太阳能控制装配玻璃的制作方法

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太阳能控制装配玻璃的制作方法
【专利说明】太阳能控制装配玻璃 1.发明领域
[0001] 本发明的领域是太阳能控制装配玻璃(vitrage)领域,这些太阳能控制装配玻璃 由具有薄层系统的玻璃衬底组成,其中至少一个薄层产生所述太阳能控制特性。该功能层 结合有介电层,所述介电层的作用尤其是调节反射、透射和色调特性并且保护所述装配玻 璃的特性免受机械或化学损害。
[0002] 更确切地说,本发明涉及旨在被装配在建筑物中,而且还有在机动车辆中的装配 玻璃。取决于这些的用途,某些所需特性可能与稍后解释的不同。
[0003] 太阳能控制装配玻璃具有多种功能。它们尤其是涉及防止机动车辆的乘客室内的 加热,特别是当阳光足够强烈时对于穿过透明天窗的阳光、或对于暴露于阳光的建筑物。根 据某些实施例,这种预防加热可以获得同时保持适当的透光率。
[0004] 装配玻璃,尤其是用于机动车辆,还必须通过避免来自乘客室或建筑物的能量损 失参与对于建立在冬季的温度调节条件。这些装配玻璃因此必须具有低发射特性。它们抵 消能量辐射从乘客室或建筑物的发射。
[0005] 在用于建筑物的装配玻璃的情况下,另外要求它们能够抵抗热处理而不实质性改 变它们的颜色,尤其是在反射时。该目的是为了能够并排放置热处理的装配玻璃和其他未 经热处理的装配玻璃,而不出现颜色差异。
[0006] 在本说明书的其余部分,这些光学特性是对于其衬底是由4_厚的普通透明"浮 法"玻璃制成的装配玻璃定义的。衬底的选择明显地对这些特性具有影响。对于普通的透 明玻璃,穿过4mm(在不存在层的情况下)的透光率是约90 %具有8 %的反射,其是使用符 合由CIE标准化的D65"日光"光源的源并以2°的立体角测量的。能量测量是根据标准EN 410进行的。
[0007] 术语"玻璃"应理解为表示无机玻璃。这意味着厚度为至少大于或等于0.5_并 且小于或等于20. 0mm、优先地至少大于或等于I. 5mm并且小于或等于10.Omm的玻璃,该玻 璃包含硅作为装配玻璃质材料的必要成分之一。对于某些应用,该厚度可以是,例如,1.5或 I. 6mm,或2或2. 1mm。对于其他应用,它将是,例如,约4或6mm。透明或超透明、或本体带 色或表面带色的硅-含钠-含钙玻璃是优选的。
[0008] 层系统的存在可以造成颜色问题。制造者通常要求装配玻璃在透射和在反射二者 时提供尽可能中性的并且因此灰色外观的颜色。略微绿色或带青色的颜色也是有可能的。 这些层系统,并且特别是围绕功能层的介电层的性质、指数和厚度尤其被选择为控制这些 颜色。
[0009] 机动车辆装配玻璃在理论上可以是多层的以给予车辆更好的绝缘特性,尤其是热 绝缘。实际上,这种实施方式是例外的。这些装配玻璃的绝大多数由单一的装配玻璃组成, 这些装配玻璃是单块的或层压的。在这两种情况下,为了使低发射性质适当地表达,所述层 系统必然是在没有被保护而免受机械或化学应力的面上。所讨论的系统因此必须具有对这 些可能的侵蚀因素的非常好的耐受性。
[0010] 在惯例中,为了限制损害风险,这些层系统尤其是在朝向乘客室取向的装配玻璃 的面上。然而,即使在这个位置上,它们必须提供非常好的机械强度。
[0011] 根据本发明的层系统还必须使自身适合于装配玻璃的精加工。在车辆中使用的那 些尤其是在精加工(尤其是玻璃片的弯曲)过程中,或在尤其是旨在给予玻璃片增强的机 械特性的韧化过程中热处理的主题。根据本发明所使用的层必须承受这些处理而不使它们 的特性退化。这种类型的处理要求超过600°C的温度持续约10分钟。当经受这些温度时, 这些层必须保存它们的品质。
[0012] 在要求具有高透光率的装配玻璃的可供使用性的许多应用中,功能层的选择要求 它们是特别透明的。最常见的是选择具有非常低厚度的一个或多个金属层:例如,安排在介 电层之间的一个或多个银层,这些银层保护它们并且同时最小化反射并且调节中性。组件 中获得的层系统受限于具有一定水平的脆性,尤其是机械脆性,即使在特定保护层的存在 下。
[0013] 对于不要求高透光率的装配玻璃,并且甚至任选地对于透射率必须保持较低的装 配玻璃,层系统的选择提供了更宽的多样性。
[0014] 现有技术提出包含阳光吸收金属的或金属合金层的装配玻璃,这些层是合金各种 金属并且尤其是NiCr、Mo、W、Ta、CoCr、Al、Nb或Zr的氮化物或氮氧化物的层。为了使这些 金属层具有良好的耐受性,尤其是良好的机械强度,还提出了提供已知是较硬的介电层。在 这个领域中,最常见的层是二氧化硅(SiO2)以及氮化硅(Si3N4)的那些层。
[0015] 现有方案至少部分地满足针对根据本发明的装配玻璃的设想用途的要求。尽管如 此仍然存在对于改进的需求,尤其是关于对热处理的耐受性。
[0016] 本发明的目的具体地是克服现有技术的这些缺点。
