太陽(yáng)能控制裝配玻璃的制作方法
【專利說(shuō)明】太陽(yáng)能控制裝配玻璃 1.發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明的領(lǐng)域是太陽(yáng)能控制裝配玻璃（vitrage)領(lǐng)域，這些太陽(yáng)能控制裝配玻璃 由具有薄層系統(tǒng)的玻璃襯底組成，其中至少一個(gè)薄層產(chǎn)生所述太陽(yáng)能控制特性。該功能層 結(jié)合有介電層，所述介電層的作用尤其是調(diào)節(jié)反射、透射和色調(diào)特性并且保護(hù)所述裝配玻 璃的特性免受機(jī)械或化學(xué)損害。
[0002] 更確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及旨在被裝配在建筑物中，而且還有在機(jī)動(dòng)車(chē)輛中的裝配 玻璃。取決于這些的用途，某些所需特性可能與稍后解釋的不同。
[0003] 太陽(yáng)能控制裝配玻璃具有多種功能。它們尤其是涉及防止機(jī)動(dòng)車(chē)輛的乘客室內(nèi)的 加熱，特別是當(dāng)陽(yáng)光足夠強(qiáng)烈時(shí)對(duì)于穿過(guò)透明天窗的陽(yáng)光、或?qū)τ诒┞队陉?yáng)光的建筑物。根 據(jù)某些實(shí)施例，這種預(yù)防加熱可以獲得同時(shí)保持適當(dāng)?shù)耐腹饴省?br>[0004] 裝配玻璃，尤其是用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛，還必須通過(guò)避免來(lái)自乘客室或建筑物的能量損 失參與對(duì)于建立在冬季的溫度調(diào)節(jié)條件。這些裝配玻璃因此必須具有低發(fā)射特性。它們抵 消能量輻射從乘客室或建筑物的發(fā)射。
[0005] 在用于建筑物的裝配玻璃的情況下，另外要求它們能夠抵抗熱處理而不實(shí)質(zhì)性改 變它們的顏色，尤其是在反射時(shí)。該目的是為了能夠并排放置熱處理的裝配玻璃和其他未 經(jīng)熱處理的裝配玻璃，而不出現(xiàn)顏色差異。
[0006] 在本說(shuō)明書(shū)的其余部分，這些光學(xué)特性是對(duì)于其襯底是由4_厚的普通透明"浮 法"玻璃制成的裝配玻璃定義的。襯底的選擇明顯地對(duì)這些特性具有影響。對(duì)于普通的透 明玻璃，穿過(guò)4mm(在不存在層的情況下）的透光率是約90 %具有8 %的反射，其是使用符 合由CIE標(biāo)準(zhǔn)化的D65"日光"光源的源并以2°的立體角測(cè)量的。能量測(cè)量是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)EN 410進(jìn)行的。
[0007] 術(shù)語(yǔ)"玻璃"應(yīng)理解為表示無(wú)機(jī)玻璃。這意味著厚度為至少大于或等于0.5_并 且小于或等于20. 0mm、優(yōu)先地至少大于或等于I. 5mm并且小于或等于10.Omm的玻璃，該玻 璃包含硅作為裝配玻璃質(zhì)材料的必要成分之一。對(duì)于某些應(yīng)用，該厚度可以是，例如，1.5或 I. 6mm，或2或2. 1mm。對(duì)于其他應(yīng)用，它將是，例如，約4或6mm。透明或超透明、或本體帶 色或表面帶色的硅-含鈉-含鈣玻璃是優(yōu)選的。
[0008] 層系統(tǒng)的存在可以造成顏色問(wèn)題。制造者通常要求裝配玻璃在透射和在反射二者 時(shí)提供盡可能中性的并且因此灰色外觀的顏色。略微綠色或帶青色的顏色也是有可能的。 這些層系統(tǒng)，并且特別是圍繞功能層的介電層的性質(zhì)、指數(shù)和厚度尤其被選擇為控制這些 顏色。
[0009] 機(jī)動(dòng)車(chē)輛裝配玻璃在理論上可以是多層的以給予車(chē)輛更好的絕緣特性，尤其是熱 絕緣。實(shí)際上，這種實(shí)施方式是例外的。這些裝配玻璃的絕大多數(shù)由單一的裝配玻璃組成， 這些裝配玻璃是單塊的或?qū)訅旱?。在這兩種情況下，為了使低發(fā)射性質(zhì)適當(dāng)?shù)乇磉_(dá)，所述層 系統(tǒng)必然是在沒(méi)有被保護(hù)而免受機(jī)械或化學(xué)應(yīng)力的面上。所討論的系統(tǒng)因此必須具有對(duì)這 些可能的侵蝕因素的非常好的耐受性。
