NL9401030A

NL9401030A - Transparante beglazingspanelen voor zonlichtbeheersing.

Info

Publication number: NL9401030A
Application number: NL9401030A
Authority: NL
Original assignee: Glaverbel
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1994-06-23
Publication date: 1995-01-16
Also published as: IT1266023B1; GB9412703D0; GB2279365B; LU88503A1; CH687924A5; BE1008858A5; ITTO940482A1; NL195042C; DE4422830B4; DE4422830A1; ITTO940482A0; GB9313416D0; FR2708262A1; GB2279365A; FR2708262B1

Description

Transparante beglazingspanelen voor zonlichtbeheersing.

Deze uitvinding heeft betrekking op transparante beglazingspanelen voor zonlichtbeheersing.

Reflecterende transparante beglazingspanelen voor zonlichtbeheersing zijn een nuttig materiaal geworden voor architecten in het gebruik als buitengevel voor gebouwen. Dergelijke panelen hebben esthetische kwaliteiten door het reflecteren van de onmiddellijke omgeving en het bieden, door de beschikbaarheid in een aantal kleuren, van ontwerpmogelijk-heden. Dergelijke panelen hebben ook technische voordelen door het aan de in een gebouw aanwezigen verschaffen van bescherming tegen zonnestraling door reflectie en/of absorptie en het elimineren van de verblindende effecten van intens zonlicht, waardoor een effectief filter wordt verschaft tegen hel licht, hetgeen het gezichtscomfort verhoogt en oogvermoeidheid vermindert.

Vanuit technisch oogpunt is het wenselijk dat het beglazingspaneel een niet te groot deel van de totale invallende zonnestraling doorlaat opdat het inwendige van het gebouw tijdens zonnig weer niet te warm wordt. De transmissie van de totale invallende zonnestraling kan worden uitgedrukt in termen van de "zonnefactor". Zoals hierin gebruikt houdt de term "zonnefactor" de som in van de totale energie die direct wordt doorgelaten en de energie die wordt geabsorbeerd en weer aan de van de energiebron afgekeerde zijde wordt uitgestraald, in verhouding tot de totale hoeveelheid stralingsenergie die op het beklede glas valt. Het is eveneens wenselijk dat het beglazingspaneel ook een redelijk deel van het zichtbare licht doorlaat teneinde natuurlijke verlichting van het inwendige van het gebouw mogelijk te maken en om de daarin aanwezigen naar buiten te kunnen laten kijken. De transmissie van zichtbaar licht kan worden uitgedrukt in termen van de "transmis-siefactor" als een deel van het invallende licht dat op het beklede substraat valt. Het is derhalve wenselijk de selectiviteit van de bekleding te vergroten, dat wil zeggen de verhouding van de transmissiefactor tot de zonnefactor te vergroten.

Er bestaat een aantal geschriften dat beglazings-panelen beschrijft met een bekleding die bescherming verschaft tegen zonnestraling. Zo belooft het Amerikaanse octrooischrift US 4.902.081 (Viracon) een raam met geringe emissiviteit, lage dimcoëfficiënt en geringe reflectie, waarin een substraat is bekleed met een eerste laag van metaaloxide, een tweede laag van zilver, een derde laag bestaande uit een metaal zoals titanium, een vierde laag van metaaloxide en een buitenste vijfde laag van titaniumnitride. Wij hebben gevonden dat een beglazingspaneel vervaardigd volgens de leer van US 4.902.081 een grijze kleur van lage zuiverheid heeft wanneer het in reflectie wordt bekeken. Terwijl de deskundige het afzetten van verdere lagen zou overwegen om de eigenschappen van bekende beglazingspanelen te wijzigen, zou een dergelijke aanpak duidelijk de kosten en de moeilijkheid bij het vervaardigen verhogen.

Vanuit esthetisch oogpunt geniet het de voorkeur om de zuiverheid van de kleur van de in reflectie bekeken beglazingspanelen te verbeteren, met name zodanig dat de hele beglaasde gevel van een gebouw een uniform uiterlijk heeft wanneer het van buiten wordt bekeken. Van de kleurzuiverheid is gebleken dat deze bijzonder moeilijk gelijktijdig met een relatief hoge verhouding van transmissiefactor tot zonnefactor kan worden bereikt, met name voor blauwe beglazingspanelen.

