具有熱輻射反射涂層的窗玻璃的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及包含至少一個(gè)基板(1)和在基板(1)的至少一個(gè)表面上的至少一層熱輻射反射涂層(2)的窗玻璃，其中基板(1)上的涂層(2)至少包括-粘合層(3)，-在粘合層(3)上，含有至少一種透明導(dǎo)電氧化物（TCO）的功能層(4)，-在功能層(4)上，用于調(diào)節(jié)氧擴(kuò)散的介電阻擋層(5)，和-在阻擋層(5)上，減反射層(6)，且其中阻擋層(5)具有10納米至40納米的厚度。
【專利說明】具有熱輻射反射涂層的窗玻璃
[0001] 本發(fā)明涉及具有熱輻射反射涂層的窗玻璃、其制造方法及其用途。
[0002] 汽車的內(nèi)部空間在夏季因高的環(huán)境溫度和強(qiáng)直射陽光而變得非常熱。如果外部溫 度低于車內(nèi)溫度(這特別在冬季出現(xiàn))，則冷的窗玻璃充當(dāng)散熱片，這使乘客感受到不舒服。 必須提供空調(diào)裝置的高加熱性能，以防止內(nèi)部空間經(jīng)由車窗變冷。
[0003] 熱輻射反射涂層(所謂的低E涂層）是已知的。這種涂層反射很大部分的太陽輻 射，特別是在紅外范圍內(nèi)，這在夏季導(dǎo)致減少車內(nèi)變暖。此外，在朝向車內(nèi)的窗玻璃表面上 施加該涂層時(shí)，該涂層使得變熱的窗玻璃較少地向汽車內(nèi)部散發(fā)長波熱福射。此外，在冬天 室外溫度低的情況下，這種涂層減少內(nèi)部空間的熱向外部環(huán)境中輻射。
[0004] 熱輻射反射涂層例如可含有由鈮、鉭或鋯制成的功能層。例如從US 20110146172 A1、EP 1 218 307 B1和EP 2 247 549 A2中獲知這樣的涂層。這樣的涂層導(dǎo)致窗玻璃在 可見光譜范圍中的透射率明顯降低。因此，該涂層不能用在必須符合對透射率的法定要求 的窗玻璃，例如擋風(fēng)玻璃或前側(cè)窗上。也例如從EP 877 006 B1、EP 1 047 644 B1和EP 1 917 222 B1中獲知具有銀制功能層的反射熱輻射的涂層。但是，這樣的涂層易腐蝕并且機(jī) 械耐受力不夠。因此，不能在窗玻璃的朝向車內(nèi)部空間的表面上(在此該涂層暴露在空氣和 其它環(huán)境影響下）施加該涂層。
[0005] 通常，在施加該涂層后，對窗玻璃施以熱處理和機(jī)械轉(zhuǎn)變。通常將汽車領(lǐng)域用的窗 玻璃，例如擋風(fēng)玻璃、側(cè)窗玻璃和后窗玻璃彎曲并通常加預(yù)應(yīng)力或加部分預(yù)應(yīng)力。
[0006] 本發(fā)明的目的在于提供改進(jìn)的具有熱輻射反射涂層的窗玻璃及其制造方法。該涂 層應(yīng)該透明和耐腐蝕并且不應(yīng)在窗玻璃的彎曲和加預(yù)應(yīng)力的過程中受損。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明，由根據(jù)權(quán)利要求1的具有熱輻射反射涂層的窗玻璃實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目 的。優(yōu)選實(shí)施方案出自從屬權(quán)利要求。
[0008] 本發(fā)明的窗玻璃包含至少一個(gè)基板和在基板的至少一個(gè)表面上的至少一層熱輻 射反射涂層，其中所述基板上的所述涂層至少包括 -粘合層， -在所述粘合層上，含有至少一種透明導(dǎo)電氧化物（TC0)的功能層， -在所述功能層上，用于調(diào)節(jié)氧擴(kuò)散的介電阻擋層，和 -在所述阻擋層上，減反射層， 且其中所述阻擋層具有10納米至40納米的厚度。
[0009] 如果第一層布置在第二層上方，則在本發(fā)明范圍內(nèi)這意味著，第一層布置得比第 二層距基板更遠(yuǎn)。如果第一層布置在第二層下方，則在本發(fā)明范圍內(nèi)這意味著，第二層布置 得比第一層距基板更遠(yuǎn)。
[0010] 如果第一層布置在第二層的上方或下方，則在本發(fā)明范圍內(nèi)這并非必定意味著第 一和第二層互相直接接觸?？梢栽诘谝缓偷诙又g布置一個(gè)或多個(gè)其它層，除非這被明 確排除。
[0011] 如果一層或另一元件含有至少一種材料，則在本發(fā)明的范圍內(nèi)這包括該層由該材 料構(gòu)成的情況。
[0012] 本發(fā)明的熱輻射反射涂層在可見光譜范圍內(nèi)具有低吸收和低反射，和因此高透 射。因此，該涂層也可用在不希望透射率明顯降低的窗玻璃的情況中，例如在建筑物中的窗 玻璃的情況中，或法律禁止透射率明顯降低的窗玻璃的情況中，例如在機(jī)動(dòng)車中的擋風(fēng)玻 璃或前側(cè)窗的情況中。這是本發(fā)明的大的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的涂層此外耐腐蝕。因此，該涂層 可施加到基板的擬定在玻璃的安裝位置要朝向內(nèi)部空間，例如機(jī)動(dòng)車或建筑物的內(nèi)部空間 的表面上。在該表面上，本發(fā)明的涂層特別有效地在夏季降低窗玻璃向內(nèi)部空間散發(fā)熱輻 射和在冬季降低熱向外部環(huán)境輻射。
