphere of 60% argon and 40% nitrogen. Zinc oxide was deposited from a target of zinc doped with 5% aluminum in an atmosphere of 70% oxygen and 30% argon. A functional layer consisting of 10.5 nm silver doped with 1% palladium was then deposited in a neutral atmosphere consisting of 95% argon and 5% oxygen. In the same neutral atmosphere, a first protective layer made of 0.8 nm zinc was deposited, followed by a second protective layer made of 4 nm tantalum. Subsequently, 15 nm of zinc oxide doped with 5% aluminum was deposited, followed by deposition of 17 nm of silicon nitride to form a second transparent insulating layer. Zinc oxide doped with aluminum was deposited in an oxidizing atmosphere of 70% O 2 and 30% Ar, and Si 3 N 4 was deposited in 40% Ar and 60% nitrogen.
침착 후 코팅된 창유리의 성질은 층의 측면에서 관찰시 하기와 같았다:The properties of the coated glazing after deposition were as follows when viewed from the side of the layer:
TL = 84%; L = 25; a = 0; b = -12; 방사율 = 0.06.TL = 84%; L = 25; a = 0; b = -12; Emissivity = 0.06.
그 다음, 이 코팅된 창유리를 6 mm의 또 다른 투명 유리 시트와 함께 이중 창유리로 조립하는데, 코팅은 이중 창유리의 내부 공간 방향으로 배치한다. 이중 창유리를 위치 3인 층의 측면으로부터 관찰시, 하기 성질이 확인되었다:This coated glazing is then assembled into a double glazing with another 6 mm clear glass sheet, the coating being placed in the direction of the interior space of the double glazing. When the double glazing was observed from the side of the layer in position 3, the following properties were confirmed:
TL = 75%; L = 36; a = 0; b = -6.TL = 75%; L = 36; a = 0; b = -6.
이러한 코팅을 갖춘 단일 창유리는 690℃의 온도에서 6분 동안 처리한 다음, 냉각 공기를 분사하여 급냉시키는 열템퍼링 공정을 수행했다. 이러한 처리 후, 코팅되고 강인화된 창유리는 층의 측면에서 관찰시, 하기 성질을 가지며:A single glazing with this coating was treated at a temperature of 690°C for 6 minutes and then subjected to a thermal tempering process in which cooling air was blown to cool it. After this treatment, the coated and toughened glazing, when viewed from the side of the layer, has the following properties:
TL = 86%; L = 23; a = -1; b = -10; 방사율 = 0.04;TL = 86%; L = 23; a = -1; b = -10; emissivity = 0.04;
코팅의 전기적 표면 저항은 3.4 Ω/sq.이었다.The electrical surface resistance of the coating was 3.4 Ω/sq.
창유리의 성질을 분석함으로써, 코팅은 기능성 층의 임의적 분해 없이 강인화 공정을 매우 잘 견디는 것으로 밝혀졌다.By analyzing the properties of the glazing, it was found that the coating withstands the toughening process very well without arbitrary decomposition of the functional layer.
그 다음, 이 코팅되고 강인화된 창유리를 6 mm의 또 다른 투명 유리 시트와 함께 이중 창유리로 조립하는데, 코팅은 이중 창유리의 내부 공간 방향으로 배치한다. 이중 창유리를 위치 3인 층의 측면으로부터 관찰시, 하기 성질이 확인되었다:This coated and toughened glazing is then assembled into a double glazing with another 6 mm clear glass sheet, the coating being placed in the direction of the interior space of the double glazing. When the double glazing was observed from the side of the layer in position 3, the following properties were confirmed:
TL = 77%; L = 34; a = -1; b = -5.TL = 77%; L = 34; a = -1; b = -5.
광학적 성질이 사실상 변하지 않았으므로, 강인화되거나 그렇지 않은 창유리 단위를 함께 동일한 건물에 용이하게 배치할 수 있음을 주목할 만 하다.It is noteworthy that, as the optical properties were virtually unchanged, glazing units, toughened or not, can be easily placed together in the same building.
