PL193781B1

PL193781B1 - Podłoże przezroczyste wyposażone w układ cienkichwarstw działających na promieniowanie słoneczne oraz zastosowanie podłoża przezroczystego wyposażonego w układ cienkich warstw działających na promieniowanie słoneczne

Info

Publication number: PL193781B1
Application number: PL00354237A
Authority: PL
Inventors: Carole Gentilhomme; Valerie Coustet
Original assignee: Saint Gobain
Priority date: 1999-09-23
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2007-03-30
Also published as: CA2384970C; CA2384970A1; KR100766370B1; MXPA02002833A; AU7528400A; WO2001021540A1; EP1947485A1; BR0014240A; JP2003509327A; BR0014240B1; ATE399743T1; FR2799005A1; EP1218307A1; JP5043266B2; PL354237A1; CZ20021017A3; DE60039362D1; KR20020035610A; CZ302432B6; FR2799005B1

Abstract

1. Pod lo ze przezroczyste wyposa zone w uk lad cienkich warstw dzia laj acych na promieniowanie s loneczne, maj ace przepuszczalno sc swiat la T L od 5 do 55%, a zw laszcza od 8 do 45%, i wspó lczynnik s loneczny SF mniej- szy ni z 50%, a zw laszcza bliski warto sci przepuszczalno sci swiat la, znamienne tym, ze uk lad ten zawiera co najmniej jedn a warstw e funkcyjn a o charakterze metalicznym, sk ladaj ac a si e z niobu lub azotku niobu, która to warstwa funkcyjna jest pokryta co najmniej jedn a warstw a wierzchni a na bazie azotku glinu, tlenoazotku glinu, azotku krzemu lub tlenoazotku krzemu, albo mieszaniny co najmniej z dwóch tych zwi azków, i co najmniej jedn a warstw a doln a z przezroczystego materia lu dielektrycznego, zw laszcza materia lu wybranego spo sród azotku krzemu i/lub azotku glinu, tlenoazotku krzemu i/lub tlenoazotku glinu i tlenku krzemu, przy czym grubo sc geome- tryczna warstwy wierzchniej jest wi eksza ni z grubo sc warstwy dolnej. 12. Zastosowanie pod lo za okre slonego w zastrz. 1 do wytwarzania oszklenia monolitycznego albo oszklenia podwójnego, w którym uk lad cienkich warstw znajduje si e korzystnie na powierzchni czo lowej 2, przy numerowa- niu powierzchni czo lowych pod lo za, które jest w nie wyposa zone, w kierunku od zewn atrz do wn etrza kabiny czy pomieszczenia, nadaj ac oszkleniu efekt ochrony przed promieniowaniem s lonecznym. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest podłoże przezroczyste wyposażone w układ cienkich warstw działających na promieniowanie słoneczne oraz zastosowanie podłoża przezroczystego wyposażonego w układ cienkich warstw działających na promieniowanie słoneczne. Chodzi tu zwłaszcza o oszklenia wyposażone w układy cienkich warstw działających na promieniowanie słoneczne, a zwłaszcza oszklenia przeznaczone do izolacji cieplnej i ewentualnie ochrony przeciwsłonecznej.

Ten rodzaj oszklenia jest szczególnie przystosowany do wyposażenia budynków. Działając dzięki cienkim warstwom na ilość energii promieniowania słonecznego umożliwia ono unikanie nadmiernego nagrzewania we wnętrzu pomieszczeń w czasie lata i przyczynia się w ten sposób do ograniczenia zużycia energii koniecznej do ich klimatyzacji.

Przedmiotem wynalazku jest także rodzaj oszklenia, któremu nadano nieprzezroczystość, tak że stanowi ono elewacyjną płytę licową, nazywaną krócej płytą elewacyjną, która umożliwia w połączeniu z oszkleniami do patrzenia uzyskanie całkowicie oszklonych zewnętrznych powierzchni budynków.

Te oszklenia (albo płyty elewacyjne) z wieloma warstwami podlegają pewnym ograniczeniom. Co się tyczy oszkleń, to zastosowane warstwy powinny dostatecznie filtrować promieniowanie słoneczne. Poza tym takie skutki cieplne powinny pozwolić zachować wygląd optyczny, estetykę oszklenia, przy czym pożądane jest posiadanie możliwości modulowania poziomu przepuszczalności światła przez podłoże i zachowywania estetycznej barwy, zwłaszcza przy zewnętrznym odbiciu światła. Dotyczy do także płyt elewacyjnych pod względem wyglądu przy odbiciu. Te warstwy powinny być także dostatecznie trwałe i to tym bardziej, jeżeli w raz zamontowanym oszkleniu znajdują się one na jednej z zewnętrznych powierzchni czołowych oszklenia (w przeciwieństwie do „wewnętrznych” powierzchni czołowych zwróconych w kierunku warstwy gazu wprowadzonego na przykład do podwójnego oszklenia).

Kolejno nasuwa się inne ograniczenie. Gdy oszklenia są złożone przynajmniej częściowo z podłoży szklanych, to te podłoża mogą podlegać jednej albo więcej obróbkom cieplnym, na przykład gięciu, jeżeli chce się im nadać wygięcie (okno wystawowe), hartowaniu albo odprężaniu, jeżeli pożądane jest, aby były one bardziej odporne/mniej niebezpieczne w przypadku uderzeń. Fakt, że warstwy powinny być osadzone na szkle przed jego obróbką cieplną stwarza zagrożenie spowodowania ich zniszczenia i znaczną zmianę ich właściwości, zwłaszcza optycznych (osadzanie warstw po obróbce cieplnej szkła jest złożone i kosztowne).

Pierwszy sposób podejścia polega na przewidywaniu zmiany optycznego wyglądu szkła dzięki warstwom po obróbce cieplnej i na konfigurowaniu warstw, tak aby miały one wymagane właściwości, zwłaszcza optyczne i cieplne, po tej obróbce. Faktycznie wymaga to wytwarzania równolegle dwóch rodzajów układów warstw, jednego dla oszkleń nie hartowanych/nie giętych i drugich dla oszkleń, które mają być hartowane/gięte. Od tej chwili próbuje się tego uniknąć tworząc układy cienkich warstw interferencyjnych, które mogłyby znosić obróbki cieplne bez zbytniej zmiany optycznych właściwości szkła i bez zniszczenia jego wyglądu (wada optyczna). W takim przypadku można mówić o warstwach podatnych na „gięcie” albo „hartowanie”.

Przykład oszklenia przeciwsłonecznego dla budynku jest znany z europejskich opisów patentowych nr EP-0 511 901 i EP-0 678 483. Chodzi tu o warstwy funkcyjne pod względem filtrowania promieniowania słonecznego, które są wykonane ze stopu niklowo-chromowego, ewentualnie azotkowane, ze stali nierdzewnej albo z tantalu, i które są umieszczone pomiędzy dwiema warstwami dielektrycznymi z tlenku metalu, takiego jak SnO2, TiO2 albo Ta2O5. Te oszklenia są dobrymi oszkleniami przeciwsłonecznymi, które mają zadowalającą trwałość mechaniczną i chemiczną, lecz nie są faktycznie podatne na gięcie albo hartowanie, ponieważ warstwy tlenkowe otaczające warstwę funkcyjną nie mogą zapobiec jej utlenianiu w czasie gięcia albo hartowania, a utlenianiu towarzyszy zmiana przepuszczalności światła i ogólnego wyglądu oszklenia jako całości.