[0013] 已經(jīng)證實(shí)，功能層的氧含量決定性地影響該熱輻射反射涂層在發(fā)射率、在可見光 譜范圍內(nèi)的透射率和可彎曲性方面的性質(zhì)。過低的氧含量導(dǎo)致可見光的高吸收和因此低透 射率。過低的氧含量進(jìn)一步導(dǎo)致過高的薄層電阻和因此過高的發(fā)射率。過低的氧含量還導(dǎo) 致明顯的，通常不合意的色彩印象。功能層過高的氧含量導(dǎo)致功能層在彎曲過程中受損。這 種損傷尤其表現(xiàn)為功能層內(nèi)的裂紋。如同過低的氧含量那樣，過高的氧含量進(jìn)一步導(dǎo)致過 高的薄層電阻和因此過高的發(fā)射率。
[0014] 本發(fā)明的窗玻璃的內(nèi)部空間側(cè)的發(fā)射率優(yōu)選小于或等于25%，特別優(yōu)選小于或等 于20%。術(shù)語"內(nèi)部空間側(cè)的發(fā)射率"作出表示指示與理想熱輻射體(黑體）相比，在安裝位 置處的窗玻璃向內(nèi)部空間，例如建筑物或機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間散發(fā)多少熱輻射的度量值。在 本發(fā)明范圍內(nèi)，"發(fā)射率"是指根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)EN 12898在283 K下的標(biāo)準(zhǔn)輻射度。本發(fā)明的涂 層的薄層電阻優(yōu)選為10歐姆/平方米至30歐姆/平方米。本發(fā)明的涂層在可見光譜范 圍內(nèi)的吸收優(yōu)選為大約1%至大約15%，特別優(yōu)選大約1%至大約7%。可通過測量經(jīng)涂覆的 窗玻璃的吸收并減去未涂覆的窗玻璃的吸收來測定該涂層的吸收。從帶有本發(fā)明的涂層側(cè) 觀察，本發(fā)明的窗玻璃優(yōu)選在反射時(shí)具有-15至+5的色值a*和-15至+5的色值b*。數(shù)據(jù) a*和b*是指根據(jù)比色模型（L*a*b*色空間）的色坐標(biāo)。
[0015] 為了獲得發(fā)射率、薄層電阻、吸收和反射時(shí)的色值的所示優(yōu)選值，可以在施加該熱 輻射反射涂層后對基板施以溫度處理。優(yōu)選將基板加熱到至少200°c，特別優(yōu)選至少300°C 的溫度。這種溫度處理特別影響功能層的結(jié)晶性并導(dǎo)致本發(fā)明的涂層的改進(jìn)的透射率。該 溫度處理還降低該涂層的薄層電阻，這導(dǎo)致降低的發(fā)射率。
[0016] 在施加后和在溫度處理前，該功能層優(yōu)選具有使得本發(fā)明的涂層的薄層電阻為50 歐姆/平方米至250歐姆/平方米，特別優(yōu)選80歐姆/平方米至150歐姆/平方米的氧 含量。在施加該涂層后和在溫度處理前，該功能層的比電阻優(yōu)選為500*1(Γ 6歐姆*cm至 3500*1(Γ6歐姆*cm，特別優(yōu)選為1000*1(Γ6歐姆*cm至2000*1(Γ 6歐姆*cm。在施加后和在 溫度處理前，該涂層在可見光譜范圍內(nèi)的吸收優(yōu)選為8%至25%，特別優(yōu)選為13%至20%?？?以例如在通過陰極濺射施加功能層時(shí)通過靶的選擇和/或通過氣氛的氧含量影響該氧含 量。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以例如通過模擬或?qū)嶒?yàn)確定對所示范圍內(nèi)的薄層電阻和吸收合適的 氧含量。
[0017] 已經(jīng)證實(shí)，該溫度處理由于氧的擴(kuò)散而導(dǎo)致功能層的氧化。通過本發(fā)明的阻擋層， 可以影響功能層的氧化程度。就該涂層的可見光透射率、薄層電阻和特別是可彎曲性而言， 根據(jù)本發(fā)明的10納米至40納米的阻擋層厚度范圍特別有利。更薄的阻擋層導(dǎo)致溫度處理 后功能層過高的氧含量。更厚的阻擋層導(dǎo)致溫度處理后功能層過低的氧含量。阻擋層對功 能層的氧含量的影響是本發(fā)明的另一大的優(yōu)點(diǎn)。
[0018] 阻擋層的厚度優(yōu)選為10納米至30納米，特別優(yōu)選12納米至30納米，最特別優(yōu)選 15納米至25納米，和特別是18納米至22納米。由此，在可見光透射率、薄層電阻和可彎曲 性方面實(shí)現(xiàn)特別好的結(jié)果。但是，阻擋層的厚度也可以為例如10納米至18納米，或12納 米至18納米。
[0019] 此外，阻擋層影響本發(fā)明的涂層的耐腐蝕性。更薄的阻擋層導(dǎo)致該涂層對潮濕氣 氛較強(qiáng)的易腐蝕性。涂層的腐蝕特別導(dǎo)致該涂層對可見光的吸收顯著提高。
[0020] 此外，阻擋層影響該熱輻射反射涂層的光學(xué)性質(zhì)，特別是在光反射時(shí)的色彩印象。 根據(jù)本發(fā)明，該阻擋層是介電的。該阻擋層的材料的折光指數(shù)優(yōu)選為大于或等于功能層的 材料的折光指數(shù)。該阻擋層的材料的折光指數(shù)特別優(yōu)選為1. 7至2. 3。
[0021] 給出的折光指數(shù)的值在550納米波長下測量。