Het is derhalve een doel van deze uitvinding om een beglazingspaneel te verschaffen met een hoge transmissiefactor, een lage zonnefactor en een hoge zuiverheid van de gereflecteerde kleur. Het is bij voorkeur een verder doel van de uitvinding om een dergelijk beglazingspaneel te verschaffen dat relatief goedkope bestanddelen gebruikt en op een eenvoudige wijze kan worden gevormd.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt een transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheersing verschaft omvattende een substraat dat is bekleed met: (i) een eerste laag omvattende een niet-absorberend materiaal (ii) een tweede laag gekozen uit materialen waarvoor over het golflengte (λ)-bereik van 380 tot 780 nm de spectrale absorptie-index k(A) groter is dan de brekingsindex n(X), en bij de golflengte (λ) van 550 nm de spectrale absorptie-index k( ) meer dan 1,67 keer groter is dan de brekingsindex n(A); (iii) een derde laag omvattende een absorberend materiaal waarvoor de spectrale absorptie-index k( ) over het golflengte (λ)-bereik van 380 tot 780 nm ligt tussen 0,3 en 1,0 keer de brekingsindex η(χ) van het materiaal, waarbij de genoemde derde laag een zodanige dikte heeft dat, wanneer aangebracht als de enige bekleding op een 6 mm dik natronglassubstraat, de lichttransmissiefactor TL daarvan met ten minste 30% is verlaagd ; en (iv) een vierde laag omvattende een niet-absorberend materiaal.

Het beglazingspaneel volgens de uitvinding maakt het mogelijk de gezamenlijke doelen van een hoge selectiviteit met een hoge kleurzuiverheid bij reflectie met lage fabricagekos-ten en een eenvoudige structuur voor de meervoudige bekleding te bereiken. Het bereiken van een hoge kleurzuiverheid is verrassend aangezien een op een meervoudige bekleding volgens US 4902081 aangebrachte laag absorberend materiaal een grijze kleur geeft, wanneer bekeken vanaf de niet-beklede zijde van het substraat. De reden voor dit verschil wordt niet volledig begrepen, maar het lijkt mogelijk te zijn dat het voordeel van de onderhavige uitvinding het gevolg is van het grensvlak tussen het absorberende materiaal van de derde laag en het materiaal van de tweede laag. Wij hebben echter gevonden dat de voordelen van de uitvinding niet worden bereikt indien de volgorde van de tweede en de derde laag wordt omgedraaid, wanneer bekeken vanaf dezelfde niet-beklede zijde, noch indien deze lagen niet worden omgeven door de eerste en vierde lagen niet-absorberend materiaal.

Het substraat heeft bij voorkeur de vorm van een film, zoals een kunststofmateriaalfilm, maar heeft bij voorkeur de vorm van een plaat glasachtig materiaal, zoals glas of een ander transparant stijf materiaal dat in plaatvorm verkrijgbaar is. Het is bijzonder gunstig om getemperd of door warmte versterkt glas te gebruiken, ofschoon gelamineerd glas ook kan worden gebruikt. In het licht van het aandeel invallende zonnestraling dat door het beglazingspaneel wordt geabsorbeerd, met name in omgevingen waarin het paneel aan sterke of langdurige zonnestraling wordt blootgesteld, is er een verwarmingseffeet op het glaspaneel hetgeen betekent dat het gebruik van niet taai gemaakt glas als het substraat bij voorkeur dient te worden vermeden. Echter, de hoge selectiviteit van de beglazingspanelen volgens de uitvinding beperkt de energie absorptie van het paneel bij een gegeven lichttransmissie, hetgeen de noodzaak om het glas taai te maken verkleint.

De verschillende lagen van het beklede beglazings-paneel werken op een gunstige wijze samen om het doel van de uitvinding te bereiken. De precieze verkregen eigenschappen kunnen worden gevarieerd door de keuze van de materialen die elke laag vormen en door de dikte ervan.

Met de term "niet-absorberend materiaal" zoals deze hierin wordt gebruikt bedoelen wij materialen die een "brekingsindex" η(λ) hebben die groter is dan, bij voorkeur wezenlijk groter is dan, de waarde van de "spectrale absorptie-index" k(^) over het totale zichtbare spectrum (380 tot 780 nm). Definities van brekingsindex en spectrale absorptie-index kunnen worden gevonden in International Lighting Vocabulary, gepubliceerd door de International Commission on Illumination (CIE), 1987, blz. 127, 138 en 139. In het bijzonder hebben wij voordeel ervaren door een materiaal te kiezen waarvan de brekingsindex η(λ) groter is dan 10 keer de spectrale absorptie-index k(^) over het golflengtebereik van 380 tot 780 nm. Het niet-absorberende materiaal van de eerste en vierde lagen kan onafhankelijk worden gekozen uit zinksulfide, siliciumcarbide, lithium-, natrium- en thoriumfluoride, zinkselenide, silicium-en aluminiumnitrides, aluminiumoxynitride, barium- en strontiumtitanaten, oxiden van aluminium, beryllium, bismuth, magnesium, silicium (zowel SiO als Si02), tin, titanium, yttrium en zink, en mengsels daarvan. Het niet-absorberende materiaal van de eerste en vierde lagen wordt met de meeste voorkeur gekozen uit Si3N4, AlN, ZnO, Sn02 en TiC>2. De volgende tabel geeft de brekingsindex η(λ) en de spectrale absorptie-index kQO van een aantal geschikte niet-absorberende materialen in het bereik van 380 nm tot 780 nm.