Ostatnio przeprowadzono wiele badań w celu nadania warstwom podatności na gięcie/hartowanie w dziedzinie szkieł niskoemisyjnych, zmierzając raczej do wysokich przepuszczalności światła w przeciwieństwie do właściwości przeciwsłonecznych. Zaproponowano stosowanie nad warstwami funkcyjnymi ze srebra warstw z materiału dielektrycznego na bazie azotku krzemu, przy czym ten materiał jest stosunkowo obojętny pod względem utleniania w wysokiej temperaturze i okazuje się być zdolny do zachowania niżej leżącej warstwy srebrowej, co jest znane z europejskiego opisu patentowego nr EP-0 718 250.

Opisano już inne układy warstw działających na promieniowanie słoneczne, ewentualnie podatne na gięcie/hartowanie, które odwołują się do warstw funkcyjnych innych niż srebro. Zgodnie z euroPL 193 781 B1 pejskim opisem patentowym nr EP-0 536 607 stosuje się warstwy funkcyjne z azotku metalu, typu TiN albo CrN, z warstwami ochronnymi z metalu albo pochodnych krzemu, a z europejskiego opisu patentowego nr EP-0 747 329 są znane warstwy funkcyjne ze stopu z niklem, w rodzaju stopu NiCr, związane z warstwami z azotku krzemu.

Z publikacji zgłoszenia międzynarodowego WO 98/39262 znane są układy warstw, które zostały zaprojektowane specjalnie dla luster. Podane są wartość przepuszczalności światła - nie większa niż 4%, i wartość współczynnika odbicia - co najmniej 50%, takiego układu warstw. Pierwszą, podstawową warstwę powłoki odbijającej światło, napylaną katodowo na podłoże, stanowi zgodnie z tą publikacją folia krzemowa albo warstwa utworzona z folii krzemowej i folii ze stali nierdzewnej.

Z opisu patentowego JP 5124839 znany jest zestaw warstw opartych na cienkiej warstwie metalu lub azotku metalu, takiego jak tantal (niob nie jest w ogóle wymieniony), która to cienka warstwa jest umieszczona pomiędzy dwiema warstwami folii azotków krzemu lub glinu o grubości 5 do 30 nm, przy czym szczególny stosunek pomiędzy obu warstwami folii azotków (ich grubościami) nie jest podany.

Znane układy warstw o działaniu przeciwsłonecznym dają wyniki, które można jeszcze polepszyć, zwłaszcza pod względem trwałości i odporności na rozkład w czasie obróbki cieplnej w wysokiej temperaturze.

Przez warstwę „funkcyjną” rozumie się w niniejszym zgłoszeniu warstwę (warstwy) układu warstw, która nadaje układowi istotę swoich właściwości cieplnych, w przeciwieństwie do innych warstw, na ogół z materiałów dielektrycznych, które pełnią rolę materiału ochrony chemicznej albo mechanicznej warstw funkcyjnych, rolę optyczną, rolę warstwy przyczepnej, itp.

Celem wynalazku jest zatem opracowanie podłoży z układami cienkich warstw nowego rodzaju, działających na promieniowanie słoneczne, w celu wytwarzania lepszych oszkleń do ochrony przeciwsłonecznej. Ulepszenie jest ukierunkowane zwłaszcza na znalezienie lepszego kompromisu pomiędzy trwałością, właściwościami cieplnymi, właściwościami optycznymi i podatnością na znoszenie obróbek cieplnych bez ich uszkodzenia, gdy podłoże nośne układu warstw jest podłożem w rodzaju szkła.

Innym celem wynalazku jest nadanie temu układowi warstw zgodności z zastosowaniem oszklenia, po nadaniu mu nieprzepuszczalności, jako płyty elewacyjnej.

Celem wynalazku jest przede wszystkim opracowanie podłoża przezroczystego, zwłaszcza ze szkła, wyposażonego w układ cienkich warstw działających na promieniowanie słoneczne, które zawiera co najmniej jedną warstwę funkcyjną o charakterze metalicznym, składającą się z niobu lub azotku niobu, znajdującą się nad nią co najmniej jedną warstwę wierzchnią na bazie azotku albo tlenoazotku krzemu, albo na bazie azotku glinu lub tlenoazotku glinu, albo mieszaniny co najmniej dwóch tych związków (mieszanych azotków albo tlenoazotku Si-Al).

Podłoże przezroczyste wyposażone w układ cienkich warstw działających na promieniowanie słoneczne mające przepuszczalność światła TL od 5 do 55%, a zwłaszcza od 8 do 45%, i współczynnik słoneczny SF mniejszy niż 50%, a zwłaszcza bliski wartości przepuszczalności światła, odznacza się według wynalazku tym, że układ ten zawiera co najmniej jedną warstwę funkcyjną o charakterze metalicznym, składającą się z niobu lub azotku niobu, która to warstwa funkcyjna jest pokryta co najmniej jedną warstwą wierzchnią na bazie azotku glinu, tlenoazotku glinu, azotku krzemu lub tlenoazotku krzemu albo mieszaniny co najmniej dwóch tych związków, i co najmniej jedną warstwą dolną z przezroczystego materiału dielektrycznego, zwłaszcza materiału wybranego spośród azotku krzemu i/lub azotku glinu, tlenoazotku krzemu i/lub tlenoazotku glinu i tlenku krzemu, przy czym grubość geometryczna warstwy wierzchniej jest większa niż grubość warstwy dolnej.

Korzystnie warstwa wierzchnia i warstwa dolna są warstwami na bazie azotku krzemu.

Korzystnie warstwa wierzchnia jest grubsza od warstwy dolnej, co najmniej o współczynnik 1,2, a zwłaszcza o współczynnik 1,5 do 1,8.

Korzystnie układ zawiera wiele dolnych warstw pomiędzy podłożem i warstwą funkcyjną, a zwłaszcza naprzemiennie warstwy o wysokim i niskim współczynniku załamania światła, takie jak warstwy Si3N4/SiO2 albo Si3N4/SiO2/Si3N4.

Korzystnie warstwa funkcyjna ma grubość wynoszącą od 5 do 50 nm, a zwłaszcza od 8 do 40 nm.

Korzystnie grubość wierzchniej warstwy wynosi od 5 do 120 nm, a zwłaszcza od 7 do 90 nm.

Korzystnie układ zawiera dodatkową warstwę azotku metalu o grubości wynoszącej od 2 do 20 nm, a zwłaszcza od 5 do 10 nm.

Korzystnie układ zawiera warstwę funkcyjną z niobu, warstwę wierzchnią z azotku krzemu, warstwę dolną również z azotku krzemu i opcjonalną warstwę z azotku niobu bezpośrednio na warstwie funkcyjnej albo bezpośrednio pod warstwą funkcyjną.