[0022] 該阻擋層優(yōu)選含有至少一種氧化物和/或一種氮化物。該氧化物和/或氮化物可 以是化學(xué)計(jì)量或非化學(xué)計(jì)量組成的。該阻擋層特別優(yōu)選至少含有氮化硅（Si 3N4)。就阻擋 層對功能層的氧化和對該窗玻璃的光學(xué)性質(zhì)的影響而言，這是特別有利的。氮化硅可具有 摻雜劑，例如鈦、鋯、硼、鉿和/或鋁。氮化硅最特別優(yōu)選用鋁摻雜（Si 3N4:Al)或用鋯摻雜 (Si3N4:Zr)或用硼摻雜（Si 3N4:B)。這對該涂層的光學(xué)性質(zhì)、可彎曲性、光滑度（Giatte)和 發(fā)射率以及例如通過陰極濺射施加阻擋層的速度特別有利。
[0023] 優(yōu)選借助磁場輔助的陰極濺射，用至少含有硅的靶沉積氮化硅。用于沉積含鋁摻 雜的氮化硅的阻擋層的靶優(yōu)選含有80重量％至95重量％硅和5重量％至20重量％鋁以 及生產(chǎn)造成的摻合物。用于沉積含硼摻雜的氮化硅的阻擋層的靶優(yōu)選含有99. 9990重量％ 至99. 9999重量％硅和0. 0001重量％至0. 001重量％硼以及生產(chǎn)造成的摻合物。用于沉 積含锫?lián)诫s的氮化娃的阻擋層的祀優(yōu)選含有60重量％至90重量％娃和10重量％至40重 量％鋯以及生產(chǎn)造成的摻合物。優(yōu)選在陰極濺射過程中添加氮?dú)庾鳛榉磻?yīng)氣體，進(jìn)行氮化 硅的沉積。
[0024] 在施加本發(fā)明的涂層后的溫度處理過程中，可將氮化硅部分氧化。作為Si3N 4沉積 的阻擋層隨之在溫度處理后含有SixNy0z，其中氧含量通常為0原子％至35原子％。
[0025] 但是，替代地，該阻擋層還可含有例如至少W03、Nb20 5、Bi203、Ti02、Zr3N 4和/或A1N。
[0026] 粘合層導(dǎo)致沉積在該粘合層上方的層在基板上持久穩(wěn)定的粘合。粘合層進(jìn)一步防 止從基板擴(kuò)散出去的離子積聚在與功能層的邊界區(qū)域中，如果該基板由玻璃制成，這特別 是鈉離子。此類離子會(huì)導(dǎo)致功能層的腐蝕和低粘合。該粘合層因此對功能層的穩(wěn)定性特別 有利。
[0027] 粘合層的材料優(yōu)選具有在基板的折光指數(shù)范圍內(nèi)的折光指數(shù)。粘合層的材料優(yōu)選 具有比功能層的材料小的折光指數(shù)。粘合層優(yōu)選含有至少一種氧化物。粘合層特別優(yōu)選含 有二氧化硅（Si0 2)。這對沉積在該粘合層上方的層在基板上的粘合特別有利。二氧化硅可 具有摻雜劑，例如氟、碳、氮、硼、磷和/或鋁。二氧化硅最特別優(yōu)選用鋁摻雜（Si0 2:Al)、用 硼摻雜（Si02:B)或用鋯摻雜（Si02:Zr)。這對該涂層的光學(xué)性質(zhì)以及例如通過陰極濺射施 加粘合層的速度特別有利。
[0028] 優(yōu)選借助磁場輔助的陰極濺射，用至少含有硅的靶沉積二氧化硅。用于沉積含鋁 摻雜的二氧化硅的粘合層的靶優(yōu)選含有80重量％至95重量％硅和5重量％至20重量％鋁 以及生產(chǎn)造成的摻合物。用于沉積含硼摻雜的二氧化硅的粘合層的靶優(yōu)選含有99. 9990重 量％至99. 9999重量％硅和0. 0001重量％至0. 001重量％硼以及生產(chǎn)造成的摻合物。用 于沉積含锫?lián)诫s的二氧化娃的粘合層的祀優(yōu)選含有60重量％至90重量％娃和10重量％ 至40重量％鋯以及生產(chǎn)造成的摻合物。優(yōu)選在陰極濺射過程中添加氧氣作為反應(yīng)氣體，進(jìn) 行二氧化硅的沉積。
[0029] 粘合層的摻雜還可改進(jìn)施加在粘合層上方的層的光滑度。在機(jī)動(dòng)車領(lǐng)域使用本發(fā) 明的窗玻璃時(shí)，層的高光滑度特別有利，因?yàn)榻璐吮苊獯安ＡЯ钊瞬皇娣拇植诘挠|感。如 果本發(fā)明的窗玻璃是側(cè)窗玻璃，則其可以以低摩擦移入密封唇口。
[0030] 但是，該粘合層還可含有其它材料，例如其它氧化物，如Ti02、Al20 3、Ta205、Y203、Zn0 和/或ZnSnO x，或氮化物如A1N。
[0031] 該粘合層優(yōu)選具有10納米至150納米，特別優(yōu)選15納米至50納米，例如大約30 納米的厚度。這對本發(fā)明的涂層的粘合性和防止離子從基板擴(kuò)散到功能層中是特別有利 的。
[0032] 也可以在粘合層下方布置額外的增粘層，其優(yōu)選具有2納米至15納米的厚度。例 如，粘合層可含有Si0 2，而額外的增粘層可含有至少一種氧化物，如Ti02、A1203、Ta 205、Y203、 ΖηΟ和/或ZnSnOx，或一種氮化物如Α1Ν。通過該增粘層可有利地進(jìn)一步改善本發(fā)明的涂層 的粘合。此外，該增粘層能夠改進(jìn)色值和透射或反射的調(diào)節(jié)。
[0033] 該功能層對熱輻射，特別是紅外輻射具有反射性質(zhì)，但在可見光譜范圍內(nèi)基本透 明。根據(jù)本發(fā)明，該功能層含有至少一種透明導(dǎo)電氧化物（TC0)。該功能層的材料的折光指 數(shù)優(yōu)選為1. 7至2. 5。該功能層優(yōu)選至少含有氧化銦錫（ΙΤ0)。因此，在本發(fā)明的涂層的發(fā) 射率和可彎曲性方面獲得特別好的結(jié)果。