Tabel A

Opmerking: 0 betekent minder dan 10" .

Het geniet de bijzondere voorkeur als het materiaal van de eerste en vierde lagen hetzelfde materiaal is, ten minste voor het gemak van de produktie, en idealiter is dit materiaal zinkoxide en/of tin(IV)oxide terwijl titaniumoxide gunstig is indien een grotere bestendigheid tegen afslijting vereist is. Deze niet-absorberende lagen werken respectievelijk als een basis voor de verdere bekledingslagen en als een bescherming tegen de omgeving. Het is gebruikelijk dat de lagen niet-absorberend materiaal een brekingsindex hebben die groter is dan die van het substraat. Het moet worden opgemerkt dat in de lagen niet-absorberend materiaal van metaaloxide of -nitride het niet wezenlijk is dat het materiaal en de zuurstof of stikstof in stoichiometrische hoeveelheden aanwezig zijn.

De tweede laag is de laag die primair verantwoordelijk is voor de selectiviteit van de bekleding. In het bijzonder hebben dergelijke materialen een spectrale absorptie-index k(^) die over het bereik van het zichtbare licht groter is dan de brekingsindex n(/\) , en ten minste 1,67 keer groter is bij een golflengte van 550 nm. Geschikte van dergelijke materialen omvatten metalen gekozen uit aluminium, koper, goud, nikkel, iridium, platina, palladium, rhodium, zink en zilver, en mengsels daarvan, met name zilver. Lithium, natrium en kalium heb- ben ook de benodigde eigenschappen, maar aangezien deze reactief zijn moeten zij in een gedoteerde vorm worden gebruikt of in de vorm van legeringen. De volgende tabel geeft de brekingsindex n(X) en de spectrale absorptie-index k(A) van een aantal geschikte materialen over het bereik 380 nm/ 550 nm/ 780 nm.

Tabel B

Wanneer in reflectie een blauwe kleur vereist is, geven wij de voorkeur aan het gebruik van zilver, zowel vanwege kostenoverwegingen als vanwege het gemak waarmee het kan worden afgezet. In de volgende beschrijving wordt naar deze laag eenvoudigweg gerefereerd als de zilverlaag.

Het absorberende materiaal van de derde laag is een materiaal waarvan de spectrale absorptie-index k(A) tussen 0,3 en 1,0 keer de brekingsindex van het materiaal is. Met name kan het materiaal van de derde laag zijn gekozen uit wolfraam, roestvast staal (SS) (dat bijvoorbeeld ten minste 12% chroom bevat), nitriden van titanium, chroom of aluminium/titanium-legeringen, het "nitride" van roestvast staal (SSN), en mengsels daarvan. De volgende tabel geeft de brekingsindex n(^) en de spectrale absorptie-index k(A) van een aantal geschikte absorberende materialen in het bereik van 380 nm tot 780 nm.

Tabel C

Opmerking: #SSN = nitride van roestvast staal verkregen door kathode-verstuiving onder gebruikmaking van een roestvaststalen kathode in een stikstofatmosfeer.

Titaniumnitride en het "nitride" van roestvast staal genieten de bijzondere voorkeur. De nitridelaag kan ook elementair of geoxideerd metaal bevatten en in het bijzonder hoeven het metaal en stikstof niet in stoichiometrische verhoudingen aanwezig te zijn. Het absorberende materiaal vormt een absorberende laag en het grensvlak ervan met de tweede laag is verantwoordelijk voor het verminderen van de licht-transmissiefactor van het beklede glas ten opzichte van de totale zonnestraling. Het absorberende materiaal speelt ook een belangrijke rol bij het verkrijgen van de gewenste kleur door het gunstige effect dat afkomstig is van de combinatie daarvan met de eerste, tweede en vierde lagen.

Een tussenlaag omvattende een offermetaal kan tussen de genoemde tweede en derde lagen worden geplaatst, waarbij de genoemde tussenlaag een dikte heeft van minder dan 10 nm. Dit offermateriaal fungeert ter bescherming van de zilverlaag, met name tegen de verandering daarvan die het gevolg kan zijn van het bekleden van de zilverlaag met de laag absorberend materiaal wat zou leiden tot een prestatieverlies van het paneel.