[0010] 在慣例中，為了限制損害風(fēng)險(xiǎn)，這些層系統(tǒng)尤其是在朝向乘客室取向的裝配玻璃 的面上。然而，即使在這個(gè)位置上，它們必須提供非常好的機(jī)械強(qiáng)度。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的層系統(tǒng)還必須使自身適合于裝配玻璃的精加工。在車(chē)輛中使用的那 些尤其是在精加工（尤其是玻璃片的彎曲）過(guò)程中，或在尤其是旨在給予玻璃片增強(qiáng)的機(jī) 械特性的韌化過(guò)程中熱處理的主題。根據(jù)本發(fā)明所使用的層必須承受這些處理而不使它們 的特性退化。這種類型的處理要求超過(guò)600°C的溫度持續(xù)約10分鐘。當(dāng)經(jīng)受這些溫度時(shí)， 這些層必須保存它們的品質(zhì)。
[0012] 在要求具有高透光率的裝配玻璃的可供使用性的許多應(yīng)用中，功能層的選擇要求 它們是特別透明的。最常見(jiàn)的是選擇具有非常低厚度的一個(gè)或多個(gè)金屬層：例如，安排在介 電層之間的一個(gè)或多個(gè)銀層，這些銀層保護(hù)它們并且同時(shí)最小化反射并且調(diào)節(jié)中性。組件 中獲得的層系統(tǒng)受限于具有一定水平的脆性，尤其是機(jī)械脆性，即使在特定保護(hù)層的存在 下。
[0013] 對(duì)于不要求高透光率的裝配玻璃，并且甚至任選地對(duì)于透射率必須保持較低的裝 配玻璃，層系統(tǒng)的選擇提供了更寬的多樣性。
[0014] 現(xiàn)有技術(shù)提出包含陽(yáng)光吸收金屬的或金屬合金層的裝配玻璃，這些層是合金各種 金屬并且尤其是NiCr、Mo、W、Ta、CoCr、Al、Nb或Zr的氮化物或氮氧化物的層。為了使這些 金屬層具有良好的耐受性，尤其是良好的機(jī)械強(qiáng)度，還提出了提供已知是較硬的介電層。在 這個(gè)領(lǐng)域中，最常見(jiàn)的層是二氧化硅（SiO2)以及氮化硅（Si3N4)的那些層。
[0015] 現(xiàn)有方案至少部分地滿足針對(duì)根據(jù)本發(fā)明的裝配玻璃的設(shè)想用途的要求。盡管如 此仍然存在對(duì)于改進(jìn)的需求，尤其是關(guān)于對(duì)熱處理的耐受性。
[0016] 本發(fā)明的目的具體地是克服現(xiàn)有技術(shù)的這些缺點(diǎn)。
[0017] 更確切地說(shuō)，本發(fā)明的目的在至少一個(gè)其實(shí)施例中是提供具有層系統(tǒng)的裝配玻 璃，所述裝配玻璃能夠經(jīng)受韌化和/或彎曲類型的在高溫下的熱處理，優(yōu)選不顯著改變它 在基底側(cè)和/或?qū)觽?cè)透射和/或反射時(shí)的色調(diào)，使得沒(méi)有熱處理的裝配玻璃可與其熱處理 形式并置而沒(méi)有觀察者能夠檢測(cè)在整個(gè)美學(xué)外觀上的顯著差別。
[0018] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是在至少一個(gè)其實(shí)施例中提供具有層系統(tǒng)的裝配玻璃，所述 裝配玻璃具有良好的熱、化學(xué)和機(jī)械穩(wěn)定性。
[0019] 本發(fā)明的目的還是在至少一個(gè)其實(shí)施例中提供裝配玻璃，所述裝配玻璃的層系統(tǒng) 可以被放置在外部位置，而不必由另一個(gè)襯底保護(hù)免受外部環(huán)境。
[0020] 4?發(fā)明概述
[0021] 本發(fā)明涉及太陽(yáng)能控制裝配玻璃，包含：在玻璃襯底的至少一個(gè)面上的層系統(tǒng)，所 述層系統(tǒng)包含至少一個(gè)陽(yáng)光吸收層和圍繞所述陽(yáng)光吸收層的介電層，其特征在于所述陽(yáng)光 吸收層是基于鎢與至少鎳構(gòu)成合金的金屬層，所述層系統(tǒng)包含在所述襯底與所述陽(yáng)光吸收 層之間至少一個(gè)由介電材料制成的層，所述介電材料基于選自以下項(xiàng)的化合物：氧化娃、氧 化鋁、氮化硅、氮化鋁、混合鋁-硅氮化物、氮氧化硅和氮氧化鋁，以及在所述陽(yáng)光吸收層之 上的至少一個(gè)由介電材料制成的層，所述介電材料是基于選自以下項(xiàng)的化合物：氧化硅、氧 化鋁、氮化硅、氮化鋁、混合鋁-硅氮化物、氮氧化硅和氮氧化鋁。
[0022] 本發(fā)明的通用原理是基于陽(yáng)光吸收金屬層的存在，所述陽(yáng)光吸收金屬層是基于鎢 與至少鎳構(gòu)成合金，所述層被設(shè)置在基于至少一種介電材料的至少兩個(gè)層之間，所述介電 材料選自：氧化硅、氧化鋁、混合鋁-硅氧化物、氮化硅、氮化鋁、混合鋁-硅氮化物、氮氧化 硅、氮氧化鋁以及混合鋁-硅氮氧化物。諸位發(fā)明人已經(jīng)確定了出人意料的是這樣一種層 系統(tǒng)具有良好的化學(xué)、熱和機(jī)械耐久性。具體地，基于鎢與至少鎳構(gòu)成合金、設(shè)置在基于至 少一種介電材料的至少兩個(gè)層之間的所述陽(yáng)光吸收金屬層引起太陽(yáng)能透射率的減小，所述 層保留它的吸收特性，更特別是在熱處理后。