실시예 5Example 5
감압하 음극 스퍼터링을 위한 마그네트론형 장치에서, 코팅을 하기 순서로 2 mm 두께의 유리 시트 상에 침착시켰다. 산소 100%의 대기중에서, 아연 90% 및 주석 10%의 아연-주석 합금의 금속 타겟으로부터 침착시킨 혼합 아연주석 산화물로 이루어진 30 nm 두께의 제1 투명 절연층을 침착시켰다. 그 다음, 아르곤 100%의 중성 대기중에서 10 nm 은의 기능성 층을 침착시켰다. 이러한 은 층 위에 NiCr 80/20의 0.7 nm 제1 보호층을 아르곤 100%의 대기중에서 침착시켰다. 이러한 제1 보호층 위에 금속성 티타늄의 타겟으로부터 발생시킨 3 nm의 TiOx를 포함하는 제2 보호층을 산소 20%의 대기중에서 침착시켰다. 그 다음, 70 nm의 ZnSnOx로 이루어진 중간 투명 절연층을 제1 투명 절연층과 동일한 방식으로 침착시켰다. TiOx 층은 ZnSnOx 침착물의 플라즈마에 의해서 완전히 산화되었다. 10 nm은의 제2 기능성 층을 침착시킨 다음 NiCr의 제1 보호층 1.5 nm를 침착시키는데, 둘다 산소 5%의 대기중에서 침착시켰다. 그 다음, 산소 20% 중에서 금속 타겟으로부터 TiOx의 제2 보호층 2.5 nm를 침착시켰다. 산소 100% 중에서 침착시킨 20 nm의 ZnSnOx에 의해서 제2 투명 절연층을 형성시켰다. 제2 절연 침착물의 플라즈마는 바로 아래의 TiOx 층을 완전히 산화시켰다. 코팅을 보호하기 위해서 티타늄계 최종 보호층 3 nm를 침착시켰다.In a magnetron-type apparatus for cathodic sputtering under reduced pressure, the coating was deposited on a 2 mm thick glass sheet in the following order. In an atmosphere of 100% oxygen, a first transparent insulating layer 30 nm thick was deposited consisting of mixed zinc tin oxide deposited from a metal target of a zinc-tin alloy of 90% zinc and 10% tin. A functional layer of 10 nm silver was then deposited in a neutral atmosphere of 100% argon. On this silver layer, a 0.7 nm first protective layer of NiCr 80/20 was deposited in an atmosphere of 100% argon. On this first protective layer, a second protective layer comprising 3 nm TiO x generated from a target of metallic titanium was deposited in an atmosphere of 20% oxygen. Then, an intermediate transparent insulating layer made of 70 nm of ZnSnO x was deposited in the same manner as the first transparent insulating layer. The TiO x layer was completely oxidized by plasma of ZnSnO x deposits. A second functional layer of 10 nm silver was deposited followed by a first protective layer of NiCr 1.5 nm, both deposited in an atmosphere of 5% oxygen. Then, a second protective layer of TiO x 2.5 nm was deposited from the metal target in 20% oxygen. A second transparent insulating layer was formed by 20 nm of ZnSnO x deposited in 100% oxygen. The plasma of the second insulating deposit completely oxidized the TiO x layer immediately below. A titanium-based final protective layer of 3 nm was deposited to protect the coating.
침착 후 코팅된 창유리의 성질은 층의 측면에서 관찰시 하기와 같았다:The properties of the coated glazing after deposition were as follows when viewed from the side of the layer:
TL = 60%; L = 45; a = +3; b = +11; 방사율 = 0.05.TL = 60%; L = 45; a = +3; b = +11; Emissivity = 0.05.
