PL178985B1

PL178985B1 - Przezroczyste podloze, zwlaszcza szklane, wielowarstwowe i oszklenie o strukturze wielowarstwowej PL PL PL

Info

Publication number: PL178985B1
Application number: PL94304618A
Authority: PL
Inventors: Olivier Guiselin; Jean-Pierre Brochot; Pascal Petit
Original assignee: Saint Gobain Vitrage
Priority date: 1993-08-12
Filing date: 1994-08-11
Publication date: 2000-07-31
Also published as: HK1000533A1; ATE154922T1; ES2105558T3; US6042934A; US6287675B1; US6673427B2; DE69404006T2; PL304618A1; JP4108771B2; HU9402337D0; CZ195094A3; CA2129488A1; NO942976D0; EP0638528A1; NO314844B1; SG52638A1; HU217802B; EP0638528B1; FI943720A0; DK0638528T3

Abstract

1 . Przezroczyste podloze (1), zwlaszcza szklane, wielowarstwowe, z na- niesionymi kolejno pierwszym pokryciem z tworzywa dielektrycznego ( 2), pierwsza warstwa (3) o wlasciwosciach odbijania w podczerwieni, zwlaszcza na bazie metalu, drugim pokryciem z tworzywa dielektrycznego (5), druga warstwa (6) o wlasciwosciach odbijania w podczerwieni, zwlaszcza na bazie metalu, trzecim pokryciem z tworzywa dielektrycznego ( 8), znamienne tym, ze grubosc pierwszej warstwy o wlasciwosciach odbijania w podczerwieni (3) od- powiada 50-75%, korzystnie 60-70%, a zwlaszcza 65% grubosci drugiej war- stwy o wlasciwosciach odbijania w podczerwieni (6) 12 Oszklenie o strukturze wielowarstwowej, zwlaszcza podwójne, zna- mienna tym, ze jako jedno ze szkiel zawiera przezroczyste podloze ( 1), zwlaszcza szklane, wielowarstwowe, z naniesionymi i kolejno pierwszym pokryciem z tworzywa dielektrycznego (2), pierwsza warstwa (3) o wlasciwosciach odbijania w podczerwieni, zwlasz- cza na bazie metalu, drugim pokryciem z tworzywa dielektrycznego (5), druga warstwa (6) o wlasciwosciach odbijania w podczerwieni, zwlasz- cza na bazie metalu, trzecim pokryciem z tworzywa dielektrycznego (8), przy czym grubosc pierwszej warstwy o wlasciwosciach odbijania w podczerwieni (3) odpowia- da 50-75%, korzystnie 60-70%, a zwlaszcza 65% grubosci drugiej warstwy o wlasciwosciach odbijania w podczerwieni (6), i charakteryzujace sie prze- puszczalnoscia swietlna TL rzedu 70% i wspólczynnikiem slonecznym (FS) od 0,32 do 0,42, oraz oszklenie ma zabarwienie niebieskie lub zielone przy odbiciu zewnetrznym PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku są przezroczyste podłoża, zwłaszcza szklane, pokryte pakietem cienkich warstw, obejmującym co najmniej jedną warstwą metaliczną mogącą oddziaływać na promieniowanie słoneczne i/lub na promieniowanie podczerwone o dużej długości fali.

Wynalazek dotyczy również zastosowania takich podłoży do wytwarzania oszkleń termoizolacyjnych i/lub przeciwsłonecznych. Oszklenia te są przeznaczone zarówno do wyposażania budynków jak i pojazdów, zwłaszcza w celu zmniejszenia mocy klimatyzacji i/lub ograniczania nadmiernego przegrzewania wywołanego przez stale rosnący udział powierzchni oszklonych w mieszkaniach.

Znany rodzaj pakietu warstw nadający podłożom takie własności składa się z przynajmniej jednej warstwy metalicznej, takiej jak warstwa srebra, położonej między dwiema warstwami z tworzywa dielektrycznego typu tlenku metalu. Pakiet ten otrzymuje się zazwyczaj jako serię warstw wytworzonych techniką wykorzystującą próżnię, taką jak rozpylenie katodowe z udziałem pola magnetycznego.

Ze zgłoszenia patentowego WO 90/02653 znane jest oszklenie wielowarstwowe przeznaczone dla samochodów, którego podłoże szklane najbardziej „zewnętrzne” w stosunku do kabiny pojazdu jest wyposażone w pakiet pięciu warstw po jego stronie wewnętrznej w kontakcie z warstwą pośrednią z tworzywa termoplastycznego. Pakiet ten składa się z dwóch warstw srebra przedzielonych trzema warstwami tlenku cynku, przy czym warstwa srebra najbliższa zewnętrznemu podłożu - nośnikowi pakietu ma grubość nieco większą od drugiej warstwy srebra.

Oszklenie wielowarstwowe według tego zgłoszenia są stosowane jako szyby przednie pojazdów, co tłumaczy ich bardzo wysokie wartości przepuszczalności świetlnej T_L, zgodne z obowiązującymi normami bezpieczeństwa i w związku z tym wysoką wartość współczynnika słonecznego FS. Taka jednorodność wyglądu jest bardzo interesująca i obecnie bardzo poszukiwana przez architektów w budownictwie.