[0034] 優(yōu)選借助磁場輔助的陰極濺射，用由氧化銦錫制成的靶沉積氧化銦錫。該靶優(yōu)選 含有75重量％至95重量％氧化銦和5重量％至25重量％氧化錫以及生產(chǎn)造成的摻合物。 優(yōu)選在保護(hù)氣體氣氛，例如氬氣下進(jìn)行氧化銦錫的沉積。也可以將少量氧氣添加到保護(hù)氣 體中例如以改進(jìn)功能層的均勻性。
[0035] 或者，該靶優(yōu)選含有至少75重量％至95重量％銦和5重量％至25重量％錫。優(yōu) 選在陰極濺射過程中添加氧氣作為反應(yīng)氣體，進(jìn)行氧化銀錫的沉積。
[0036] 可通過功能層的厚度影響本發(fā)明的窗玻璃的發(fā)射率。功能層的厚度優(yōu)選40納米 至200納米，特別優(yōu)選90納米至150納米，最特別優(yōu)選100納米至130納米，例如大約120 納米。在功能層的厚度的這一范圍內(nèi)，獲得發(fā)射率的特別有利的值和功能層的無損經(jīng)受機(jī) 械轉(zhuǎn)變(如彎曲或加預(yù)應(yīng)力）的特別有利的能力。
[0037] 但是，該功能層還可包括其它透明導(dǎo)電氧化物，例如氟摻雜的氧化錫（Sn02:F)、銻 摻雜的氧化錫（Sn0 2: Sb)、銦-鋅-混合氧化物（ΙΖ0)、鎵摻雜或鋁摻雜的氧化鋅、鈮摻雜的 氧化鈦、錫酸鎘和/或錫酸鋅。
[0038] 減反射層降低本發(fā)明的窗玻璃上在可見光譜范圍內(nèi)的反射。通過減反射層，特別 獲得透過本發(fā)明的窗玻璃在可見光譜范圍內(nèi)的高透射率以及反射和透射光的中性色彩印 象。減反射層還改進(jìn)功能層的耐腐蝕性。減反射層的材料的折光指數(shù)優(yōu)選小于功能層的材 料的折光指數(shù)。減反射層的材料的折光指數(shù)優(yōu)選為小于或等于1.8。
[0039] 減反射層優(yōu)選含有至少一種氧化物。減反射層特別優(yōu)選含有二氧化硅（Si02)。這 對窗玻璃的光學(xué)性質(zhì)和功能層的耐腐蝕性特別有利。二氧化硅可具有摻雜劑，例如氟、碳、 氮、硼、磷和/或鋁。氮化硅最特別優(yōu)選用鋁摻雜（Si02:Al)、用硼摻雜（Si02:B)或用鋯摻 雜（Si02:Zr)。
[0040] 但是，該減反射層還可含有其它材料，例如其它氧化物，如Ti02、A120 3、Ta205、Y203、 ΖηΟ和/或ZnSnO,或氮化物如AIN。
[0041] 該減反射層優(yōu)選具有20納米至150納米，特別優(yōu)選40納米至100納米的厚度。這 對低反射和可見光的高透射率以及窗玻璃的所選色彩印象的設(shè)定和功能層的耐腐蝕性特 別有利。
[0042] 在本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施方案中，在熱輻射反射涂層上方布置覆蓋層。該覆蓋層 防止本發(fā)明的涂層受損，特別是防止劃傷。該覆蓋層優(yōu)選含有至少一種氧化物，特別優(yōu)選至 少氧化鈦（TiOx)、Zr02、Hf02、Nb20 5、Ta205、Cr203、W0 3和/或Ce02。該覆蓋層的厚度優(yōu)選為2 納米至50納米，特別優(yōu)選5納米至20納米。因此，在抗劃傷性方面實(shí)現(xiàn)特別好的結(jié)果。 [0043] 基板優(yōu)選含有玻璃，特別優(yōu)選平板玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅玻璃、鈉鈣玻璃 或透明塑料，優(yōu)選硬質(zhì)透明塑料，特別是聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚 苯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯和/或它們的混合物。
[0044] 基板的厚度可以廣為不同，因此可以出色地適應(yīng)個(gè)例的要求。優(yōu)選使用具有1. 0 毫米至25毫米，和優(yōu)選1. 4毫米至4. 9毫米的標(biāo)準(zhǔn)厚度的窗玻璃?；宓某叽缈梢詮V為不 同，并取決于本發(fā)明的用途。該基板例如在汽車行業(yè)中和在建筑領(lǐng)域中具有200平方厘米 至20平方米的常規(guī)面積。
[0045] 在本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施方案中，該基板具有大于或等于70%的在可見光譜范圍 內(nèi)的透射率。但是，該基板也可具有更高的透射率，例如大于或等于85%。由于本發(fā)明的涂 層具有低吸收，因此可以實(shí)現(xiàn)例如適合作為擋風(fēng)玻璃的具有在可見光譜范圍內(nèi)的高透射率 的窗玻璃。具有熱輻射反射涂層的本發(fā)明的窗玻璃優(yōu)選具有大于70%的總透射率。術(shù)語 "總透射率"基于ECE-R 43，附錄3，§ 9.1規(guī)定的測試機(jī)動(dòng)車窗玻璃透光性的方法。
[0046] 在另一有利的實(shí)施方案中，該基板是著色或有色的。在這種情況下，該基板優(yōu)選具 有小于50%，例如小于15%的在可見光譜范圍內(nèi)的透射率。由此可以實(shí)現(xiàn)具有本發(fā)明的透明 涂層并具有降低的在可見光譜范圍內(nèi)的透射率的窗玻璃。此類著色或有色的窗玻璃例如由 于美觀或熱原因而是合意的。