[0023] 在本說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)"基于鎢"是指層包含按重量計(jì)至少30%的鎢，優(yōu)選至少35% 并且有利地至少37%或至少40%。鎳在所述陽(yáng)光吸收金屬層中的比例是按重量計(jì)至少 9%、優(yōu)選按重量計(jì)至少20%并且有利地按重量計(jì)至少25%，例如按重量計(jì)30%、35%或 40%〇
[0024] 對(duì)于所述陽(yáng)光吸收層，術(shù)語(yǔ)"金屬層"是指具有實(shí)質(zhì)上金屬性質(zhì)的層。然而，并不排 除該層任選地含有少許痕量的氮或氧。具體地，在此金屬層的沉積過(guò)程中該氣氛可以由純 的稀有氣體（例如100%的氬氣）組成，或該氣氛可以包含少量的源自相鄰沉積區(qū)域的氮或 氧。在包圍所述吸收層的介電層是氮化硅的情況下，旨在形成所述吸收層的金屬靶可以甚 至被安排在同一個(gè)沉積室中，而無(wú)需與氮化硅沉積區(qū)域明顯隔離，因?yàn)榈獙⒅饕还栉?在這種情況下，該周?chē)鷼夥湛砂鄬?duì)高百分比的氮?dú)獠⑶乙虼?，即使氮主要與硅結(jié)合，所 述吸收金屬層可包含少量的氮、而不由此損失其金屬性質(zhì)。在包圍所述吸收層的介電層是 氧化物或氮氧化物的情況下，在沉積氣氛中還可以存在源自相鄰沉積區(qū)域的少量的氧氣在 其中。
[0025] 術(shù)語(yǔ)"基于介電材料的層"還是指摻雜有至少一種其他元素的層，含有最高達(dá)最 大值為按重量計(jì)約10%的這種其他元素，這些層具有在慣例中與由所述介電材料組成的層 不同的介電特性。因此，例如，當(dāng)該層是由氮化硅或氧化硅制成時(shí)，它可以包含按重量計(jì)最 高達(dá)10%的鋁（例如使用含有按重量計(jì)最高達(dá)10%的鋁的硅靶通過(guò)陰極濺射方法沉積的 層）。根據(jù)本發(fā)明的介電層還可以由包含或基本上由這些相同材料組成的若干單獨(dú)的層組 成。還可以經(jīng)由被稱為PECVD(等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積）的眾所周知的技術(shù)沉積所述 介電層。
[0026] 因此，本發(fā)明是建立在完全新穎且創(chuàng)造性的方法，所述方法基于陽(yáng)光吸收金屬層 的選擇，所述陽(yáng)光吸收金屬層是基于鎢與至少鎳構(gòu)成合金。
[0027] 有利地，根據(jù)本發(fā)明的裝配玻璃是使得基于鎢與至少鎳構(gòu)成合金的所述陽(yáng)光吸收 金屬層還包含選自Ti、Nb、Zr、Ta和Cr的附加金屬。
[0028] 諸位發(fā)明人已經(jīng)確定出人意料的是將選自Ti、Nb、Zr、Ta和Cr的金屬化合物添加 到基于鎢與鎳構(gòu)成合金的合金中使得有可能獲得耐熱性和耐化學(xué)性以及機(jī)械強(qiáng)度得以改 進(jìn)的層系統(tǒng)。
[0029] 根據(jù)前述模式的優(yōu)選實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的裝配玻璃是使得基于鎢與至少鎳構(gòu)成 合金的所述金屬層包含鉻。諸位發(fā)明人已經(jīng)確定出人意料的是將Cr添加到基于鎢與鎳構(gòu) 成合金的合金中使得有可能獲得耐熱性和耐化學(xué)性以及機(jī)械強(qiáng)度最特別地得以改進(jìn)的層 系統(tǒng)。
[0030] 根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的裝配玻璃是使得所述陽(yáng)光吸收金屬層包含按重量 計(jì)從50 %至90 %的媽，并且鎳和鉻以鎳/鉻的重量比是在100/0與50/50之間，優(yōu)先80/20。
[0031] 諸位發(fā)明人已經(jīng)確定出人意料的是這樣一種合金的選擇使得有可能獲得耐熱性 和耐化學(xué)性以及機(jī)械強(qiáng)度最特別地得以改進(jìn)的層系統(tǒng)。諸位發(fā)明人還已經(jīng)確定出人意料的 是基于鎢與至少鎳構(gòu)成合金的所述金屬層具有對(duì)其在用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛或建筑物裝配玻璃的 層系統(tǒng)中的用途所最特別要求