Ponadto wygląd szyby, zarówno pod względem odbijania jak i przepuszczalności, może być również ulepszony i kontrolowany przez odpowiedni dobór tworzyw i względnych grubości trzech pokryć z tworzywa dielektrycznego.

178 985

I tak, według nie ograniczającego wariantu wynalazku, grubość optyczną pierwszego pokrycia dobiera się w przybliżeniu równą grubości pokrycia trzeciego. Grubość optyczną drugiego pokrycia korzystnie dobiera się większą lub równą 110% sumy grubości optycznych dwóch pozostałych pokryć, a lepiej równą 110-120% tej samej.

Inny, równie korzystny wariant dotyczący względnych grubości pokryć z tworzywa dielektrycznego polega na dobraniu grubości optycznej pierwszego pokrycia większej od grubości optycznej trzeciego pokrycia. Grubość optyczna pierwszego pokrycia może więc odpowiadać co najmniej 110%, zwłaszcza 115-135%, a korzystnie około 125% grubości optycznej trzeciego pokrycia. W tym przypadku zaleca się dobrać grubość optyczną drugiego pokrycia z tworzywa dielektrycznego w przybliżeniu równą sumie grubości optycznej dwóch pozostałych.

W obu przypadkach takie względne proporcje między grubościami optycznymi pokryć pozwalająna uzyskanie przy odbiciu, a także przy przepuszczaniu, barw cenionych z punktu widzenia estetyki, a zwłaszcza niebieskiej lub zielonej.

Drugi wariant daje jednak dodatkową korzyść w stosunku do pierwszego, gdyż poprawia „niewrażliwość” pakietu na zmiany grubości poszczególnych warstw składających się na ten pakiet. Oznacza to, że niewielkie zmiany grubości jednej z warstw pakietu nie prowadzą do widocznych wad wyglądu jednego oszklenia w stosunku do drugiego lub na powierzchni tego samego oszklenia. Punkt ten jest bardzo istotny dla przemysłu, gdzie wytwarza się oszklenia o dużym rozmiarze i/lub w dużych seriach, z ukierunkowaniem na zachowanie możliwe jednorodnego wyglądu i charakterystyk jednej serii w stosunku do drugiej, a zwłaszcza każdej ze stref tego samego oszklenia.

Jeśli idzie o dobór tworzywa do sporządzenia pakietu cienkich warstw, zaleca się położenie każdej z warstw o własnościach odbijania w podczerwieni, zwłaszcza z metalu, na cienkiej warstewce „zaporowej”, zwłaszcza gdy tworzywa dielektryczne tych warstw sąnakładane przez reaktywne rozpylanie katodowe w obecności tlenu. Takie warstewki zaporowe zabezpieczają warstwy metalu przed kontaktem z tlenem, utleniając się częściowo same podczas nakładania górnego pokrycia dielektrycznego. Warstewki te korzystnie sporządza się na bazie stopu niklowo-chromowego, tytanu lub tantalu, a ich grubość wynosi 1-3 nanometrów.

Jeśli chodzi o warstwy wykazujące własności w podczerwieni, dobre rezultaty uzyskuje się z warstwami srebra.

Pokrycia z tworzywa dielektrycznego wykonuje się, zwłaszcza na bazie tlenku tantalu, tlenku cynku, tlenku cyny, tlenku niobu, tlenku tytanu lub mieszaniny niektórych z tych tlenków. Może również zdarzyć się, że przynajmniej jedno z pokryć będzie się w rzeczywistości składało z dwóch warstw tlenku położonych jedna na drugiej, jednej z tlenku cyny, drugiej z tlenku pozwalającego na poprawę zwilżalności warstw o własnościach odbijania w podczerwieni, jak tlenku tantalu lub tlenku niobu zgodnie z zasadą zgłoszenia patentu francuskiego złożonego 11 lutego 1993 pod numerem 93/01546 i zgłoszenia patentu europejskiego złożonego 10 lutego 1994 pod numerem 94400289.8, lub też tlenku tytanu.

Z każdym z tlenków wymienionych powyżej są związane korzyści. Tlenek cyny i tlenek cynku charakteryzują się dużymi szybkościami odkładania przy nanoszeniu przez reaktywne rozpylania katodowe, co jest bardzo interesujące dla skali przemysłowej. Przeciwnie, tlenek tantalu lub tlenek niobu pozwalają na uzyskanie zwiększonej odporności pakietu na agresję mechaniczną lub chemiczną, a ponadto sprzyjają lepszej zwilżalności warstw srebra jeśli są one przyłączone pod spodem warstw tych tlenków. Tlenki mieszane mogą dawać kompromis szybkości odkładania i odporności a położenia dwóch warstw tlenku jednej na drugiej pozwala pogodzić koszt surowców z lepszą zwilżalnością warstw srebra.

Należy również odnotować dodatkową korzyść związaną ze stosowaniem tlenku tantalu: oszklenie zawierające pakiet z tym tworzywem dielektrycznym może być niebieskie zarówno przy odbijaniu jak i przy przepuszczaniu, co jest cenne pod względem estetycznym i równocześnie dziwne, gdyż typowe jest uzyskanie przeciwnie, przy przepuszczaniu, barwy uzupełniającej do otrzymanej przy odbiciu, jeśli omawiane cienkie warstwy są mało lub nie absorbujące.