[0047] 在本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施方案中，該基板在一個(gè)或多個(gè)空間方向上輕微或極大彎 曲。這種曲面窗玻璃特別用于汽車領(lǐng)域中的裝配玻璃。曲面窗玻璃的典型曲率半徑在大約 10厘米至大約40米的范圍。整個(gè)窗玻璃上的曲率半徑不必恒定；在一個(gè)窗玻璃中可存在 極大彎曲和較小彎曲的區(qū)域。本發(fā)明的一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)在于，可以為平面的基板提供本發(fā) 明的涂層且該涂層在通常在例如500°C至700°C的升高的溫度下進(jìn)行的下游的彎曲工藝中 不受損。
[0048] 在曲面基板上的本發(fā)明的涂層的阻擋層優(yōu)選具有10納米至30納米，特別優(yōu)選12 納米至30納米，最特別優(yōu)選15納米至25納米，特別是18納米至22納米，例如大約20納 米的厚度。這對發(fā)射率和可見光透射率以及該涂層的無損經(jīng)受基板的機(jī)械轉(zhuǎn)變(如彎曲或 加預(yù)應(yīng)力）的能力特別有利。但是，阻擋層的厚度也可以為例如10納米至18納米，或12納 米至18納米，這對節(jié)省材料和可見光透射率有利。
[0049] 原則上，該涂層當(dāng)然也可以施加到曲面基板上。在此，基板的三維形狀優(yōu)選沒有陰 影區(qū)，以使該基板可例如通過陰極濺射涂覆。
[0050] 在本發(fā)明的另一有利的實(shí)施方案中，該基板是平面的。平面窗玻璃例如用于建筑 行業(yè)中的裝配玻璃中或公共汽車、火車或拖拉機(jī)的大面積裝配玻璃中。在本發(fā)明范圍內(nèi)，當(dāng) 其主表面(觀察者在安裝位置透過其觀察）基本不彎曲而是基本平坦時(shí)，該基板被認(rèn)為是平 面的。在此，主表面不必必然是平面平行的。
[0051] 在平面基板上的本發(fā)明的涂層的阻擋層優(yōu)選具有10納米至25納米，特別優(yōu)選12 納米至18納米，最特別優(yōu)選14納米至16納米，例如大約15納米的厚度。由于該涂層不必 彎曲，可以選擇比使用曲面基板的實(shí)施方案中更薄的阻擋層厚度。由此，在溫度處理后獲 得功能層的更高氧含量，這導(dǎo)致降低的吸收和因此更高的可見光透射率以及同時(shí)小的發(fā)射 率。
[0052] 本發(fā)明的涂層優(yōu)選施加在基板的擬定在玻璃的安裝位置朝向內(nèi)部空間，例如建筑 物或機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間的表面上。這對于內(nèi)部空間中的熱舒適性特別有利。擬定在玻璃的 安裝位置朝向內(nèi)部空間的表面在本發(fā)明范圍內(nèi)被稱作內(nèi)部空間側(cè)的表面。在高的外界溫度 和日光入射的情況下，本發(fā)明的涂層能特別有效地至少部分反射從整個(gè)窗玻璃向內(nèi)部空間 散發(fā)的熱輻射。在低的外界溫度的情況下，本發(fā)明的涂層可以有效反射從內(nèi)部空間發(fā)出的 熱輻射并因此降低冷窗玻璃作為散熱片的效應(yīng)。
[0053] 本發(fā)明的涂層可施加在基板的整個(gè)表面上。但是，基板表面也可具有無涂層的區(qū) 域?；灞砻胬缈删哂型庵軣o涂層的邊緣區(qū)域和/或充當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸窗或通信窗的無涂層 區(qū)域。在無涂層區(qū)域中，該窗玻璃可透過電磁輻射，特別是紅外輻射。
[0054] 該基板也可以在兩個(gè)表面上都各自具有本發(fā)明的熱輻射反射涂層。
[0055] 在本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施方案中，該基板經(jīng)由至少一層熱塑性中間層與覆蓋板粘 合成復(fù)合窗玻璃。為此，該覆蓋板優(yōu)選設(shè)定為在復(fù)合窗玻璃的安裝位置朝向外部環(huán)境，而該 基板朝向內(nèi)部空間?；蛘?，該覆蓋板也可以設(shè)定為在復(fù)合窗玻璃的安裝位置朝向內(nèi)部空間。 本發(fā)明的涂層優(yōu)選布置在背離覆蓋板的基板表面上。
[0056] 該覆蓋板優(yōu)選含有玻璃，特別優(yōu)選平板玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅玻璃、鈉鈣 玻璃或透明塑料，優(yōu)選硬質(zhì)透明塑料，特別是聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲 酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯和/或它們的混合物。該覆蓋板優(yōu)選具有1. 0毫米至 25毫米，特別優(yōu)選1. 4毫米至4. 9毫米的厚度。
[0057] 該熱塑性中間層優(yōu)選含有熱塑性塑料，例如聚乙烯醇縮丁醛（PVB)、乙烯乙酸乙烯 酯（EVA)、聚氨酯（PU)、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)或它們的多個(gè)層，優(yōu)選具有0. 3毫米至 0.9毫米的厚度。