Een dunne laag offermetaal kan, daarenboven, ook worden aangebracht tussen de eerste en tweede lagen. Het offermetaal wordt bij voorkeur gekozen uit aluminium, bismuth, chroom, nikkel-chroomlegering, tin, titanium, zink en mengsels daarvan. Idealiter omvat het nitride van de derde laag een nitride van hetzelfde metaal als het offermetaal van de tussenlaag. De aanwezigheid van de tussenlaag kan de emissiviteitskarakteris-tieken van het paneel wijzigen, zonder de gereflecteerde kleur significant te veranderen, onder de voorwaarde dat de dikte ervan relatief gering is. Met voordeel heeft de tussenlaag een dikte van niet meer dan 6 mm, bij voorkeur niet meer dan 3 nm. Of deze tussenlaag nu volledig transparant wordt in het eindprodukt, of dat deze volledig of gedeeltelijk metaalvormig blijft, of in de vorm van een nitride is, deze zal bij voorkeur zo dun mogelijk zijn teneinde de gereflecteerde kleur die de bekleding zou hebben zonder deze tussenlaag niet te wijzi-i gen, met dit verschil dat indien deze beantwoordt aan de voor waarden van de derde laag, deze in dat geval deel uitmaakt van de derde laag.

Een dunne laag offermateriaal kan ook tussen de genoemde derde en vierde lagen worden aangebracht om de absorberende laag te beschermen tegen verandering daarvan die het gevolg zou kunnen zijn van de bekleding van die laag met de vierde laag.

De dikte van de verschillende op dit paneel aangebrachte lagen zijn belangrijk voor optimale prestaties. Wij geven er de voorkeur aan dat de optische dikte (gemeten door transmissie) van de eerste laag van 10 tot 280 nm is (waarbij de optische dikte het produkt is van de reële, d.w.z. geometrische dikte, en de brekingsindex ervan). Met de meeste voorkeur is de optische dikte van de eerste laag ten minste 100 nm, terwijl de totale optische dikte van de eerste (niet-absorberend materiaal) en vierde (niet-absorberend materiaal) lagen tussen 180 en 270 mm is, waarbij de optische dikte van de eerste laag groter is dan die van de vierde laag, bijvoorbeeld 1,1 tot 1,7 keer zo groot. Derhalve is de optische dikte voor de eerste (niet-absorberend materiaal) laag die de voorkeur geniet van 110 tot 160 nm en die van de vierde (niet-absorberend materiaal) laag van 70 tot 120 nm.

De geometrische dikte van de tweede laag is bij voorkeur 3 tot 18 nm, met de meeste voorkeur 5 tot 15 nm.

De geometrische ditke van de derde laag moet voldoende zijn voor de laag om in het gerede produkt absorberend te werken. Wij hebben gevonden dat de derde laag het vermogen moet hebben, wanneer het als de enige bekleding daarop wordt aangebracht, om de lichttransmissiefactor van een 6 mm dik natronglassubstraat met ten minste 30% te verminderen, waarbij bijvoorbeeld de TL van 90% tot minder dan 60% wordt teruggebracht. De dikte van de derde laag is bij voorkeur zodanig dat, wanneer deze als de enige bekleding op een 6 mm dik natronglassubstraat wordt aangebracht, de lichttransmissie-factor daarvan met ten hoogste 65% wordt verlaagd, dat wil zeggen dat de TL bijvoorbeeld wordt teruggebracht van 90% tot meer dan 25%. Met de meeste voorkeur wordt de lichttransmis-siefactor TL verlaagd met ten minste 35% en ten hoogste 60%, dat wil zeggen dat de TL bijvoorbeeld wordt verlaagd van 90% i tot tussen 55% en 30%.

Met de meeste voorkeur is de dikte van de derde laag zodanig dat, wanneer deze als de enige bekleding op een 6 mm dik natronglassubstraat wordt aangebracht, de lichttransmis-siefactor TL daarvan ten minste 54,5% wordt teruggebracht, dat wil zeggen dat de TL wordt teruggebracht van bijvoorbeeld 90% tot meer dan 35,5%.

De volgende tabel geeft de doorlaatbaarheid (licht-transmissiefactor) TL verkregen met de verschillende bekledingen op een 6 mm natronglassubstraat.

Tabel D

* Er moet worden opgemerkt dat het roestvast staal (SS) in een niet-geoxydeerde vorm moet zijn om deze resultaten te bereiken. Indien een roestvaststalen bekledingslaag geoxydeerd raakt, bijvoorbeeld tijdens het afzetten van een daaropvolgende oxidelaag, moet de dikte van het niet-geoxydeerde roestvast staal zijn zoals door deze getallen aangegeven, teneinde de gestelde doorlaatbaarheid te verkrijgen. Roestvaststaal-oxide is noch geschikt als de eerste laag, noch als de derde laag.