178 985

Korzystny sposób realizacji pakietu według wynalazku polega na dobraniu grubości 7-9 nanometrów dla pierwszej warstwy metalu i grubości 11-13 nanometrów dla drugiej. Co więcej, korzystnie wybiera się grubość optyczną pierwszego i trzeciego pokrycia z tworzywa dielektrycznego 60-90 nanometrów, przy czym ich grubość geometryczna wynosi zwłaszcza 30-45 nanometrów. Grubość optyczną drugiego pokrycia dobiera się tak, aby wynosiła 140-170 nanometrów, przy czym jego grubość geometryczna wynosi 70-80 nanometrów. Należy tu przypomnieć, że grubość optyczną określa się znanym sposobem jako iloczyn grubości geometrycznej, rzeczywistej, warstwy i współczynnika załamania materiału z którego jest zbudowana. W zależności od rodzaju użytego tlenku współczynnik wynosi, zwłaszcza 1,9-2,1 dla tlenku cyny łub tantalu i około 2,3 dla tlenków typu tlenku niobu.

Podłoże pokryte pakietem według wynalazku może być korzystnie włączone w oszklenie wielokrotne, zwłaszcza jako jedno ze szkieł podwójnego oszklenia izolującego. W tym ostatnim przypadku podwójne oszklenie ma zwłaszcza wartość przepuszczalności świetlnej równą 60-70% i współczynnik słoneczny FS równy 0,32-0,42, które to charakterystyki czyniąje w pełni odpowiednim do stosowania w budownictwie. Ponadto, oszklenie takie ma korzystnie przy odbiciu wygląd niemal niezmieniony niezależnie od kąta widzenia, przy czym wartości a*, b* w układzie kolorymetrycznym (L, a*, b*, c*) pozostają niezmienione, mniejsze od 3 i ujemne.

Można równie dobrze wykonać część oszklenia wielowarstwowego, zwłaszcza z przepuszczalnością świetlną rzędu 70%.

Szczegóły i korzystne charakterystyki wynalazku wynikają z podanych niżej przykładów nie ograniczających, zilustrowanych rysunkiem 1.

We wszystkich przykładach kolejne nanoszenia warstw pakietu prowadzi się przez rozpylanie katodowe z udziałem pola magnetycznego. Można jednak stosować każdą inna technikę nanoszenia, pod warunkiem, że pozwoli na dobrą kontrolę i dobre panowanie nad grubością nanoszonych warstw.

Podłoża, na których odkłada się pakiety, są podłożami ze szkła krzemowo-sodowo-wapniowego o grubości 4 milimetrów, z wyjątkiem przykładów VII-X,.w których podłoża majągrubość 6 milimetrów. Przy oszkleniach podwójnych oszklenia te są połączone z innym podłożem identycznym jak pierwsze lecz nie pokrytym, poprzez pośrednią warstwę gazu o grubości 10 milimetrów, z wyjątkiem przykładów VII-X w których warstwa gazu wynosi 12 milimetrów.

Rysunek 1 przedstawia pakiet według wynalazku i nie zachowuje proporcji w odniesieniu do grubości warstw, dla ułatwienia jego lektury. Na rysunku tym widać podłoże 1 określone poprzednio, na którym położono pierwszą warstwę tlenku cyny lub tantalu 2, pierwszą warstwę srebra 3, warstewkę zaporową ze stopu Ni-Cr lub tytanu (częściowo utlenionych) 4, drugą warstwę tlenku cyny lub tantalu 5, drugą warstwę srebra 6, drugą warstewkę zaporową7 taka samąjak poprzednia i na koniec ostatnią warstwę 8 z jednego z tych samych tlenków.

Instalacja do nanoszenia składa się z co najmniej jednej komory do rozpylania zawierającej katody wyposażone w tarcze z odpowiedniej materiałów, pod którymi przesuwa się stopniowo podłoże 1. Warunki nanoszenia każdej z warstwy są następujące:

* warstwy 3,6 na bazie srebra nanosi się za pomocą tarczy ze srebra, pod ciśnieniem 0,8 Pa i w atmosferze argonu, * warstwy 2, 5, 8, jeśli są na bazie SnO₂, nanosi się przez rozpylanie reaktywne za pomocą tarczy z cyny, pod ciśnieniem 0,8 Pa i w atmosferze argon/tlen o zawartości 36% objętościowych tlenu, * warstwy 2, 5, 8, jeśli sąna bazie Ta₂O₅ lub Nb₂O₅, nanosi się przez rozpylania reaktywne za pomocąodpowiednio tarczy z tantalu lub tarczy z niobu, pod ciśnieniem 0,8 Pa i w atmosferze argon/tlen o zawartości około 10% objętościowych tlenu, * warstwy 4, 7 na bazie Ni-Cr (lub tytanu) nanosi się za pomocą tarczy ze stopu nikielchrom (lub z tytanu), zawsze pod tym samym ciśnieniem i w atmosferze argonu.