본 실시예에 따른 창유리는 자동차의 전면유리로 성형하기 위한 것인데, 여기서 코팅은 승객 자리의 지나친 과열을 방지하기 위한 확실한 일광 차단 효과를 제공한다.The window glass according to this embodiment is intended to be molded into the windshield of an automobile, wherein the coating provides a reliable sun protection effect to prevent excessive overheating of the passenger seat.
코팅된 창유리에 650℃의 온도에서 12분 동안 만곡 공정을 수행함으로써, 전면유리가 가져야 하는 형태를 부여했다.By performing a bending process on the coated window glass at a temperature of 650° C. for 12 minutes, the shape that the windshield should have was given.
이러한 처리 후, 코팅되고 만곡된 창유리는 층의 측면에서 관찰시, 하기 성질을 가지며:After this treatment, the coated and curved glazing, when viewed from the side of the layer, has the following properties:
TL = 74%; L = 39; a = +5; b = +9; 방사율 = 0.02;TL = 74%; L = 39; a = +5; b = +9; emissivity = 0.02;
코팅의 전기적 표면 저항은 2.4 Ω/sq.이었는데, 이는 가열층으로서 사용하기에 유리한 값이다.The electrical surface resistance of the coating was 2.4 Ω/sq., which is an advantageous value for use as a heating layer.
코팅되고 만곡된 창유리를 0.76 mm의 PVB 필름을 사용하여 2 mm 두께의 투명 유리 시트와 함께 조립함으로써, 적층된 창유리를 형성시켰다.A laminated glazing was formed by assembling the coated and curved glazing with a 2 mm thick transparent glass sheet using a 0.76 mm PVB film.
층에 의해서 적층된 창유리의 위치 2(위치 1은 차량에 설치된 전면유리에서의 외부 표면)에서의 특징은 하기와 같은데:The characteristics at position 2 (position 1 is the outer surface of the windshield installed in the vehicle) of the glazing laminated by the layers are as follows:
TL = 75.5%; L = 35; a = -3; b = -4; Moon에 따른 에너지 투과율 = 45%; Moon에 따른 에너지 반사율 = 34%;TL = 75.5%; L = 35; a = -3; b = -4; Energy transmittance according to Moon = 45%; Energy reflectance according to Moon = 34%;
여기서 광 투과율은 광원 A에 관해서 측정했다.Here, the light transmittance was measured with respect to the light source A.
코팅은 만곡 공정을 매우 잘 견디는 것으로 밝혀졌다.The coating was found to withstand the bending process very well.
Claims (48)
지며 산소와의 전기음성도 차이가 1.4를 초과하고 바로 인접한 투명 절연층 재료와는 상이한, 실질적으로 완전히 산화된 형태의 금속 또는 반금속을 주성분으로 하는 재료로 구성된 제2 보호층으로 피복된 것을 특징으로 하는, 다중층 코팅을 통해 단열이 향상된 창유리.A glass substrate comprising at least one functional layer based on an infrared reflective material deposited thereon, said functional layer or at least one functional layer being surrounded by at least one transparent insulating layer, said functional layer comprising a substrate In direct contact with the opposite surface, the functional layer has a geometric thickness of up to 3 nm and has an electronegativity difference of less than 1.9 with oxygen and an electronegativity value less than the electronegativity value of the infrared reflective material, in metallic form or in nitride. coated with a first protective layer consisting of a metallic or semi-metallic material in an oxidized or partially oxidized form, which is then applied to a geometric thickness of up to 7 nm.
coated with a second protective layer comprising a material mainly composed of a metal or semimetal in substantially fully oxidized form, wherein the electronegativity difference with oxygen exceeds 1.4 and differs from the material of the immediately adjacent transparent insulating layer. glazing with improved thermal insulation through multi-layer coatings.
48. The method according to any one of claims 41 to 47, wherein at least two silver-based functional layers are deposited on a glass substrate and separated by at least one intermediate insulating layer and over each functional layer a first and a second A glazing with improved thermal insulation through a multi-layer coating, characterized in that the protective layer is deposited and in direct contact.
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