PL 193 781 B1

Korzystnie układ zawiera warstwę funkcyjną z azotku niobu, warstwę wierzchnią z azotku krzemu i warstwę dolną również z azotku krzemu.

Korzystnie podłoże jest wykonane ze szkła bezbarwnego albo barwionego w masie lub z przezroczystego, giętkiego albo sztywnego materiału polimerycznego.

Korzystnie podłoże jest przynajmniej częściowo nieprzezroczyste dzięki nałożonej powłoce w postaci lakieru albo emalii.

Przedmiotem wynalazku jest również zastosowanie podłoża określonego powyżej do wytwarzania oszklenia monolitycznego albo oszklenia podwójnego, w którym układ cienkich warstw znajduje się korzystnie na powierzchni czołowej 2, przy numerowaniu powierzchni czołowych podłoża, które jest w nie wyposażone, w kierunku od zewnątrz do wnętrza kabiny czy pomieszczenia, nadając oszkleniu efekt ochrony przed promieniowaniem słonecznym.

Korzystnie wytworzone oszklenie jest błękitne albo zielone przy odbiciu zewnętrznym od strony podłoża, zwłaszcza ma ujemne wartości a* i b*.

Przedmiotem wynalazku jest także zastosowane podłoża określonego powyżej z nieprzezroczystą powłoką w postaci lakieru albo emalii, do wytwarzania elewacyjnej płyty licowej typu płyty osłonowej.

Połączenie tego rodzaju warstwy funkcyjnej i tego rodzaju warstwy wierzchniej okazało się nadzwyczaj korzystne dla oszkleń przeznaczonych do ochrony przeciwsłonecznej. Warstwy funkcyjne typu Nb są szczególnie trwałe i niezależnie od natury wierzchniej warstwy już same w sobie są bardziej odpowiednie niż inne już stosowane warstwy funkcyjne, pod względem wytrzymywania różnych obróbek cieplnych. W rzeczywistości można było zobaczyć, że na przykład niob miał skłonność do utleniania się w mniejszym stopniu niż inne metale, takie jak tytan albo nikiel, oraz że wybrany metal był także bardziej trwały niż stopy Ni-Cr zawierające znaczną ilość chromu, ponieważ chrom ma skłonność do dyfundowania pod działaniem ciepła w kierunku przyległych warstw i szkła, i faktycznie do powodowania optycznej zmiany układu warstw jako całości. Warstwy funkcyjne typu azotku niobu mają również wielką trwałość chemiczną.

Poza tym, warstwy funkcyjne według wynalazku umożliwiają modulowanie, w podanych szczegółowo niżej pożądanych zakresach, wartości przepuszczalności światła przez podłoże, nastawiając ich grubość, z zachowaniem znacznego efektu przeciwsłonecznego, nawet przy stosunkowo większej przepuszczalności światła. Jednym słowem są one wystarczająco selektywne, umożliwiając zwłaszcza osiągnięcie dobrego kompromisu pomiędzy poziomem przepuszczalności światła (TL) i współczynnikiem słonecznym (SF - współczynnik słoneczny - określa się jako stosunek pomiędzy całkowitą energią wchodzącą do pomieszczenia przez oszklenie i padającą energią słoneczną). Jako „dobry” kompromis można określić fakt, że wartości TL i SF oszklenia przeciwsłonecznego powinny być zbliżone do siebie, przy czym SF powinien być na przykład co najwyżej o 5 do 10 punktów większy niż wartość TL, a zwłaszcza co najwyżej 2 do 3% większy niż wartość TL. Ten kompromis można wyrażać także porównując wartości TL i przepuszczalności energii TE, przy czym „dobry” kompromis uzyskuje się wtedy, gdy wartość TE jest bliska wartości TL, na przykład mniejszej albo większej niż 5, a zwłaszcza większej albo mniejszej niż 2 do 3% w stosunku do wartości TL. Wybór wierzchniej warstwy na bazie azotku krzemu albo glinu (w skrócie Si3N4 i AlN) albo z tlenoazotku krzemu albo glinu (w skrócie SiON i AlNO, bez przesądzania o odpowiednich ilościach Si, O i N), okazał się bardzo korzystny z kilku względów. Ten rodzaj materiału okazał się być zdolny do ochrony w wysokich temperaturach warstw funkcyjnych według wynalazku, zwłaszcza pod względem utleniania, zachowując ich integralność, co nadaje układowi warstw według wynalazku podatność na gięcie/hartowanie w przypadku, gdy podłoże nośne układu warstw jest wykonane ze szkła oraz gdy wymaga się poddawania go takiej obróbce cieplnej po osadzeniu warstw. Zmiana właściwości optycznych spowodowana obróbką cieplną typu hartowania jest niska, z przepuszczalnością światła i wyglądem przy zewnętrznym odbiciu dostatecznie mało zmienionymi, aby nie były one znacznie dostrzegalne dla ludzkiego oka.

Poza tym jego współczynnik załamania światła, bliski 2, jest podobny do współczynnika dla tlenków metali typu SnO2, ZnO, i działa optycznie podobnie do nich bez szczególnych komplikacji. Chroni on także właściwie pod względem mechanicznym i chemicznym resztę układu warstw.

Wreszcie stwierdzono, że jest on również zgodny z następującą potem obróbką emalierską, co jest szczególnie korzystne w przypadku płyt elewacyjnych. W związku z tym w celu nadania nieprzezroczystości oszkleniom w płytach elewacyjnych istnieją na ogół dwie możliwe drogi: na szkle osadza się albo lakier, który suszy się i utwardza drogą umiarkowanej obróbki cieplnej, albo emalię. Emalia, taka jaką nakłada się w zwykły sposób, składa się z proszku zawierającego frytę szklaną (osnowa szklana) i pigmenty stosowane jako barwniki (przy czym fryta i pigmenty są oparte na tlenkach metali),

PL 193 781 B1 a medium nazywane także nośnikiem umoż liwia nakładanie proszku na szkło i jego przyczepność do niego w czasie osadzania. W celu uzyskania ostatecznego pokrycia emalią należy ją na koniec wypalić, przy czym tę operacje wypalania prowadzi się często jednocześnie z operacją hartowania/gięcia szkła. Po więcej szczegółów należy zwrócić się do kompozycji emalii znanych z dokumentów patentowych nr FR-2 736 348, WO 96/41773, EP-718 248, EP-712 813, EP-636 588. Emalia, powłoka mineralna, jest trwała, przywiera do szkła, a zatem jest użyteczną powłoką nadającą nieprzezroczystość. Gdy jednak oszklenie jest przedtem wyposażone w cienkie warstwy, jego stosowanie staje się sprawą delikatną z dwóch powodów:

---> z jednej strony wypalanie emalii oznacza konieczność poddawania układu warstw obróbce cieplnej w wysokiej temperaturze, co jest możliwe tylko wtedy, gdy ten ostatni nie może ulec uszkodzeniu optycznemu w czasie tej obróbki,

---> a z drugiej strony emalia ma skłonność do ponownego luzowania się na skutek substancji chemicznych, które dyfundują do leżących niżej przyległych warstw i zmieniają je pod względem chemicznym.