[0058] 該復(fù)合窗玻璃在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中具有大于70%的總透射率和小于或等于25% 的內(nèi)部空間側(cè)發(fā)射率。
[0059] 在另一有利的實(shí)施方案中，該復(fù)合窗玻璃具有明顯減小的可見光透射率，例如小 于50%、小于15%、小于10%或小于6%。這可以通過使用著色或有色覆蓋板或著色或有色基 板實(shí)現(xiàn)。或者，可以使用著色或有色的熱塑性中間層，或可以在熱塑性中間層中嵌入著色或 有色膜。
[0060] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，該基板經(jīng)由至少一層熱塑性中間層與覆蓋板粘合成復(fù)合 窗玻璃。為此，該基板定為在安裝位置朝向內(nèi)部環(huán)境，而該覆蓋板朝向外部空間。在背尚覆 蓋板的基板表面上，即在基板的內(nèi)部空間側(cè)的表面上施加本發(fā)明的熱輻射反射涂層。阻擋 層的厚度為10納米至40納米，優(yōu)選10納米至30納米。該復(fù)合窗玻璃具有小于15%，優(yōu)選 小于10%的可見光透射率，這通過著色覆蓋板、著色基板和/或著色熱塑性中間層獲得。該 覆蓋板和基板可以是彎曲的。具有低透射率和本發(fā)明的涂層的這種復(fù)合窗玻璃對熱舒適性 特別有利，并在透射太陽能方面獲得有利地低的值（TTS值)。該熱輻射反射涂層減少了被 著色窗玻璃吸收的太陽能向內(nèi)部空間散發(fā)。在阻擋層的厚度的所示范圍內(nèi)，本發(fā)明的涂層 具有有利的可彎曲性和耐腐蝕性。此外，已經(jīng)令人驚訝地證實(shí)，通過最大厚度為40納米的 阻擋層可獲得美觀的色值。
[0061] 在一個(gè)特別有利的實(shí)施方案中，在基板的朝向內(nèi)部空間的表面上施加本發(fā)明的涂 層，由此該基板是復(fù)合窗玻璃的朝向內(nèi)部空間的玻璃板。在基板的朝向覆蓋板的表面上、在 朝向基板的覆蓋板表面上或在熱塑性中間層的載體膜上進(jìn)一步施加防曬涂層。該防曬涂層 在那里有利地防止腐蝕和機(jī)械損傷。該防曬涂層優(yōu)選包含至少一個(gè)基于銀或含銀合金的金 屬層，厚度為5納米至25納米。借助被厚度為10納米至100納米的介電層彼此隔開的兩個(gè) 或三個(gè)功能層獲得特別好的結(jié)果。該防曬涂層反射在可見光譜范圍外，特別是在紅外光譜 范圍內(nèi)的入射太陽光部分。通過該防曬涂層，降低直射陽光對內(nèi)部空間的加熱作用。此外， 該防曬涂層降低該復(fù)合窗玻璃的布置在陽光入射方向上該防曬涂層后的元件的變熱，并因 此降低該復(fù)合窗玻璃散發(fā)的熱輻射。通過防曬涂層與本發(fā)明的用于反射熱輻射的涂層的組 合，有利地進(jìn)一步改進(jìn)內(nèi)部的熱舒適性。
[0062] 該基板例如也可以經(jīng)由間隔物與另一個(gè)板粘合成隔熱玻璃窗。該基板也可以經(jīng)由 熱塑性中間層和/或間隔物與多于一個(gè)其它板粘合。
[0063] 本發(fā)明還包括制造本發(fā)明的具有熱輻射反射涂層的窗玻璃的方法，其中在基板上 相繼至少施加 (a) 粘合層， (b) 含有至少一種透明導(dǎo)電氧化物（TC0)的功能層， (c) 介電阻擋層，和 (d) 減反射層 和 (e) 將所述基板加熱到至少200°C的溫度。
[0064] 在本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施方案中，在施加減反射層后施加覆蓋層。
[0065] 各層通過本身已知的方法，優(yōu)選通過磁場輔助的陰極濺射沉積。這對于基板的簡 單、快速、經(jīng)濟(jì)和均勻的涂覆特別有利。陰極濺射在保護(hù)氣體氣氛，例如氬氣中或在反應(yīng)性 氣體氣氛中，例如通過添加氧氣或氮?dú)膺M(jìn)行。
[0066] 但是，各層也可以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它方法，例如通過氣相沉積或 化學(xué)氣相沉積（chemical vapor deposition, CVD)、通過等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積 (PECVD)或通過濕化學(xué)法施加。
[0067] 在工藝步驟（e)中，在施加該熱輻射反射涂層后，對該窗玻璃施以溫度處理。將具 有本發(fā)明的涂層的基板加熱到至少200°C，特別優(yōu)選至少300°C的溫度。通過該溫度處理特 別改進(jìn)功能層的結(jié)晶性。由此明顯改善可見光透射率和對熱輻射的反射性質(zhì)。
[0068] 在本發(fā)明的方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，工藝步驟（e)中的溫度處理在彎曲工藝 的范圍內(nèi)進(jìn)行。具有本發(fā)明的涂層的基板在加熱狀態(tài)下在一個(gè)或多個(gè)空間方向上彎曲。基 板加熱至的溫度優(yōu)選為500°C至700°C。本發(fā)明的用于反射熱輻射的涂層的一個(gè)特別的優(yōu) 點(diǎn)在于其可經(jīng)受這種彎曲工藝而不受損。