Wij geven er derhalve de voorkeur aan om, wanneer het materiaal van de derde laag titaniumnitride is, een dikte van 12 tot 27 nm te gebruiken, wanneer het materiaal van de derde laag roestvast staal is om een dikte te gebruiken van 3 tot 6 nm, en wanneer het materiaal van de derde laag het "nitride" van roestvast staal is om een dikte van 3 tot 8 nm te gebruiken.

Het vergroten van de dikte van deze laag zal de totale energiedoorlaatbaarheid verminderen en zal, tegelijkertijd, de lichtdoorlaatbaarheid verminderen. De dikte van de absorberende laag zal derhalve ook een effect hebben op de gereflecteerde kleur.

Wanneer een tussenlaag van offermetaal aanwezig is, dan heeft deze laag voor optimale resultaten bij voorkeur een dikte van 0 tot 10 nm, zoals niet meer dan 6 nm, idealiter niet meer dan 3 nm, om de geringe emissiviteit van de zilverlaag te behouden zonder de gereflecteerde kleur wezenlijk te veranderen.

Gewoonlijk zullen geen andere bekledingslagen aanwezig zijn. Derhalve wordt de eerste laag direct op het substraat aangebracht en is de vierde laag een blootgestelde laag. In plaats daarvan kan de volgorde van de lagen worden omgekeerd, waarbij het glassubstraat direct met de vierde laag \tfordt bekleed en de eerste laag een blootgestelde laag is. In dit geval (omgekeerde volgorde) worden de voordelen van de uitvinding, met name de zuiverheid van de kleur, verkregen door het paneel van de beklede zijde te bekijken.

De beglazingspanelen volgens de uitvinding kunnen met algemeen bekende werkwijzen worden vervaardigd, met name door achtereenvolgende vacuümafzetting. Een bewezen techniek voor het aanbrengen van dergelijke lagen is kathodeverstuiving. Dit wordt bij zeer lage druk uitgevoerd, kenmerkend in de orde van 0,3 Pa, om een laag bekledingsmateriaal over het beglazings-paneeloppervlak op te leveren. De werkwijze kan worden uitgevoerd onder inerte omstandigheden, bijvoorbeeld in aanwezigheid van argon, maar kan in plaats daarvan worden uitgevoerd als reactieve verstuiving in aanwezigheid van een reactief gas. Zo kunnen bij de vervaardiging van de beglazingspanelen volgens de uitvinding, wanneer de eerste en vierde (niet-absorberend materiaal) lagen de vorm hebben van oxyden, deze lagen in aanwezigheid van zuurstof worden aangebracht. Wanneer de eerste en vierde (niet-absorberend materiaal) lagen in de vorm van nitriden zijn, kunnen deze lagen worden aangebracht in aanwezigheid van stikstof. De tweede laag moet worden aangebracht in aanwezigheid van een inert gas zoals argon. Met name in het geval van zilver kan een mengsel van argon en stikstof, of eventueel alleen stikstof optioneel worden gebruikt. De reactie tussen zilver en stikstof is niet voldoende om een nitride in de ware betekenissen van het woord te vormen, maar is voldoende om de mechanische eigenschappen van deze laag te wijzigen. Indien een metaalnitride voor de derde laag wordt gebruikt, kan het worden aangebracht in aanwezigheid van stikstof, wat voor het gemak dezelfde atmosfeer kan zijn als die gebruikt voor het aanbrengen van de tweede (zilver) laag.

De bijzondere voordelen van de panelen volgens de uitvinding zijn dat onder de voorkeursomstandigheden de licht-transmissiefactor (TL) meer dan 30% is, bij voorkeur tussen 30% en 65% gemeten bij een paneeldikte van 6 nm of een egui-valente factor bij andere dikten. Verder is de lichttransmis-siefactor (TL) tot de zonnefactor (FS) ten minste 1,0, zoals van ca. 1,2 tot ca. 1,3. Het is een bijzonder voordeel van de panelen volgens de uitvinding dat zij een blauwe kleur vertonen bij reflectie tegen de tegenover de beklede zijde gelegen zijde, waarbij de genoemde blauwe kleur een maximale intensiteitgolflengte heeft in het bereik van 440 tot 490 nm, bij voorkeur in het bereik van 470 tot 485 nm, idealiter ca. 477 nm. Het reflecterend vermogen voor zichtbaar licht van deze zijde is bij voorkeur 13 tot 33%. Daarenboven is de zuiverheid van de gereflecteerde blauwe kleur groter dan 15%, bij voorkeur groter dan 30%, en met voordeel tussen 30% en 40%. De zuiverheid van een kleur wordt gedefinieerd volgens een lineaire schaal waarbij een gedefinieerde witlichtbron een zuiverheid van 0 heeft en de zuivere kleur een zuiverheid van 100% heeft. Met de term "kleurzuiverheid" zoals deze hierin wordt gebruikt, bedoelen wij de excitatiezuiverheid gemeten met lichtbron C zoals gedefinieerd in de International Lighting Vocabulary, gepubliceerd door de International Commission on Illumination (CIE), 1987, blz. 87 en 89. Met de zonnepanelen volgens de stand van de techniek is het niet mogelijk geweest om, met dezelfde vervaardigingswerkwijzen en tegen dezelfde kosten,zuiverheden van de gereflecteerde kleur te bereiken die zo hoog zijn als kunnen worden bereikt met de panelen volgens de onderhavige uitvinding. Volgens een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding wordt een groene gereflecteerde kleur geproduceerd, met een maximale intensiteitgolf lengte in het bereik van 490 nm tot 520 nm.