Zatem stosowanie warstwy z azotku albo z tlenoazotku krzemu albo glinu w celu zakończenia nakładania cienkich warstw było bardzo skuteczne, nadając jednocześnie całości układu warstw podatność na znoszenie obróbek cieplnych oraz stwarzając barierę dla tych związków, które są podatne na dyfuzję poza warstwę emalii. Faktycznie układ warstw zgodny z wynalazkiem daje się emaliować w tym sensie, że można na nim osadzać emalię i wypalać ją bez znacznej zmiany wyglądu optycznego przy odbiciu zewnętrznym w stosunku do oszklenia do patrzenia wyposażonego w takie same warstwy. I na tym właśnie polega zaleta płyt elewacyjnych, a zwłaszcza oferowanie harmonii barw, największe możliwe podobieństwo w wyglądzie zewnętrznym z oszkleniami, w celu umożliwienia utworzenia estetycznych, całkowicie oszklonych elewacji.

Łączenie warstw funkcyjnych i warstwy wierzchniej według wynalazku ma jeszcze inną zaletę. Jeżeli Si3N4, SiON, AlN albo AlNO mają przedstawione wyżej bardzo użyteczne właściwości, to mają one także skłonność do stwarzania problemów związanych z adhezją większej liczby warstw metalicznych i tak jest zwłaszcza w przypadku warstw ze srebra. Stąd konieczne jest uciekanie się do odpowiednich środków w celu zwiększenia tej przyczepności i uniknięcia odwarstwienia układu warstw. W tym celu można zwłaszcza umieścić warstwy adhezyjne, na przykład cienkie warstwy z metalu albo na bazie tlenku cynku, mające dobrą zgodność pomiędzy przedmiotowymi dwoma materiałami. Obecność tych warstw adhezyjnych jest w ramach niniejszego wynalazku bezużyteczna. W ten sposób można było sprawdzić, że warstwy funkcyjne zgodne z wynalazkiem, a zwłaszcza warstwy z Nb, przywierały bardzo zadowalająco do warstw z Si3N4, SiON, AlN albo AlNO, gdy stosuje się technikę osadzania drogą rozpylania katodowego, wspomaganego zwłaszcza polem magnetycznym.

Układ warstw zgodny z wynalazkiem zawiera także, pomiędzy podłożem i warstwą funkcyjną, co najmniej jedną warstwę dolną z przezroczystego materiału dielektrycznego wybranego zwłaszcza, jak w przypadku warstwy wierzchniej, z azotku albo tlenoazotku krzemu i ewentualnie z azotku albo tlenoazotku glinu albo ponadto z tlenku krzemu SiO2.

Jej obecność umożliwia modulowanie z większą elastycznością wyglądu optycznego nadanego podłożu nośnemu za pomocą układu warstw. Poza tym, w przypadku obróbki cieplnej, tworzy ona dodatkową barierę, zwłaszcza dla tlenu i alkaliów podłoża szklanego, składników podatnych na migrację w obecnoś ci ciepła, i rozkładania ukł adu warstw.

Korzystny wariant polega na stosowaniu jednocześnie warstwy wierzchniej i warstwy dolnej z azotku albo tlenoazotku, a zwłaszcza obydwóch warstw na bazie azotku krzemu.

W tym przypadku okazało się korzystne stosowanie według jednego z rozwiązań warstwy wierzchniej grubszej od warstwy dolnej, na przykład co najmniej o współczynnik 1,2, zwłaszcza 1,5 albo 1,8. Ta warstwa wierzchnia może mieć nawet grubość 2, 3 albo 4 razy większą (biorąc pod uwagę grubość geometryczną). W związku z tym w niniejszym wynalazku wykazano, że grubsze warstwy wierzchnie gwarantowały lepszą trwałość optyczną pod względem obróbek cieplnych typu hartowania.

Zgodnie z innym rozwiązaniem, nie wykluczającym rozwiązania poprzedniego, można przewidzieć stosowanie wielokrotnych warstw wierzchnich, które mają zwłaszcza naprzemiennie współczynniki załamania światła wysokie (na przykład od 1,8 do 2,2) i niskie (na przykład od 1,4 do 1,6). Chodzi tu korzystnie o ciągi typu Si3N4 (współczynnik ~2)/SiO2 (współczynnik ~1,45) albo Si3N4/SiO2/Si3N4. Te ciągi umożliwiają nastawienie zewnętrznego wyglądu podłoża, zwłaszcza pod kątem zmniejszania wartości RL i ewentualnie jego barwy.

PL 193 781 B1

Układ warstw może zawierać według wynalazku także nad i pod warstwą funkcyjną ewentualnie warstwę dodatkową azotku, co najmniej jednego metalu wybranego z grupy obejmującej tytan, cyrkon, chrom. W związku z tym może być ona umieszczona pomiędzy warstwą funkcyjną i warstwą wierzchnią i ewentualnie pomiędzy warstwą funkcyjną i warstwą dolną. Gdy warstwa funkcyjna sama jest wykonana z azotku, to można mieć wtedy do czynienia z nałożeniem dwóch warstw azotków różnych metali.

Ta dodatkowa warstwa z azotku okazała się być podatna na dokładniejsze nastawiania barwy układu warstw przy zewnętrznym odbiciu dzięki zmniejszeniu grubości warstwy funkcyjnej, jaką ona dopuszcza. W ten sposób można „zastąpić” część grubości warstwy funkcyjnej przez tę warstwę dodatkową.

Warstwa albo warstwy układu warstw, które są warstwami na bazie azotku albo tlenoazotku krzemu, zawierają korzystnie także metal mniejszościowy w stosunku do krzemu, na przykład glin, zwłaszcza do 10% wagowo związku tworzącego przedmiotową warstwę. Jest to użyteczne przy przyspieszaniu osadzania warstwy drogą rozpylania katodowego wspomaganego polem magnetycznym i reaktywnym, w którym bombardowana elektroda z krzemu bez „domieszkowania” metalem jest nie dość przewodząca. Metal może poza tym nadawać azotkowi albo tlenoazotkowi lepszą trwałość.

Co się tyczy grubości opisanych wyżej warstw, to dla warstwy funkcyjnej wybiera się zwykle pewien zakres grubości od 5 do 50 nm, a zwłaszcza od 8 do 40 nm. Wybór jej grubości pozwala na modulowanie przepuszczalności światła przez podłoże w granicach stosowanych do przeciwsłonecznych oszkleń budynków albo zwłaszcza od 5 do 50% albo od 8 do 45%. Oczywiście poziom przepuszczalności światła można zmieniać także za pomocą innych parametrów, a zwłaszcza grubości i składu podłoża, jeżeli jest ono wykonane ze szkła bezbarwnego albo zwłaszcza barwnego.

Grubość wierzchniej warstwy wynosi korzystnie od 5 do 70 nm, a zwłaszcza od 10 do 30 nm. Ta grubość wynosi na przykład 15, 20 albo 30 nm.