[0069] 當(dāng)然，時(shí)間上可在彎曲工藝之前或之后進(jìn)行其它溫度處理步驟?；蛘?，也可以借助 激光輻射進(jìn)行溫度處理。
[0070] 在一個(gè)有利的實(shí)施方案中，在工藝步驟（e)中的溫度處理后和任選在彎曲后，可 以對該基板加預(yù)應(yīng)力或加部分預(yù)應(yīng)力。為此，該基板合適地以本身已知的方式冷卻。加預(yù) 應(yīng)力的基板通常具有至少69 MPa的表面壓應(yīng)力。加部分預(yù)應(yīng)力的基板通常具有24 MPa至 52 MPa的表面壓應(yīng)力。加預(yù)應(yīng)力的基板適合作為單片安全玻璃，例如作為機(jī)動(dòng)車的側(cè)窗玻 璃或后窗玻璃。
[0071] 在本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施方案中，在溫度處理后和任選在彎曲工藝和/或加預(yù)應(yīng) 力工藝后，基板經(jīng)由至少一層熱塑性中間層與覆蓋板粘合成復(fù)合窗玻璃。優(yōu)選將該基板如 此布置在該復(fù)合體中，以使帶有本發(fā)明的涂層的表面背離熱塑性中間層和覆蓋板。
[0072] 本發(fā)明進(jìn)一步包括本發(fā)明的具有熱輻射反射涂層的窗玻璃作為窗玻璃或作為窗 玻璃的組成部分，特別是作為隔熱玻璃窗或復(fù)合窗玻璃的組成部分在建筑物中，特別是進(jìn) 入?yún)^(qū)或窗戶區(qū)中，作為內(nèi)置組件在家具和設(shè)備，特別是具有冷卻或加熱功能的電子設(shè)備中， 例如作為烤箱門或冰箱門，或在陸地、空中或水上的交通運(yùn)輸工具中，特別是在火車、船舶 和機(jī)動(dòng)車中，例如作為擋風(fēng)玻璃、側(cè)窗、后窗和/或車頂窗玻璃的用途。
[0073] 下面借助附圖和實(shí)施例詳細(xì)解釋本發(fā)明。附圖是示意圖并且不按比例。附圖決不 以任何方式限制本發(fā)明。
[0074] 其中： 圖1不出本發(fā)明的具有熱福射反射涂層的窗玻璃的一個(gè)實(shí)施方案的橫截面， 圖2示出本發(fā)明的具有熱輻射反射涂層的窗玻璃的另一實(shí)施方案的橫截面， 圖3不出包含本發(fā)明的窗玻璃的復(fù)合窗玻璃的橫截面， 圖4示出彎曲工藝后的本發(fā)明的窗玻璃在熱輻射反射涂層中的裂紋數(shù)、吸收和發(fā)射率 以及本發(fā)明的窗玻璃在壓力鍋試驗(yàn)中的吸收變化對阻擋層的厚度的圖， 圖5示出透過本發(fā)明的窗玻璃在可見光譜范圍內(nèi)的透射率對減反射層的厚度的圖，且 圖6示出本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方案的詳細(xì)流程圖。
[0075] 圖1示出帶有基板1和熱輻射反射涂層2的本發(fā)明的窗玻璃的一個(gè)實(shí)施方案的橫 截面?；?含有鈉鈣玻璃并具有2. 9毫米的厚度。涂層2包含粘合層3、功能層4、阻擋 層5和減反射層6。這些層以距基板1漸遠(yuǎn)的距離以所示次序布置。確切的層序以及合適 的材料和示例性層厚度列在表1中。
[0076] 通過磁場輔助的陰極濺射沉積涂層2的各層。用于沉積粘合層3和減反射層6的 靶含有92重量％硅和8重量％鋁。在陰極濺射過程中添加氧氣作為反應(yīng)氣體，進(jìn)行沉積。 用于沉積功能層4的靶含有90重量％氧化銦和10重量％氧化錫。在具有小于1%的氧含 量的氬氣保護(hù)氣體氣氛下進(jìn)行沉積。用于沉積阻擋層5的靶含有92重量％硅和8重量％ 鋁。在陰極濺射過程中添加氮?dú)庾鳛榉磻?yīng)氣體，進(jìn)行沉積。
[0077] 表 1
【權(quán)利要求】
1. 窗玻璃，其包含至少一個(gè)基板（1)和在基板（1)的至少一個(gè)表面上的至少一層熱輻 射反射涂層（2)，其中基板（1)上的涂層（2)至少包括 -粘合層（3)， -在粘合層（3)上，含有至少一種透明導(dǎo)電氧化物（TCO)的功能層（4)， -在功能層（4)上，用于調(diào)節(jié)氧擴(kuò)散的介電阻擋層（5)，和 -在阻擋層（5)上，減反射層（6)， 且其中阻擋層（5)具有10納米至40納米的厚度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的窗玻璃，其中在基板（1)的內(nèi)部空間側(cè)的表面上施加涂層（2)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的窗玻璃，其中基板（1)是彎曲的且阻擋層（5)優(yōu)選具有10納 米至30納米，特別優(yōu)選12納米至30納米，最特別優(yōu)選15納米至25納米的厚度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的窗玻璃，其中基板（1)是平面的且阻擋層（5)優(yōu)選具有12納 米至18納米的厚度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的窗玻璃，其中基板（1)經(jīng)由至少一層熱塑性中間層（9) 與覆蓋板（8)粘合成復(fù)合窗玻璃，且其中涂層（2)布置在基板（1)的背離覆蓋板（8)的表 面上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的窗玻璃，其中所述復(fù)合窗玻璃具有小于10%的可見光透射率。