De panelen volgens de uitvinding kunnen in enkele of meervoudige beglazingssamenstellen gemonteerd. In elk van de gevallen worden de voordelen van de uitvinding het best bereikt wanneer het beklede oppervlak van het paneel het binnenoppervlak is van het buitenste beglazingspaneel. Op deze wijze wordt het beklede oppervlak niet blootgesteld aan de heersende weersomstandigheden die anders sneller de levensduur ervan zouden kunnen verminderen door bevuiling, fysieke beschadiging en/of oxydatie. De panelen volgens de uitvinding kunnen met voordeel worden toegepast in gelamineerde glasstructuren, waarbij het beklede oppervlak het binnenoppervlak is van de laminaatbuitenzijde.

De uitvinding zal thans, louter als voorbeeld, worden beschreven onder verwijzing naar de begeleidende tekeningen, waarin: fig. 1 een schematische doorsnede is door een eerste beglazingspaneel volgens de uitvinding, en fig. 2 een schematische doorsnede is door een tweede beglazingspaneel volgens de uitvinding.

Onder verwijzing naar fig. l omvat beglazingspaneel 10 een getemperd glassubstraat 12 met een dikte van 6 mm. Het glassubstraat heeft een buitenoppervlak 11 dat bestemd is om tijdens gebruik aan de heersende weersomstandigheden te worden blootgesteld. Een eerste bekledingslaag 14 van zinkoxide, met een dikte van 65 nm is direct op het binnenoppervlak 13 van het glassubstraat aangebracht. Deze laag is aangebracht door reactieve kathodeverstuiving van zinkmetaal in een zuurstof-atmosfeer bij een druk van 0,3 Pa. Direct op de zinkoxydelaag 14 is een laag 16 van zilvermetaal aangebracht met een dikte van 12 mm. Deze laag is aangebracht door kathodeverstuiving van zilvermetaal in een argonatmosfeer bij een druk van 0,3 Pa. Direct op de zilverlaag 16 is een laag 18 van titanium-nitride aangebracht met een dikte van 20 nm. Deze laag is aangebracht door reactieve kathodeverstuiving van titanium-metaal in een stikstofatmosfeer bij een druk van 0,3 Pa. Tenslotte is direct op de titaniumnitridelaag 18 een tweede en buitenlaag 20 van zinkoxide aangebracht met een dikte van 34 mm. Deze laag is aangebracht door reactieve kathodeverstuiving van zinkmetaal in een zuurstofatmosfeer bij een druk van 0,3 Pa.

Het hierboven beschreven beglazingspaneel heeft een intens blauwe kleur bij reflectie tegen de niet-beklede zijde. Het werd opgenomen in een dubbele beglazingseenheid met een ruit helder glas met een dikte van 6 mm en een tussenruimte tussen de ruiten van 12 mm. Het beklede oppervlak werd aan het binnenoppervlak geplaatst van de buitenste van de twee begla-zingspanelen. De karakteristieken van het paneel als zodanig (voorbeeld I) en van de dubbele beglazingseenheid (voorbeeld II) zijn als volgt.

Tabel El

De resultaten van voorbeeld I kunnen als volgt worden vergeleken met de resultaten verkregen met een structuur volgens US 4902081, waarnaar hierboven is verwezen (voorbeeld C).

Tabel E2

* Vergelijkingsvoorbeeld

Er wordt opgemerkt dat het paneel volgens US 4 902 081 een lage kleurzuiverheid heeft. De gereflecteerde kleur was grijsachtig geel.