Gęstości mocy i szybkości przesuwania się podłoża 1 są dobrane znanym sposobem umożliwiającym uzyskanie żądanych grubości warstw.

We wszystkich przykładach poniżej, z wyjątkiem ostatniego jako tworzywo dielektryczne dla warstw 2, 5, 8 dobrano tlenek tantalu.

178 985

Przykłady I-V. Przykłady I, II i V są przykładami porównawczymi w tym sensie, że w tych trzech przypadkach warstwy srebra 3, 6 mają bądź niemal równe grubości (przykład I) bądź grubości różne, lecz których asymetria jest odwrócona w stosunku do zalecanej według wynalazku (przykłady II i V).

Przykłady III i IV ilustrują zasady wynalazku.

W tabeli 1 poniżej podano dla każdego z przykładów rodzaj i grubości (w nanometrach) warstw omawianego pakietu. Warstewki zaporowe 4, 7 są określone jako Ni-Cr, przy czym wiadomo, że są one częściowo utlenione.

Tabela 1

	Prz. I	Prz. II	Prz. III	Prz. IV	Prz. V
Szkło	(1)	-	-	-	-	-
Ta₂O₅	(2)	36,5	34,5	32	32	32
Ag	(3)	10	2	8	8	12
Ni-Cr	(4)	2	2	2	3	2
Ta^Os	(5)	77,5	94,5	77,5	72,5	77,5
Ag	(6)	11	8	12	12,5	8
Ni-Cr	(7)	2	2	2	2	2
Ta₂Os	(8)	33,5	35	33,5	32	33,5

W tabeli 2 poniżej podano dla każdego z powyższych przykładów wartości przepuszczalności świetlnej T_L w procentach, współczynnika słonecznego FS obliczonego według normy DIN 67507 (Aneks A 233) w procentach, wartości długości fali dominującej lambda-dom-t w nanometrach oraz czystości zabarwienia p.t. w procentach. Ponadto w tabeli tej podano wartości odbicia światła R_L w procentach, długości fali dominującej przy odbiciu lambda-dom-r i czystości przy odbicia p.r. w procentach, przy czym pomiary kolorymetryczne prowadzono przy normalnym kącie podania. Wszystkie te pomiary dotyczyły podłoża zmontowanego w podwójne oszklenie, w odniesieniu do iluminanta D₆₅.

Tabela 2

	Prz. I	Prz. II	Prz. III	Prz. IV	Prz. V
Tl	69	66	70	61	62
FS	42	42	42	38	38
Lambda-dom-t	493	489	498	490	478
p.t.	2	5	2	4	6
Rl	12	19	10	10	21
Lambda-dom-r	561	641	486	487	574
p. r.	3	9	3	6	35

Ponadto, w tabeli 3 poniżej zestawiono wartości długości fali dominującej przy odbiciu lambda-dom-r, czystości przy odbiciu p.r. Dla niektórych z poprzednich przykładów (podłoża były zawsze montowane w podwójne oszklenia), lecz tym razem mierzonych przy kącie podania w stosunku do normalnego do płaszczyzny podłoża odpowiednio 60° i 70°.

178 985

Tabela 3

	Prz. I	Prz. II	Prz. III	Prz. V
Lambda-dom-r(60°)	470	569	480	571
p.r. (60°)	5,4	3	4,68	8
Rl (60°)	19	28	20	27
Lambda-dom-r(70°)	462	490	481	-498
p. r. (70°)	4,3	4	3,0	0,8
Rl (70°)	32	39	34	36

Przeprowadzono inne pomiary kolorymetryczne przy katach padania 0° i 60°, tym razem a układzie (L*, a*, b*). Pomiary te wykonano dla przykładów II i III oraz dla przykładu V, który był pod każdym względem identyczny z przykładem ΠΙ, oprócz faktu, że warstwy srebra 3 i 6 zostały odwrócone, a więc znalazł się poza warunkami zalecanymi przez wynalazek.

W tabeli 4 poniżej zestawiono wartości a* i b* oraz c* nazywanej wysyceniem i równej pierwiastkowi kwadratowemu z sumy kwadratów a* i b*.

Tabela 4

	Prz. II	Prz. III	Prz. V
a* (0°)	12,2	-0,9	-2,2
b* (0°)	3,1	-3,1	22
c* (0°)	12,6	3,2	22,1
a* (60°)	-1	-0,9	-1,7
b* (60°)	2	-3	6
c* (60°)	2,2	3,13	6,2

Ze wszystkich tych danych można wyciągnąć następujące wnioski.

Przy normalnym kącie padania, przez nadanie różnych grubości dwóm warstwom srebra, i to tylko w taki sposób, aby warstwa srebra najbliższa podłożu była wyraźnie najcieńsza, można uzyskać oszklenia, które są niebieskie przy odbiciu.

Należy zaznaczyć, że oszklenie według wynalazku, zwłaszcza gdy wybranym dielektrykiem jest tlenek tantalu, są niebieskie także przy przepuszczaniu.