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6的窗玻璃，其中在基板（1)的朝向覆蓋板（8)的表面上或在覆 蓋板（8)的朝向基板（1)的表面上或在熱塑性中間層（9)中布置防曬涂層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7之一的窗玻璃，其中功能層（4)至少含有氟摻雜的氧化錫、銻摻 雜的氧化錫和/或氧化銦錫，并優(yōu)選具有40納米至200納米，特別優(yōu)選90納米至150納米 的厚度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8之一的窗玻璃，其中阻擋層（5)含有折光指數(shù)為1. 7至2. 3的材 料，優(yōu)選至少一種氧化物和/或氮化物，特別優(yōu)選氮化硅，和最特別優(yōu)選鋁摻雜的氮化硅、 鋯摻雜的氮化硅或硼摻雜的氮化硅。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9之一的窗玻璃，其中粘合層（3)含有至少一種氧化物，優(yōu)選二 氧化硅，特別優(yōu)選鋁摻雜的二氧化硅、鋯摻雜的二氧化硅或硼摻雜的二氧化硅，并優(yōu)選具有 10納米至150納米，特別優(yōu)選15納米至50納米的厚度。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10之一的窗玻璃，其中減反射層（6)含有至少一種氧化物，優(yōu)選 折光指數(shù)小于或等于1. 8的氧化物，特別優(yōu)選二氧化硅，最特別優(yōu)選鋁摻雜的二氧化硅、鋯 摻雜的二氧化硅或硼摻雜的二氧化硅，并優(yōu)選具有20納米至150納米，特別優(yōu)選40納米至 100納米的厚度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11之一的窗玻璃，其中在涂層（2)上布置覆蓋層（7)，所述覆蓋 層（7)含有至少一種氧化物，優(yōu)選至少 TiOx、Zr02、Hf02、Nb20 5、Ta205、Cr203、W0 3 和 / 或 Ce02 并且其優(yōu)選具有2納米至50納米，特別優(yōu)選5納米至20納米的厚度。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12之一的窗玻璃，其具有小于或等于25%的內(nèi)部空間側(cè)的發(fā)射 率。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至13之一的窗玻璃，其中基板（1)具有大于或等于70%或小于50% 的在可見光譜范圍內(nèi)的透射率。
15. 制造根據(jù)權(quán)利要求1至14之一的具有熱輻射反射涂層（2)的窗玻璃的方法，其中 在基板（1)上相繼至少施加 (a) 粘合層（3)， (b) 含有至少一種透明導(dǎo)電氧化物（TCO)的功能層（4)， (c) 介電阻擋層（5)，和 (d) 減反射層（6) 和 (e) 將基板（1)加熱到至少200°C的溫度。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中基板（1)在工藝步驟（e)中在500°C至700°C的溫度 下彎曲。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15或16的方法，其中基板（1)在工藝步驟（e)后加預(yù)應(yīng)力或加部分 預(yù)應(yīng)力。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15至17之一的方法，其中功能層（4)在工藝步驟（e)之前的比電 阻為 500*1(Γ6 歐姆 *cm 至 3500*1(Γ6 歐姆 *cm，優(yōu)選 1000*1(Γ6 歐姆 *cm 至 2000*1(Γ6 歐姆 *cm，且其中涂層（2)在工藝步驟（e)之前的吸收優(yōu)選為10%至25%。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1至14之一的具有熱福射反射涂層的窗玻璃作為窗玻璃或作為窗玻 璃的組成部分，特別是作為隔熱玻璃窗或復(fù)合窗玻璃的組成部分在建筑物中或在陸地、空 中或水上交通運(yùn)輸工具中，特別是在火車、船舶和機(jī)動(dòng)車中，例如作為擋風(fēng)玻璃、后窗玻璃、 側(cè)窗玻璃和/或車頂窗玻璃的用途。
【文檔編號】C03C17/34GK104159861SQ201380012760
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月5日
【發(fā)明者】J.哈根, M.梅爾歇爾, J.魯赫曼, J.文森特 申請人:法國圣戈班玻璃廠