Voorbeelden III tot XI

Volgens de in samenhang met de voorbeelden I en II beschreven werkwijze werden verdere panelen volgens de uitvinding vervaardig en deze bleken, in de vorm van eenvoudige ruiten, de volgende reflectie-eigenschappen te hebben bij reflectie vanaf de niet-beklede zijde.

Tabel F y Ί * - In voorbeeld VIII werd Sn02 gebruikt in plaats van ZnO.

+ - Een enkele TiN-laag met een dikte van 36 nm op een 6 mm glassubstraat zou de TL van 90% tot 33% terugbrengen.

In de voorbeelden IV en V werd ook de zonnefactor (FS) gemeten en de ruiten werden opgenomen in dubbele begla-zingseenheden met een ruit van niet bekleed glas met een zoals hiervoor beschreven structuur. De resultaten waren als volgt.

Tabel G

Onder verwijzing naar fig. 2, alwaar een beglazings-paneel is weergegeven dat vergelijkbaar is met dat weergegeven in fig. 1, met dit verschil dat een tussenlaag 17 van titanium tussen de tweede laag 16 en de derde laag 18 is geplaatst. De dikte van de tussenlaag is 2 ηπι. De tussenlaag 17 is aangebracht door kathodeverstuiven van titanium in een argon-atmosfeer bij 0,3 Pa. De titaniummetaallaag 17 werkt als een tussenliggende offermetaallaag om de zilverlaag 16 te beschermen, in het bijzonder door te reageren met alle zuurstof die door deze laag zou diffunderen, onder vorming van titanium-oxide en verandering van het oppervlak van de zilverlaag 16 voorkomt, wat anders zou leiden tot prestatieverlies van het paneel.

Voorbeeld XII tot XVIII

Onder gebruikmaking van de in samenhang met voorbeelden I en II beschreven werkwijze, werden verdere panelen volgens de uitvinding vervaardigd met een enkel 4 mm dik glassubstraat, waarbij laag (i) op de substraatlaag werd aangebracht en laag (iv) een blootgestelde laag is. De produkten bleken de volgende karakteristieken te hebben, wanneer zij werden bekeken bij reflectie vanaf de niet-beklede zijde van het substraat.

Tabel Hl

Tabel H2

Opmerkingen bij tabel H: *SS = "316" (18/10) roestvast staal met de samenstelling 18% Cr, 10% Ni, 2-3% Mo en ten hoogste: 0,08% C, 2% Mn, 0,045% P, 0,030% S en 1% Si. Er moet worden opgemerkt dat het roestvast staal (SS) in de niet-geoxydeerde vorm moet zijn om deze resultaten te behalen. Roestvaststaaloxide is noch geschikt als de eerste laag, noch als de derde laag. Indien een roestvaststalen bekledingslaag geoxydeerd raakt, bijvoorbeeld tijdens het afzetten van een daaropvolgende oxidelaag, moet de dikte van het niet-geoxydeerde roestvast staal zijn zoals door deze getallen gegeven, teneinde de gestelde doorlaatbaarheid te verkrijgen. De in tabel Hl gegeven dikte voor voorbeeld XV (5,5 nm) is de niet-geoxydeerde dikte die werkelijk wordt gevonden in het eindprodukt. Teneinde de structuur volgens dit voorbeeld te verkrijgen, is het nodig om een dunne barrière van zink, als offermetaal, op de roestvaststalen bekleding af te zetten. Als het zink wordt afgezet, raakt het offerzink geoxydeerd onder vorming van ZnO, dat met de tegelijkertijd afgezette ZnO mengt ter bescherming van het roestvast staal tegen oxydatie. De dikte van het roestvast staal als zodanig wordt in het produkt bepaald.

#SSN = het nitride van het hierboven genoemde roestvast staal, verkregen door kathodeverstuiving onder gebruikmaking van een roestvaststalen kathode in een stikstof-atmosfeer. De exacte samenstelling van het resulterende nitride is onbekend.

+ Een enkele laag TiN met een dikte van 12 nm op een 6 mm glassubstraat zou de TL van 90% tot 60% reduceren, een enkele laag TiN met een dikte van 12,5 nm op een 6 mm glassubstraat zou de TL van 90% tot 58% reduceren, een enkele laag SSN met een dikte van 7 nm op een 6 mm glassubstraat zou de TL

van 90% tot 35% terugbrengen, en een enkele laag van SS met een dikte van 5,5 nm op een 6 mm glassubstraat zou de TL van 90% tot 32% terugbrengen.