Grubość ewentualnej warstwy dolnej wynosi korzystnie od 5 do 120 nm, a zwłaszcza od 7 do 90 nm.

Gdy chodzi o jedyną warstwę dolną typu Si3N4, to jej grubość wynosi na przykład od 5 do 30 nm, a zwłaszcza około 10 do 15 albo 20 nm. Jeżeli chodzi o ciąg kilku warstw, to każda z warstw może mieć grubość na przykład od 5 do 50 nm, a zwłaszcza od 15 do 45 nm.

Warstwa dolna i ewentualnie warstwa wierzchnia mogą w związku z tym stanowić częściowo nakładające się warstwy z materiału dielektrycznego. Jedna albo druga warstwa może być w ten sposób związana z innymi warstwami o różnych współczynnikach załamania światła. W ten sposób układ warstw może zawierać pomiędzy podłożem i warstwą funkcyjną (albo nad warstwą funkcyjną) naprzemiennie trzy warstwy o współczynniku wysokim/współczynniku niskim/współczynniku wysokim, przy czym warstwa z „wysokim współczynnikiem” (co najmniej od 1,8 do 2) albo jedna z nich może być warstwą dolną według wynalazku typu Si3N4, AlN, a warstwa z „niskim współczynnikiem” (na przykład mniejszym niż 1,7) może być wykonana z tlenku krzemu SiO2.

Grubość dodatkowej warstwy azotku metalu wynosi korzystnie od 2 do 20 nm, a zwłaszcza od 5 do 10 nm. Ta warstwa jest zatem korzystnie cienka i ma zatem ewentualnie tylko bardzo nieznaczny udział w efekcie przeciwsłonecznym nadanym przez warstwę metalu.

Korzystnym ukształtowaniem wynalazku jest układ zawierający warstwę funkcyjną na bazie niobu albo azotku niobu, warstwę wierzchnią na bazie azotku krzemu i warstwę dolną ewentualnie także na bazie azotku krzemu.

Zgodnie z wynalazkiem uzyskuje się podłoże wyposażone w opisany wyżej ogólnie układ warstw, które jest podatne na gięcie i ewentualnie hartowanie i ewentualnie emaliowanie. Przez określenie „podatne na gięcie i ewentualnie hartowanie” rozumie się w sensie wynalazku podłoże z układem warstw, który osadzony na podłożu ulega tylko ograniczonej zmianie optycznej, którą można zwłaszcza ocenić ilościowo, umieszczając ją w układzie kolorymetrycznym (L*, a*, b*), za pomocą wartości ΔΕ mniejszej niż 3, a zwłaszcza mniejszej niż 2.

ΔE określa się w sposób następujący:

ΔE = ^L² + Δa² + Δ^)^1/2, gdzie ΔΙ, Δa i Δb oznaczają różnicę miar L*, a* i b* przed i po obróbce cieplnej.

Za „podatny na emaliowanie” uważa się układ warstw, na którym można osadzać w znany sposób kompozycję emalierską bez pojawiania się w układzie warstw defektów optycznych i z ograniczoną zmianą optyczną, co można ocenić ilościowo jak poprzednio. Oznacza to także, że układ ma zadowalającą trwałość, bez niekorzystnego pogorszenia warstw układu przy stykaniu się emalii ani w czasie jej wypalania ani w czasie, gdy oszklenie jest już raz zamontowane.

Układ warstw tego rodzaju jest oczywiście interesujący, gdy stosuje się podłoża ze szkła przezroczystego albo barwionego w masie. Tymczasem można równie dobrze nie usiłować wykorzystywać

PL 193 781 B1 jego podatności na gięcie/hartowanie, lecz po prostu jego zadowalającą trwałość stosując podłoża szklane, a także i nie szklane, zwłaszcza ze sztywnego i przezroczystego materiału polimerowego, takiego jak zastępujący szkło poliwęglan, polimetakrylan metylu (P.M.M.A.), albo jeszcze inny elastyczny materiał polimerowy, taki jak niektóre poliuretany, albo jak polietylenotereftalan (PET), elastyczny materiał, który można na koniec łączyć na sztywno ze sztywnym podłożem w celu nadania mu właściwości funkcyjnych, powodując ich przywieranie za pomocą różnych środków, albo drogą wykonywania oszklenia zespolonego.

Podłoże z układem warstw stosuje się do wytwarzania oszklenia „monolitycznego” (to jest złożonego tylko z jednego podłoża) albo wielokrotnych oszkleń izolacyjnych typu oszklenia podwójnego. Korzystnie chodzi tu o oszklenie monolityczne albo oszklenie podwójne, w których układy warstw są osadzone na powierzchni czołowej 2 (powierzchnie czołowe szkieł/podłoży, które są w nie wyposażone, numeruje się konwencjonalnie od zewnątrz w kierunku do wnętrza kabiny czy pomieszczenia) i zapewniają efekt ochronny przed promieniowaniem słonecznym.

Szczególnie interesujące oszklenia według wynalazku mają TL rzędu od 5 do 50%, a zwłaszcza od 8 do 45%, i współczynnik słoneczny SF mniejszy niż 50%, a zwłaszcza bliski wartości TL. Oszklenia mają także korzystnie barwę błękitną albo zieloną przy odbiciu zewnętrznym (od strony podłoża wolnej od warstw) i, zwłaszcza w układzie kolorymetrycznym (L*, a*, b*), wartości a* i b* ujemne (przed i po każdej ewentualnej obróbce cieplnej). W ten sposób uzyskuje się przy odbiciu przyjemny i mało intensywny, poszukiwany w budynku odcień .

Podłoże z układem warstw, z nadaną przynajmniej częściowo nieprzezroczystością za pomocą powłoki typu lakieru albo emalii, stosuje się także wykonywania płyt elewacyjnych, przy czym powłoka nadająca nieprzezroczystość może też stykać się bezpośrednio z układem warstw. Układ warstw może być zatem całkowicie identyczny dla oszklenia do patrzenia i dla płyty elewacyjnej.

Jeżeli szczególnie przewidywanym zastosowaniem wynalazku jest oszklenie dla budynku, to jest oczywiste, że można brać pod uwagę także i inne zastosowania, a zwłaszcza w oszkleniach pojazdów (umieszczonych z boku przedniej szyby, gdzie wymaga się bardzo wysokiej przepuszczalności światła), takich jak okna boczne, dach samochodu, tylne okno nadwozia.

Wynalazek będzie dalej opisany bardziej szczegółowo za pomocą nie ograniczających przykładów.

Wszystkie podłoża są wykonane z bezbarwnego szkła o grubości 6 mm, typu Planilux, wprowadzonego do handlu przez spółkę Saint-Gobain Vitrage.

Wszystkie warstwy osadza się w znany sposób drogą rozpylania katodowego wspomaganego polem magnetycznym, takie jak warstwy z metalu wychodząc z bombardowanej elektrody z metalu w atmosferze oboję tnej (100% Ar), warstwy z azotku metalu albo krzemu wychodzą c z odpowiedniej bombardowanej elektrody z metalu albo krzemu (domieszkowanego za pomocą 8% masowo glinu) w atmosferze reaktywnej zawierają cej azot (100% N2 dla TiN, 40% Ar i 60% N2 dla Si3N4). Warstwy z Si3N4 zawierają zatem mniej glinu.