Jak wynika z tabeli 2, tylko przykłady III i IV wykazują w praktyce wartości lambda-dom-r rzędu 486 nanometrów i lambda-dom-t 490 nanometrów. Przeciwnie, oszklenia z przykładów I i V wykazująprzy odbiciu zabarwienie żółte, podczas gdy oszklenie z przykładu II daje zabarwienie czerwono-purpurowe.

Ponadto, czystość barwy przy odbiciu p.r. z przykładu II, bliska 10%, jest znacznie wyższa niż w przykładach III i IV według wynalazku (wartość p.r. jest jeszcze wyższa dla przykładu V).

Z drugiej strony, oszklenia z przykładów HI i IV według wynalazku wykazują dobrą selektywność, co najmniej 1,6 lub 1,7, przy współczynniku słonecznego równym 42% lub mniejszym.

Otrzymanie korzystnej kolorymetrii według wynalazku nie powoduje więc pogorszenia własności ochrony przeciwsłonecznej omawianych oszkleń.

Tabele 3 i 4 pozwalają na ocenę charakteru jednorodności wyglądu przy odbiciu oszkleń według niektórych z poprzednich przykładów. Z tabeli 3 wynika, że oszklenie z przykładu 3 według wynalazku zachowuje kolor niebieski przy odbiciu, z wartością lambda-dom-r która pozostaje niemal stałą 486 przy 0° do 481 przy 70°, przy czym czystość przy odbiciu pozostaje również bardzo umiarkowana. Przeciwnie, oszklenie według przykładu I, gdzie warstwy srebra

178 985 mająw przybliżeniu takąsamągrubość, przechodzi od zabarwienia żółtego przy odbiciu pod normalnym kątem podania do zabarwienia niebieskiego, a następnie fioletowego przy 60° a następnie 70°.

Na podstawie tabeli 4 można potwierdzić, że tylko przykład III według wynalazku pozwala na zachowanie barwnego wyglądu przy odbiciu, jednakowego bez względu na kąt podania, gdyż wartości a* i b* pozostają niezmienione, podobnie jak wysycenie c*.

Nie ma to miejsca w przypadku oszkleń z przykładów II i V, gdzie wartości a* i b* zmieniają się całkowicie w zależności od kąta padania. I tak, wartość a* przechodzi, dla oszklenia z przykładu Π, od bardzo wysokiej wartości dodatniej 12,2 przy 0° do wartości ujemnej i bardzo niskiej -1 przy 60°.

Jedynie więc przykłady według wynalazku godząselektywność z jednorodnością wyglądu.

Przykłady VI i VII. W obu tych przykładach jako tworzywo dielektryczne stosowano zamiast tlenku tantalu tlenek cyny, a do tworzenia warstewek zaporowych użyto bądź tytanu (przykład VI) bądź Ni-Cr (przykład VII).

W tabeli 5 podano wartości grubości (w nanometrach) użytych dla każdej z warstw pakietu.

Tabela 5

	Prz. VI	Prz. VII
Szkło	(O	-	-
SnO?	(2)	34	32
Ag	(3)	8	8
Ti lub Ni-Cr	(4)	1	1,5
SnO₂	(5)	77	74,5
Ag	(6)	12	11,6
Ti lub Ni-Cr	(7)	1	1,5
SnO₂	(8)	35	33

Tak pokryte podłoża zostały zmontowane w podwójne oszklenia, jak wyjaśniono poprzednio. Pomiary fotometryczne dla podwójnych oszkleń zestawiono w tabeli 6 poniżej (pomiary pod normalnym kątem podania).

Tabela 6

	Prz. VI	Prz. VII
T_L	66	65
FS	38	39
Rl	10,4	9,4
Lambda-dom-r	511	484
p. r.	2	2
a*	-	-0,5
b*	-	-1,1

Oszklenia te, podobnie jak oszklenia z przykładów III i IV, nie wykazują wyraźnej zmiany wyglądu przy odbiciu, niezależnie od kąta pomiaru. Wykazują one przy odbiciu zabarwienie głównie zielone dla przykładu VI i głównie niebieskie dla przykładu VII, które to zabarwienia

178 985 pozostąjąjednak bardzo neutralne, jeśli uwzględni się towarzyszące im bardzo niskie wartości czystości.

Oszklenia wielowarstwowe, w które włączano powleczone podłoża z pakietu według wynalazku, zachowują korzystną kolorymetrię obserwowaną w przypadku podłoży monolitycznych lub zmontowanych w oszklenia podwójne.

I tak, powleczone podłoże z pakietu według przykładu III zostało połączone z innym podłożem tego samego typu, lecz pozbawionym warstwy, za pomocą standardowego filmu poliwinylobutyralu o grubości 0,3 milimetra.

W tabeli 7 poniżej zestawiono dla takiego oszklenia wielowarstwowego objaśnione już wcześniej wartości T_L, p.t., lambda-dom-t, a* i b* dotyczące wyglądu przy przepuszczaniu oraz odpowiednie wartości R_L, p.r., lambda-dom-r, a* i b* dotyczące wyglądu przy odbiciu od strony podłoża wyposażonego w pakiet warstw (jednostki takie same jak poprzednio).