Claims

1. Transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheer-sing omvattende een substraat en daarop aangebracht: (i) een eerste laag omvattende een niet-absorberend materiaal (ii) een tweede laag gekozen uit materialen waarvoor over het golflengte (λ)-bereik van 3S0 tot 780 nm de spectrale absorptie-index k(X) groter is dan de brekingsindex n(/\) , en bij de golflengte (X) van 550 nm de spectrale absorptie-index k(X) meer dan 1,67 keer groter is dan de brekingsindex n(X); (iii) een derde laag omvattende een absorberend materiaal waarvoor de spectrale absorptie-index k(X) over het golflengte (Λ)-bereik van 380 tot 780 nm ligt tussen 0,3 en 1,0 keer de brekingsindex η(χ) van het materiaal, waarbij de genoemde derde laag een zodanige dikte heeft dat, wanneer aangebracht als de enige bekleding op een 6 mm dik natronglassubstraat, de lichttransmissiefactor TL daarvan met ten minste 30% is verlaagd; en (iv) een vierde laag omvattende een niet-absorberend materiaal.

2. Transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheer-sing volgens conclusie l, waarbij het niet-absorberende materiaal van de eerste en vierde lagen een brekingsindex heeft groter dan 10 keer de spectrale absorptie-index van het materiaal over het golflengtebereik van 380 tot 780 nm.

3. Transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheer-sing volgens conclusie 1 of 2, waarbij het niet-absorberende materiaal van de eerste en vierde lagen onafhankelijk is gekozen uit nitrides van silicium en aluminium, aluminium-oxynitride, oxyden van aluminium, bismuth, silicium (zowel SiO als Si02), tin, titanium en zink, en mengsels daarvan.

4. Transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheer-sing volgens conclusie 3, waarbij het niet-absorberende materiaal van de eerste en vierde lagen onafhankelijk is gekozen uit Si3N4, A1N, ZnO, Sn02 en Ti02.

5. Transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheer-sing volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het materiaal van de tweede laag is gekozen uit aluminium, koper, goud, nikkel en zilver, en mengsels daarvan.

6. Transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheer-sing volgens conclusie 5, waarbij het materiaal van de tweede laag zilver is.

7. Transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheer-sing volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het absorberende materiaal van de derde laag is gekozen uit roestvast staal, nitrides van titanium, chroom, en aluminim/titanium-legeringen, "nitriden" van roestvast staal en mengsels daarvan.

8. Transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheer-sing volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de optische dikte van de eerste laag ten minste ïoo nm is.

9. Transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheer-sing volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de totale optische dikte van de eerste en vierde lagen tussen 180 en 270 nm is.

10. Transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheer-sing volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de dikte van de eerste laag groter is dan die van de vierde laag.

11. Transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheer-sing volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de dikte van de tweede laag 3 tot 18 nm is.

12. Transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheer-sing volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de dikte van de tweede laag 5 tot 15 nm is.

13. Transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheer-sing volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de dikte van de derde laag zodanig is, dat wanneer aangebracht als de enige bekleding op een 6 mm dik natronglassubstraat, de licht-transmissiefactor TL daarvan met ten hoogste 65% is verminderd.

14. Transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheer-sing volgens conclusie 13, waarbij de dikte van de derde laag zodanig is dat, wanneer aangebracht als de enige bekleding op een 6 mm dik natronglassubstraat, de lichttransmissiefactor TL daarvan met ten minste 35% en ten hoogste 60% is verminderd.

15. Transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheer-sing volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de eerste laag direct op het substraat is aangebracht en de vierde laag een blootgestelde laag is.

16. Transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheer-sing volgens één der voorgaande conclusies, met een licht-transmissiefactor (TL) tussen 30% en 65%, gemeten bij een paneeldikte van 6 mm.

17. Transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheer-sing volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de verhouding van de lichttransmissiefactor (TL) tot de zonnefactor (FS) ten minste 1,0 is.

18. Transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheer-sing volgens één der voorgaande conclusies, dat een blauwe kleur vertoont bij reflectie tegen de tegenover de beklede zijde gelegen zijden, waarbij de genoemde blauwe kleur een maximum intensiteitsgolflengte heeft in het bereik van 440 tot 490 nm.

19. Transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheer-sing volgens conclusie 18, waarbij de genoemde blauwe kleur een maximum intensiteitsgolflengte heeft in het bereik van 470 tot 485 nm.

20. Transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheer-sing volgens één der voorgaande conclusies, dat een reflecterend vermogen voor zichtbaar licht vertoont, vanaf de tegenover de beklede zijde gelegen zijde, van 13 tot 33%.

21. Transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheer-sing volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de zuiverheid van de gereflecteerde kleur groter dan 15% is.

22. Transparant beglazingspaneel voor zonlichtbeheer-sing volgens conclusie 21, waarbij de zuiverheid van de gereflecteerde kleur groter is dan 30%.