P r z y k ł a d 1

W przykładzie tym stosuje się warstwę funkcyjną z Nb i warstwę wierzchnią z Si3N4 z dolną warstwą z Si3N4 w następującej kolejności:

szkło / Si3N4 (10 nm) / Nb (30 nm) / Si3N4 (31 nm)

Powleczone podłoże poddaje się na koniec obróbce cieplnej polegającej na ogrzewaniu w temperaturze 620°C w ciągu 10 minut.

P r z y k ł a d 2

W tym przykładzie stosuje się tę samą kolejność warstw jak w przykładzie 1, lecz z lekkimi zmianami ich grubości:

szkło / Si3N4 (10 nm) / Nb (33 nm) / Si3N4 (27 nm)

Po osadzeniu warstw prowadzi się emaliowanie podłoża na jego powierzchni powleczonej układem warstw. Skład emalii jest składem standardowym, na przykład typu składu znanego z wyżej cytowanego dokumentu patentowego, takiego jak FR-2 736 348, a emaliowanie prowadzi się w znany sposób z obróbką cieplną z wypalaniem emalii w temperaturze około 620°C.

P r z y k ł a d 3

W tym przykładzie powtarza się kolejność warstw z przykładu 1 i 2, lecz z mniejszą grubością warstwy funkcyjnej w celu uzyskania oszkleń z większą przepuszczalnością światła:

szkło / Si3N4 (10 nm) / Nb (12 nm) / Si3N4 (17 nm)

Powleczone podłoże poddaje się na koniec tej samej obróbce cieplnej jak w przykładzie 1.

PL 193 781 B1

P r z y k ł a d 4

W tym przykładzie ponawia się sekwencję warstw z przykładu 3, lecz „zastępując” część grubości warstwy funkcyjnej z Nb przez dodatkową warstwę TiN pomiędzy tą ostatnią i warstwą wierzchnią.

Kolejność warstw jest następująca:

szkło / Si3N4 (10 nm) / Nb (8 nm) / TiN (5 nm) / Si3N4 (17nm)

P r z y k ł a d 5

Ten przykład ilustruje inny wariant wynalazku, w którym warstwa funkcyjna jest wykonana z azotku niobu.

Kolejność warstw jest następująca:

szkło / Si3N4 (10 nm) / NbN (10 nm) / Si3N4 (15 nm)

Warstwy Si3N4 otrzymuje się jak poprzednio, a warstwę NbN otrzymuje się z bombardowanej elektrody z niobu w reaktywnej atmosferze zawierającej 30% objętościowo azotu.

P r z y k ł a d p o r ó w n a w c z y 1

Zamiast warstwy funkcyjnej z Nb stosuje się tu warstwę funkcyjną ze stopu NiCr 40/60 wagowo.

Kolejność warstw jest następująca: szkło / NiCr (30 nm) / Si3N4 (27 nm)

Powleczone szkło poddaje się na koniec tej samej obróbce cieplnej jak w przykładzie 1.

P r z y k ł a d p o r ó w n a w c z y 2

Ten przykład służy dla porównania z przykładem 1. Zamiast warstwy funkcyjnej z Nb stosuje się w nim warstwę funkcyjną z NiCr 40/60 wagowo.

Kolejność warstw jest następująca:

szkło / Si3N4 (10 nm) / NiCr (30 nm) / Si3N4 (27 nm)

W tabeli 1 niżej zebrano dla przykładów 1, porównawczego 1 i porównawczego 2 następujące dane: ---> przepuszczalność optyczna

TL: przepuszczalność światła w % według źródła oświetlającego D65

Λprzew.(_T): przeważająca długość fali barwy w nm przy przepuszczaniu, pe(T): czystość wzbudzenia barwy w % przy przepuszczaniu,

---> odbicie zewnętrzne (to jest odbicie zmierzone po stronie zewnętrznej, gdy powleczone szkło jest zamontowane w pomieszczeniu w oszkleniu monolitycznym z układem warstw na powierzchni czołowej 2: odbicie zewnętrzne (RL zewn.) w %, a* (Rzewn.), b* (Rzewn.) współrzędne kolorymetryczne przy odbiciu zewnętrznym zgodnie z układem kolorymetrycznym (L, a*, b*),

---> odbicie wewnętrzne: wartość Rwewn. w % i dane kolorymetryczne a* (Rwewn.), b* (Rwewn.),

---> przepuszczalność energii: TE w %.

Wszystkie te dane są podane dwa razy: przed obróbką cieplną i po obróbce cieplnej i są one zmierzone również przy przepuszczalności ΔE(T), przy odbiciu zewnętrznym ΔE (R_zewn.) i przy odbiciu wewnętrznym ΔE(R_wewn.), z ΔE = (.\L² + Δa² + Δ^)^1/2 dla przepuszczalności, przy czym:

Δa = a* (po obróbce) - a* (przed obróbką),

Δb = b* (po obróbce) - b* (przed obróbką),

ΔL = L* (po obróbce) - L* (przed obróbką).

T a b e l a 1

Przykład	Obróbka cieplna	Przepuszczalność	Odbicie zewnętrzne	Odbicie wewnętrzne
Tl	^λ '	^Pe(T)	A^E(T)	^Rzewn.	a* (Rzewn.)	b* (Rzewn.)	ΔΕ (Rzewn.)	^Rwewn.	a* (Rwewn)	b* (Rzewn)	ΔΕ (Rwewn)	Te
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Przykład porównawczy 1	przed	11,5	479	7,7	-	43,0	-1,8	-1,0	-	32,7	0,7	21,6	-	10,2
po	18,8	481	9,7	10,1	34,8	-1,9	1,7	6,5	25,9	2,1	13,7	10,1	15,5

PL 193 781 B1 ciąg dalszy tabeli 1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Przykład porównawczy 2	przed	12,4	479	9	-	42	-2	0,3	-	30,5	1,1	24,5	-	10,7
po	10,6	477	13,1	2,3	43,2	-1,8	1,5	1,5	38,2	0,2	19,9	7,7	9,1
Przykład 1	przed	12,5	500	0,3	-	41,8	-2,5	-1,4	-	30	0,1	17,6	-	11,3
po	11,4	566	0,8	1,7	42,2	-2,7	-1,4	0,3	32,1	0,2	18,1	1,8	10,3

Ta tabela wskazuje, że przykład 1 według wynalazku oferuje dobry kompromis TL/TE przed obróbką cieplną i ze zbliżonymi wartościami TL i TE zapewnia dobrą ochronę przeciwsłoneczną. Jest on także dobry pod względem estetycznym, zwłaszcza przy odbiciu zewnętrznym, gdzie wartości a* i b* są ujemne i w trochę wyższych wartościach bezwzględnych co najwyżej 2,7: jest to barwa mało intensywna i w błękicie-zieleni wysoko ceniona w przypadku oszkleń z silnym odbiciem zewnętrznym.