[0017] 更确切地说,本发明的目的在至少一个其实施例中是提供具有层系统的装配玻 璃,所述装配玻璃能够经受韧化和/或弯曲类型的在高温下的热处理,优选不显著改变它 在基底侧和/或层侧透射和/或反射时的色调,使得没有热处理的装配玻璃可与其热处理 形式并置而没有观察者能够检测在整个美学外观上的显著差别。
[0018] 本发明的另一个目的是在至少一个其实施例中提供具有层系统的装配玻璃,所述 装配玻璃具有良好的热、化学和机械稳定性。
[0019] 本发明的目的还是在至少一个其实施例中提供装配玻璃,所述装配玻璃的层系统 可以被放置在外部位置,而不必由另一个衬底保护免受外部环境。
[0020] 4?发明概述
[0021] 本发明涉及太阳能控制装配玻璃,包含:在玻璃衬底的至少一个面上的层系统,所 述层系统包含至少一个阳光吸收层和围绕所述阳光吸收层的介电层,其特征在于所述阳光 吸收层是基于钨与至少镍构成合金的金属层,所述层系统包含在所述衬底与所述阳光吸收 层之间至少一个由介电材料制成的层,所述介电材料基于选自以下项的化合物:氧化娃、氧 化铝、氮化硅、氮化铝、混合铝-硅氮化物、氮氧化硅和氮氧化铝,以及在所述阳光吸收层之 上的至少一个由介电材料制成的层,所述介电材料是基于选自以下项的化合物:氧化硅、氧 化铝、氮化硅、氮化铝、混合铝-硅氮化物、氮氧化硅和氮氧化铝。
[0022] 本发明的通用原理是基于阳光吸收金属层的存在,所述阳光吸收金属层是基于钨 与至少镍构成合金,所述层被设置在基于至少一种介电材料的至少两个层之间,所述介电 材料选自:氧化硅、氧化铝、混合铝-硅氧化物、氮化硅、氮化铝、混合铝-硅氮化物、氮氧化 硅、氮氧化铝以及混合铝-硅氮氧化物。诸位发明人已经确定了出人意料的是这样一种层 系统具有良好的化学、热和机械耐久性。具体地,基于钨与至少镍构成合金、设置在基于至 少一种介电材料的至少两个层之间的所述阳光吸收金属层引起太阳能透射率的减小,所述 层保留它的吸收特性,更特别是在热处理后。
[0023] 在本说明书中,术语"基于钨"是指层包含按重量计至少30%的钨,优选至少35% 并且有利地至少37%或至少40%。镍在所述阳光吸收金属层中的比例是按重量计至少 9%、优选按重量计至少20%并且有利地按重量计至少25%,例如按重量计30%、35%或 40%〇
[0024] 对于所述阳光吸收层,术语"金属层"是指具有实质上金属性质的层。然而,并不排 除该层任选地含有少许痕量的氮或氧。具体地,在此金属层的沉积过程中该气氛可以由纯 的稀有气体(例如100%的氩气)组成,或该气氛可以包含少量的源自相邻沉积区域的氮或 氧。在包围所述吸收层的介电层是氮化硅的情况下,旨在形成所述吸收层的金属靶可以甚 至被安排在同一个沉积室中,而无需与氮化硅沉积区域明显隔离,因为氮将主要被硅吸引。 在这种情况下,该周围气氛可包含相对高百分比的氮气并且因此,即使氮主要与硅结合,所 述吸收金属层可包含少量的氮、而不由此损失其金属性质。在包围所述吸收层的介电层是 氧化物或氮氧化物的情况下,在沉积气氛中还可以存在源自相邻沉积区域的少量的氧气在 其中。
[0025] 术语"基于介电材料的层"还是指掺杂有至少一种其他元素的层,含有最高达最 大值为按重量计约10%的这种其他元素,这些层具有在惯例中与由所述介电材料组成的层 不同的介电特性。因此,例如,当该层是由氮化硅或氧化硅制成时,它可以包含按重量计最 高达10%的铝(例如使用含有按重量计最高达10%的铝的硅靶通过阴极溅射方法沉积的 层)。根据本发明的介电层还可以由包含或基本上由这些相同材料组成的若干单独的层组 成。还可以经由被称为PECVD(等离子体增强化学气相沉积)的众所周知的技术沉积所述 介电层。
[0026] 因此,本发明是建立在完全新颖且创造性的方法,所述方法基于阳光吸收金属层 的选择,所述阳光吸收金属层是基于钨与至少镍构成合金。
[0027] 有利地,根据本发明的装配玻璃是使得基于钨与至少镍构成合金的所述阳光吸收 金属层还包含选自Ti、Nb、Zr、Ta和Cr的附加金属。
[0028] 诸位发明人已经确定出人意料的是将选自Ti、Nb、Zr、Ta和Cr的金属化合物添加 到基于钨与镍构成合金的合金中使得有可能获得耐热性和耐化学性以及机械强度得以改 进的层系统。
[0029] 根据前述模式的优选实施例,根据本发明的装配玻璃是使得基于钨与至少镍构成 合金的所述金属层包含铬。诸位发明人已经确定出人意料的是将Cr添加到基于钨与镍构 成合金的合金中使得有可能获得耐热性和耐化学性以及机械强度最特别地得以改进的层 系统。
[0030] 根据优选实施例,根据本发明的装配玻璃是使得所述阳光吸收金属层包含按重量 计从50 %至90 %的妈,并且镍和铬以镍/铬的重量比是在100/0与50/50之间,优先80/20。
[0031] 诸位发明人已经确定出人意料的是这样一种合金的选择使得有可能获得耐热性 和耐化学性以及机械强度最特别地得以改进的层系统。诸位发明人还已经确定出人意料的 是基于钨与至少镍构成合金的所述金属层具有对其在用于机动车辆或建筑物装配玻璃的 层系统中的用途所最特别要求
再多了解一些
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