Tabela 7

T_L p. t. lambda-dom-t a* b*	70 1,2 502 -3,27 0,52
Rl	14
p.r.	8
lambda-dom-r	483
a*	-2,2
b*	-4,4

Z tabeli 7 wynika, że wprowadzenie podłoży pokrytych według wynalazku do struktury oszklenia wielowarstwowego nie psuje ich kolorymetrii estetycznej: tak otrzymane oszklenie wielowarstwowe pozostaje niebieskie lub zielone zarówno przy przepuszczaniu jak i odbiciu.

Poprzednie przykłady III, IV i VI według wynalazku dotyczą „pierwszego wariantu” wynalazku opisanego powyżej, to znaczy przestrzegają doboru względnych grubości między warstwami tlenku 2, 5 i 8, w przybliżeniu następującego: grubość warstwy 2 równa się mniej więcej grubości warstwy 8, grubości warstwy 5 „środka” jest nieco wyższa od sumy grubości dwóch pozostałych warstw 2 i 8 (w przykładach tych można mówić niezależnie o grubości geometrycznej lub grubości optycznej, gdyż trzy warstwy wykonane są z tego samego tlenku).

„Drugi wariant” według wynalazku będzie zilustrowany niżej za pomocą kolejnych przykładów, a zwłaszcza za pomocą przykładu VIII. W wariancie tym stosunki grubości między warstwami tlenku 2, 5 i 8 są nieco zmienione, przy czym grubość optyczna warstwy 2 jest znacznie (zwłaszcza o 25%) wyższa od grubości warstwy 8. Grubość optyczna warstwy 5 (lub suma grubości optycznych różnych pod-warstw składających się na nią) jest tu w przybliżeniu równa sumie grubości optycznych dwóch pozostałych warstw 2 i 8.

Przykład VIII. Podłoże według tego przykładu pokryto pakietem zbliżonym do opisanego w przykładzie VII: warstwy 2,5 i 8 były sporządzone z tlenku cyny, lecz miały różne grubości.

W tabeli 8 poniżej podano wartości grubości (w nanometrach) wszystkich warstw omawianego pakietu.

178 985

Tabela 8

	Prz. VIII
Szkło	(1)	-
SnO₂	(2)	41
Ag	(3)	8
Ni-Cr	(4)	1,5
SnO₂	(5)	74,5
Ag	(6)	12
Ni-Cr	(7)	1,5
SnO₂	(8)	33

Podłoże zmontowano w podwójne oszklenie. Wyniki pomiarów fotometrycznych przeprowadzonych na podwójnym oszkleniu zestawiono w tabeli 9 poniżej (pomiar pod normalnym kątem padania).

Tabela 9

	Prz. VIII
T_L	65
FS	39
Rl	9,1
lambda-dom-r	486
p.r.	1
a*	-0,7
b*	-0,5

Przy porównaniu tych rezultatów z uzyskanymi zwłaszcza w przykładzie VII stwierdza się, że otrzymano identyczne wartości T_L i FS. Jeśli chodzi o wygląd przy odbiciu, mieści się on również w barwie niebieskiej, przy czym jest ona jeszcze bardziej neutralna, gdyż czystość wynosi około 1%, a wartości a* i b* są znacznie niższe od 1. Inna korzyść z rodzaju pakietu według przykładu VII polega na tym, że łatwiej dopuszcza on niewielkie zmiany grubości warstw pakietu w różnych miejscach podłoża, nie powodując zauważalnych zmian jego wyglądu.

Jeśli wykona się pomiary a* i b* przy odbiciu w różnych punktach podłoża według przykładu VUI zmontowanego w oszklenie podwójne, to stwierdzi się, że różnice wartości pozostają globalnie niższe od 1, a więc są niedostrzegalne dla oka ludzkiego, nawet gdy warstwy wykazują lokalne zmiany grubości o +/- 4% każda. Jest to bardzo ważne dla przemysłu, gdyż pozwala łatwiej otrzymać oszklenia równocześnie jednorodne, to znaczy nie wykazujące lokalnych zmian wyglądu, i odtwarzalne, to znaczy o jednakowym wyglądzie poszczególnych oszkleń w ramach serii lub kilku serii. Oznacza to, że dla danej linii produkcyjnej, mającej własną granicę sprawności, zwłaszcza w odniesieniu do regularności otrzymywanych warstw, pakiet taki okaże się mniej wrażliwy niż inne na zmiany grubości warstw wywołane w trakcie produkcji, a więc globalnie będzie miał lepszą jakość optyczną.

Przeciwnie, jeśli wymaga się określonej jakości optycznej, można dla tego typu pakietu użyć linii produkcyjnej w warunkach łagodnieszych lub użyć linii o nieco mniejszej sprawności.