Warto zwrócić uwagę na to, że wszystkie te zalety są zachowane po obróbce cieplnej: wartości TL i TE są zachowane prawie w 1%, przy czym dane kolorymetryczne zmieniają się niewiele i przy odbiciu zewnętrznym nie ma żadnego wahania od jednego odcienia do drugiego. Brak jest także jakiejkolwiek wady optycznej. Wartość ΔΕ, oceniając ilościowo ewentualną zmianę kolorymetryczną, pozostaje co najwyżej 1,8 przy przepuszczaniu, przy odbiciu wewnętrznym i zewnętrznym, z wartością ΔE tylko 0,3 przy odbiciu zewnętrznym, przy czym chodzi tu o układ warstw podatny bez znaczącego rozpadu na obróbkę cieplną typu gięcia albo hartowania. Jeżeli wymagane jest szkło hartowane, odprężone, gięte albo nie, to w wynalazku proponuje się przeciwsłoneczny układ warstw z identycznymi, zachowanymi właściwościami.

Widać, że korzystne jest stosowanie wierzchniej warstwy z Si3N4 o większej grubości, co najmniej od 5 do 15 albo 20 nm w stosunku do grubości warstwy dolnej z Si3N4, przy czym zyskuje się tu na hartowności zachowując zadowalający wygląd przy odbiciu.

Wyniki z przykładów porównawczych 1 i 2 są znacznie gorsze: te układy warstw nie poddają się wyraźnie gięciu/hartowaniu w sensie wynalazku i wartości TL i TE zmieniają się znacznie. W przykładzie porównawczym 1 przechodzi się w ten sposób w T_L od 11,5 do prawie 20%. Wartości ΔE przy odbiciu wewnętrznym i zewnętrznym są w przypadku przykładu porównawczego 1 co najmniej trzy razy wyższe niż wartości uzyskane według wynalazku, znak b* zmienia się przy odbiciu zewnętrznym i ma miejsce zmiana odcienia, co potwierdza fakt, że korzystne jest tłumienie albo ograniczenie do maksimum obecności chromu w warstwach funkcyjnych (na przykład co najwyżej 20%, a zwłaszcza co najwyżej 10 albo co najwyżej 5% wagowo), przy czym chrom pełni prawdopodobnie pewną rolę w tych zmianach na skutek swojej skłonności do dyfundowania w wysokiej temperaturze.

Tabela 2 niżej dostarcza pewnych danych, już wyjaśnionych przy tabeli 1, w odniesieniu do przykładu 2, w którym emaliowanie przeprowadzono na warstwach. Wartości RLzewn., a*(Rzewn.) i b*(Rzewn.) zmierzono przed i po emaliowaniu (ten sam montaż oszklenia, które stało się płytą elewacyjną jak w tabeli 1: szkło monolityczne, warstwy i emalia na powierzchni czołowej 2).

T a b e l a 2

Przykład 2	Emaliowanie	Przepuszczanie	Odbicie zewnętrzne	Odbicie wewnętrzne
Tl	^λd(T)	^Pe(T)	R Lzewn.	a* (Rzewn.)	b* (Rzewn.)	ΔΞ	^R Lwewn.	a* (Rwewn.)	b (Rwewn.)
przed	7,7	565	2,4	43,6	-3,2	1,1	-	35,5	0,5	18,4
po	-	-	-	43,7	-2,5	2,8	1,0	-	-	-

PL 193 781 B1

Sprawdza się, czy odcień pozostaje prawie taki sam przy odbiciu zewnętrznym po emaliowaniu z wartością ΔE rzędu 1. Brak jest już znacznie większego starzenia płyty elewacyjnej niż w przypadku standardowej płyty elewacyjnej, z taką samą emalią osadzoną bezpośrednio na szkle.

W tabeli 3 niżej zebrano wyjaśnione już wyżej dane dla przykładów 3 i 5 (ta sama konfiguracja ze szkła monolitycznego z warstwami na powierzchni czołowej 2).

T a b e l a 3

	Przepuszczanie	Odbicie zewnętrzne	Odbicie wewnętrzne
Tl(%)	λd (nm)	Pe(%)	^ΔΕ(Τ)	^RLzewn.	a*	b*	A^e(R)	^RLwewn.	a*	b*	Te
Przykład 3	32,3	541	0,6	2,7	14,4	-1,7	-4,8	3,3	25,3	-0,3	1,2	31,0
Przykład 4	30,6	535	1,4	2,3	16,6	-1,7	-7,2	2,5	27,7	-1,7	1,6	27,6
Przykład 5	31,2	483	4,2	1,2	17,9	-0,4	-3,5	1,4	27,8	0,7	3,1	30,0

W ten sposób stwierdza się zalety umieszczania dodatkowej warstwy TiN. Trudniej jest osiągnąć niskie wartości ΔΕ, a zwłaszcza wartości mniejsze niż 2, gdy chodzi o oszklenia z warstwami, które mają stosunkowo wyższe przepuszczalności światła, w tym przypadku około 30%, podczas gdy wynosiła ona około 8% dla poprzednich przykładów. Tak więc dodanie warstwy TiN (przykład 4) umożliwia spowodowanie przejścia progu 2 do wartości ΔΕ. TiN pełni zatem jednocześnie rolę nastawiania kolorometrycznego jako taką i rolę stabilizowania wyglądu przy odbiciu zewnętrznym w przypadku oszkleń z warstwami, które mają TL zwłaszcza większe niż 20%.

Następujące przykłady 6 do 8 zrealizowano zwłaszcza pod kątem lepszego nastawienia barwy przy zewnętrznym odbiciu przez oszklenia.

P r z y k ł a d 6

W tym przykładzie stosuje się warstwę funkcyjną z azotku niobu i podwójną warstwę dolną, naprzemiennie warstwę z Si3N4 (współczynnik załamania światła około 2) i warstwę z SiO2 (współczynnik załamania światła około 1,45).

Kolejność jest następująca:

szkło / Si3N4 (20 nm) / SiO2 (40 nm) / NbN / Si3N4 (20 nm)

Grubość warstwy z NbN została uregulowana w taki sposób, aby uzyskać przepuszczalność światła 32%.

P r z y k ł a d 7

Ten przykład jest podobny do przykładu 6 z tym, że warstwę NbN zastępuje się warstwą metaliczną z Nb (o takiej grubości, aby przepuszczalność światła wynosiła w dalszym ciągu 32%).

Stąd istnieje następująca kolejność warstw:

szkło / Si3N4 (20 nm) / SiO2 (40 nm) / Nb / Si3N4 (20 nm)

P r z y k ł a d 8

Ten przykład jest zbliżony do przykładu 7, lecz z zastosowaniem potrójnej warstwy dolnej, naprzemiennie warstwy z wysokim współczynnikiem załamania światła, warstwy z niskim współczynnikiem załamania światła i ponownie warstwy z wysokim współczynnikiem załamania światła.