Można ponadto odnotować, że równie korzystne z punktu widzenia przemysłu jest to, aby warstwa 5 miała grubość prawie równą sumie grubości warstw 2 i 8. W praktyce wystarczy użyć dwie tarcze, w tym wypadku z cyny, dla których można regulować dostarczaną moc w odpowiednich komorach nanoszenia: warstwę 2 otrzymuje się więc przez przeprowadzenie podłoża pod

178 985 jedną z tarcz z regulacjami pozwalającymi na położenie odpowiedniej, uprzednio określonej grubości. Podobnie, warstwę 8 otrzymuje się przez przeprowadzenie podłoża pod drugą tarczą z regulacjami pozwalającymi na uzyskanie warstwy o odpowiedniej, uprzednio określonej grubości. Jeśli chodzi o warstwę 5, to otrzymuje się ją przeprowadzając podłoże kolejno pod każdąz tarcz, tak aby na podłożu ułożyły się jedna na drugiej: grubość warstwy odpowiadająca grubości warstwy 2 (lub 8), następnie grubość warstwy odpowiadająca grubości warstwy 8 (lub 2), czyli faktycznie suma grubości tych dwóch warstw, bez potrzeby stosowania trzeciej tarczy.

Przykłady ΙΧ-ΧΙΙ. Przykłady te miały na celu poprawę zwilżalności, a więc sprawności, co najmniej jednej z warstw srebra. W przykładach tych wykorzystano zasadę cytowanego wcześniej zgłoszenia patentu europejskiego nr 94400289.8.

W przypadku przykładów IX i X, warstwy 2 i 8 były jak poprzednio z tlenku cyny, lecz warstwa 5 była podzielona na dwie warstwy położone jedna na drugiej, pierwszą 5 z tlenku cyny, drugą oznaczoną 5 bis z tlenku tantalu (dla przykładu IX) lub z tlenku niobu (dla przykładu X). Można było ewentualnie przewidzieć cienką pod-warstwę metaliczną pod warstwą srebra 6, z Ni-Cr lub z Sn.

W przypadku przykładów XI i XII, również warstwa 2 była podzielona na dwie warstwy położone jedna na drugiej, pierwszą 2 z tlenku cyny, drugą oznaczoną 2 bis, z tlenku tantalu (dla przykładu XI) lub z tlenku niobu (dla przykładu XII). Można było ewentualnie przewidzieć cienką pod-warstwę metaliczną pod warstwą srebra 3.

A więc, w przypadku przykładów IX i X poprawiano zwilżalność drugiej warstwy srebra 6, podczas gdy w przypadku przykładów XI i XII poprawiano zwilżalność obu warstw srebra 3 i 6.

W tabeli 10 poniżej podano grubości (w nanometrach) obecnych warstw.

Tabela 10

	Prz. IX i X	Prz. XI i XII
Szkło	(1)	-	-
SnO₂	(2)	41	30-31
Ta₂O₅ lub Nb₂O₅	(2bis)	0	10
Ag	(3)	8	8
Ni-Cr	(4)	1,5	1,5
SnO₂	(5)	64	64
Ta₂O₅ lub Nb₂O₅	(5bis)	10	10
Ag	(6)	12	12
Ni-Cr	(7)	1,5	1,5
SnO₂	(8)	33	33

Stwierdzono niewielką poprawę własności przeciwsłonecznych wszystkich pakietów. Ponadto, użycie tlenków znanycb z trwałości, jak tlenku tantalu lub niobu, wpłynęło na poprawę trwałości całego pakietu, a zwłaszcza wytrzymałości mechanicznej. Poprawa wytrzymałości mechanicznej wyraziła się zwłaszcza w przykładach XI i XII.

W podsumowaniu, oszklenia według wynalazku posiadają równocześnie dobrą selektywność rzędu 1,70, wygląd jednorodny i przyjemny dla oka (zwłaszcza zabarwienie niebieskie lub zielone przy odbiciu, i ewentualnie także przy przepuszczaniu) a także paletę wartości przepuszczalności świetlnej, która czyni je nadającymi się do stosowania jako oszklenia przeciwsłoneczne w budynkach, zwłaszcza w postaci oszkleń podwójnych, przy czym pakiet cienkich warstw znajduje się korzystnie po stronie 2 (strony sąnumerowane zwyczajowo począwszy od frontu do wnętrza budynku lub pomieszczenia).

Podłoża pokryte warstwami według zasad wynalazku mogą być z korzyścią stosowane również do produkcji oszkleń wielowarstwowych.