Ciąg warstw jest następujący:

szkło / Si3N4 (30 nm) / SiO2 (30 nm) / Si3N4 (20 nm) / Nb (30 nm) / Si3N4 (27 nm)

Grubość warstwy Nb nastawia się w taki sposób, aby wartość TL wynosiła około 8%.

W tabeli 4 niżej zestawiono dla przykładów 6 i 7 te same dane fotometryczne przy przepuszczaniu i przy odbiciu zewnętrznym, jak dane przedstawione już w tabeli 1.

PL 193 781 B1

T a b e l a 4

Przykład	Obróbka cieplna	Przepuszczanie	Odbicie zewnętrzne
Tl(%)	λd(nm)	Pe(%)	A^E(T)	^RLzewn.	^a Rzewn.	U* ^b Rzewn.	A^e(R)
Przykład 6	przed	32,3	489	2,3	-	15,3	1,7	-10,3	-
po	31,8	484	4,3	1,7	15,7	1,7	-9,1	2,0
Przykład 7	przed	32,2	572	3,7	-	13,3	1,0	-15,0	-
po	30,7	563	2,1	2,4	15,4	0,9	-11,8	4,3

Rozważa się także możliwość stosowania jako warstwy funkcyjnej molibdenu, który umożliwia uzyskanie przy odbiciu zewnętrznym barwy bardziej błękitnej.

Reasumując, oszklenia do ochrony przeciwsłonecznej według wynalazku są bardzo korzystne przy wyposażaniu budynków, nie wykluczając zastosowań w samochodach i wszelkich pojazdach, takich jak okna boczne i tylne, oraz dachy samochodowe, które mogą mieć zresztą powłoki emalii. Ze stałym układem warstw, a mianowicie zgodnie z poszukiwanymi wartościami TL i TE, można w ten sposób, bez konieczności jego modyfikowania, wytwarzać oszklenia do patrzenia, które albo nie są przeznaczone do poddawania obróbkom cieplnym albo mają być gięte/hartowane/wypalane, wytwarzać płyty elewacyjne w dobrej harmonii kolorymetrycznej z oszkleniami do patrzenia, przy czym płyty mogą być polakierowane albo emaliowane. W ten sposób można standaryzować wytwarzanie warstw interferencyjnych na podłożach o wielkich wymiarach, co jest wielką zaletą pod względem przemysłowym.

Zgodnie z wynalazkiem opracowano dające się hartować oszklenia z regulacją słoneczną, z wartościami ΔE przy odbiciu zewnętrznym niższymi albo równymi 2, a nawet 1,8, co jest godne uwagi.

W ten sposób można wytwarzać płyty elewacyjne raczej z warstwami emaliowanymi niż lakierowanymi, co jest również bardzo interesujące pod względem przemysłowym (emaliowanie prowadzi się w czasie procesu hartowania, natomiast lakierowanie wymaga dodatkowego etapu produkcyjnego).

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Podłoże przezroczyste wyposażone w układ cienkich warstw działających na promieniowanie słoneczne, mające przepuszczalność światła TL od 5 do 55%, a zwłaszcza od 8 do 45%, i współczynnik słoneczny SF mniejszy niż 50%, a zwłaszcza bliski wartości przepuszczalności światła, znamienne tym, że układ ten zawiera co najmniej jedną warstwę funkcyjną o charakterze metalicznym, składającą się z niobu lub azotku niobu, która to warstwa funkcyjna jest pokryta co najmniej jedną warstwą wierzchnią na bazie azotku glinu, tlenoazotku glinu, azotku krzemu lub tlenoazotku krzemu, albo mieszaniny co najmniej z dwóch tych związków, i co najmniej jedną warstwą dolną z przezroczystego materiału dielektrycznego, zwłaszcza materiału wybranego spośród azotku krzemu i/lub azotku glinu, tlenoazotku krzemu i/lub tlenoazotku glinu i tlenku krzemu, przy czym grubość geometryczna warstwy wierzchniej jest większa niż grubość warstwy dolnej.
2. Podłoże według zastrz. 1, znamienne tym, że warstwa wierzchnia i warstwa dolna są warstwami na bazie azotku krzemu.
3. Podłoże według zastrz. 1, znamienne tym, że warstwa wierzchnia jest grubsza od warstwy dolnej co najmniej o współczynnik 1,2, a zwłaszcza o współczynnik 1,5 do 1,8.
4. Podłoże według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienne tym, że układ zawiera wiele dolnych warstw pomiędzy podłożem i warstwą funkcyjną, a zwłaszcza naprzemiennie warstwy o wysokim i niskim współczynniku załamania światła, takie jak warstwy Si3N4/SiO2 albo Si3N4/SiO2/Si3N4.
5. Podłoże według zastrz. 1, znamienne tym, że warstwa funkcyjna ma grubość wynoszącą od 5 do 50 nm, a zwłaszcza od 8 do 40 nm.
6. Podłoże według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienne tym, że grubość wierzchniej warstwy wynosi od 5 do 120 nm, a zwłaszcza od 7 do 90 nm.

PL 193 781 B1
7. Podłoże według zastrz. 1, znamienne tym, ż e układ zawiera dodatkową warstwę azotku metalu o grubości wynoszącej od 2 do 20 nm, a zwłaszcza od 5 do 10 nm.
8. Podłoże według zastrz. 1 albo 2, albo 5, albo 7, znamienne tym, że układ zawiera warstwę funkcyjną z niobu, warstwę wierzchnią z azotku krzemu, warstwę dolną również z azotku krzemu i opcjonalną warstwę z azotku niobu bezpośrednio na warstwie funkcyjnej albo bezpośrednio pod warstwą funkcyjną.
9. Podłoże według zastrz. 1 albo 2, albo 5, znamienne tym, ż e układ zawiera warstwę funkcyjną z azotku niobu, warstwę wierzchnią z azotku krzemu i warstwę dolną również z azotku krzemu.
10. Podłoże według zastrz. 1, znamienne tym, że podłoże jest wykonane ze szkła bezbarwnego albo barwionego w masie lub z przezroczystego, giętkiego albo sztywnego materiału polimerycznego.
11. Podłoże według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 5, albo 7, albo 10, znamienne tym, że jest ono przynajmniej częściowo nieprzezroczyste dzięki nałożonej powłoce w postaci lakieru albo emalii.
12. Zastosowanie podłoża określonego w zastrz. 1 do wytwarzania oszklenia monolitycznego albo oszklenia podwójnego, w którym układ cienkich warstw znajduje się korzystnie na powierzchni czołowej 2, przy numerowaniu powierzchni czołowych podłoża, które jest w nie wyposażone, w kierunku od zewnątrz do wnętrza kabiny czy pomieszczenia, nadając oszkleniu efekt ochrony przed promieniowaniem słonecznym.
13. Zastosowanie według zastrz. 12, znamienne tym, że wytworzone oszklenie jest błękitne albo zielone przy odbiciu zewnętrznym od strony podłoża, zwłaszcza ma ujemne wartości a* i b*.
14. Zastosowanie podłoża określonego w zastrz. 1 z nieprzezroczystą powłoką w postaci lakieru albo emalii, do wytwarzania elewacyjnej płyty licowej typu płyty osłonowej.