178 985

ISIS

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Przezroczyste podłoże (1), zwłaszcza szklane, wielowarstwowe, z naniesionymi kolejno pierwszym pokryciem z tworzywa dielektrycznego (2), pierwszą warstwą (3) o właściwościach odbij ania w podczerwieni, zwłaszcza na bazie metalu, drugim pokryciem z tworzywa dielektrycznego (5), drugą warstwą (6) o właściwościach odbijania w podczerwieni, zwłaszcza na bazie metalu, trzecim pokryciem z tworzywa dielektrycznego (8), znamienne tym, że grubość pierwszej warstwy o właściwościach odbijania w podczerwieni (3) odpowiada 50-75%, korzystnie 60-70%, a zwłaszcza 65% grubości drugiej warstwy o właściwościach odbijania w podczerwieni (6).
2. Przezroczyste podłoże (1), według zastrz. 1, znamienne tym, że grubość optyczna drugiego pokrycia z tworzywa dielektrycznego (5) jest większa lub równa 110% sumy grubości optycznych dwóch pozostałych pokryć (2,8) z tworzywa dielektrycznego, a korzystnie odpowiada 110-120% tej sumy.
3. Przezroczyste podłoże (1), według zastrz. 2, znamienne tym, że grubości optyczne pierwszego pokrycia z tworzywa dielektrycznego (2) i trzeciego pokrycia z tworzywa dielektrycznego (8) są w przybliżeniu równe.
4. Przezroczyste podłoże (1), według zastrz. 1, znamienne tym, że grubość optyczna pierwszego pokrycia z tworzywa dielektrycznego (2) jest większa od grubości optycznej trzeciego pokrycia z tworzywa dielektrycznego (8), przy czym grubość optyczna pierwszego pokrycia (2) odpowiada co najmniej 110%, zwłaszcza co najmniej 110-140%, a korzystnie 125% grubości optycznej trzeciego pokrycia (8).
5. Przezroczyste podłoże (1), według zastrz. 4, znamienne tym, że grubość optyczna drugiego pokrycia z tworzywa dielektrycznego (5) jest w przybliżeniu równa sumie grubości optycznych pierwszego i trzeciego pokrycia (2, 8) z tworzywa dielektrycznego.
6. Przezroczyste podłoże (1), według zastrz. 1, znamienne tym, że nad każdą warstwą o właściwościach odbijania w podczerwieni (3,6) znajduje się cienka warstewka metaliczna (4,7) „zaporowa” częściowo utleniona, zwłaszcza na bazie stopu nikiel-chrom lub tytanu, korzystnie o grubości 1-3 nanometrów.
7. Przezroczyste podłoże (1), według zastrz. 1, znamienne tym, że warstwy (3, 6) o właściwościach odbijania w podczerwieni są na bazie srebra.
8. Przezroczyste podłoże (1), według zastrz. 1, znamienne tym, że przynajmniej jedno z trzech pokryć z tworzywa dielektrycznego (2,5,8) jest na bazie tlenku tantalu, tlenku cyny, tlenku cynku, tlenku niobu, tlenku tytanu lub ich mieszaniny, albo też składa się z pierwszej warstwy tlenku cyny na której znajduje się druga warstwa tlenku tantalu, tlenku niobu lub tlenku tytanu.
9. Przezroczyste podłoże (1), według zastrz. 1, znamienne tym, że grubość pierwszej warstwy o właściwościach odbijania w podczerwieni (3) mieści się między 7 a 9 nanometrów.
10. Przezroczyste podłoże (1), według zastrz. 1, znamienne tym, że grubość drugiej warstwy o właściwościach odbijania w podczerwieni (6) mieści się między 11 a 13 nanometrów.
11. Przezroczyste podłoże (1), według zastrz. 1, znamienne tym, że grubość optyczna pierwszego (2) i trzeciego (8) pokrycia z tworzywa dielektrycznego mieści się między 60 a 90 nanometrów, a grubość optyczna drugiego pokrycia z tworzywa dielektrycznego (5) mieści się między 140 a 170 nanometrów.
12. Oszklenie o strukturze wielowarstwowej, zwłaszcza podwójne, znamienna tym, że jako jedno ze szkieł zawiera przezroczyste podłoże (1), zwłaszcza szklane, wielowarstwowe, z naniesionymi kolejno pierwszym pokryciem z tworzywa dielektrycznego (2),

178 985 pierwszą warstwą (3) o właściwościach odbijania w podczerwieni, zwłaszcza na bazie metalu, drugim pokryciem z tworzywa dielektrycznego (5), drugą warstwą (6) o właściwościach odbijania w podczerwieni, zwłaszcza na bazie metalu, trzecim pokryciem z tworzywa dielektrycznego (8), przy czym grubość pierwszej warstwy o właściwościach odbijania w podczerwieni (3) odpowiada 50-75%, korzystnie 60-70%, a zwłaszcza 65% grubości drugiej warstwy o właściwościach odbijania w podczerwieni (6), i charakteryzujące się przepuszczalnością świetlną T_L rzędu 70% i współczynnikiem słonecznym (FS) od 0,32 do 0,42, oraz oszklenie ma zabarwienie niebieskie lub zielone przy odbiciu zewnętrznym.
13. Oszklenie o strukturze wielowarstwowej, zwłaszcza podwójne, znamienne tym, że jako jedno ze szkieł zawiera przezroczyste podłoże (1), zwłaszcza szklane, wielowarstwowe, z naniesionymi kolejno pierwszym pokryciem z tworzywa dielektrycznego (2), pierwszą warstwą (3) o właściwościach odbijania w podczerwieni, zwłaszcza na bazie metalu, drugim pokryciem z tworzywa dielektrycznego (5), drugą warstwą (6) o właściwościach odbijania w podczerwieni, zwłaszcza na bazie metalu, trzecim pokryciem z tworzywa dielektrycznego (8), przy czym grubość pierwszej warstwy o właściwościach odbijania w podczerwieni (3) odpowiada 50-75%, korzystnie 60-70%, a zwłaszcza 65% grubości drugiej warstwy o właściwościach odbijania w podczerwieni (6), oraz oszklenie ma zabarwienie niebieskie przy odbiciu zewnętrznym i ewentualnie również przy przepuszczaniu, zwłaszcza gdy pokrycia (2, 5, 8) są z tlenku tytanu.

* * *