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KR20190020289A - 낮은 태양 인자 값을 갖는 브론즈 착색된 열 처리 가능한 코팅된 물품 - Google Patents

낮은 태양 인자 값을 갖는 브론즈 착색된 열 처리 가능한 코팅된 물품 Download PDF

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KR20190020289A
KR20190020289A KR1020187029744A KR20187029744A KR20190020289A KR 20190020289 A KR20190020289 A KR 20190020289A KR 1020187029744 A KR1020187029744 A KR 1020187029744A KR 20187029744 A KR20187029744 A KR 20187029744A KR 20190020289 A KR20190020289 A KR 20190020289A
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KR
South Korea
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layer
dielectric layer
reflecting
coated article
reflecting layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
KR1020187029744A
Other languages
English (en)
Inventor
필립 제이. 링글
베른트 디스텔도르프
Original Assignee
가디언 글라스, 엘엘씨
가디언 유럽 에스.에이 알.엘.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가디언 글라스, 엘엘씨, 가디언 유럽 에스.에이 알.엘. filed Critical 가디언 글라스, 엘엘씨
Publication of KR20190020289A publication Critical patent/KR20190020289A/ko
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Abstract

적어도 유전체층들 사이에 샌드위칭되는 둘 이상의 적외선(IR) 반사층(예컨대, NbZr, Nb, NiCr, NiCrMo, 및/또는 이의 나이트라이드로 이루어지거나 이들을 포함하는 것)을 포함하는 코팅된 물품, 및/또는 이의 제조방법이 제공된다. 코팅은 낮은 태양 인자(SF) 및/또는 낮은 태양열 취득 계수(SHGC)와의 조합으로 브론즈 유리측 반사 착색을 실현하도록 고안될 수 있다. 이러한 코팅된 물품은 모놀리식 윈도우, 절연 유리(IG) 윈도우 유닛, 라미네이팅된 윈도우, 및/또는 다른 적합한 적용의 맥락에서 사용될 수 있고, 임의로 특정 예에서 열 처리(예컨대 열적으로 템퍼링)될 수 있다.

Description

낮은 태양 인자 값을 갖는 브론즈 착색된 열 처리 가능한 코팅된 물품
본 발명은 적어도 유전체층들 사이에 샌드위칭되는 둘 이상의 기능적 적외선(IR) 반사층을 포함하는 코팅된 물품, 및/또는 이의 제조방법에 관한 것이다. 코팅은 코팅된 물품이 낮은 태양 인자(SF) 및/또는 낮은 태양열 취득 계수(SHGC)와의 조합으로 브론즈 유리측 반사 착색을 실현하도록 고안될 수 있다. 이러한 코팅된 물품은 모놀리식 윈도우, 절연 유리(IG) 윈도우 유닛, 라미네이팅된 윈도우, 및/또는 다른 적합한 적용의 맥락에서 사용될 수 있고, 임의로 특정 예에서 열 처리(예컨대 열적으로 템퍼링)될 수 있다.
유리/Si3N4/NiCr/Si3N4의 층 스택을 갖는 태양 제어 코팅은 해당 기술 분야에 알려져 있으며, 여기서 금속성 NiCr 층은 코팅 내에서 유일한 적외선(IR) 반사층이다. 특정 예에서, NiCr 층은 니트라이트화될 수 있다. 예컨대, 본 명세서에서 참조로 포함되는 미국 특허 제6,926,967을 참조한다. 또한, 미국 특허 제5,688,585를 참조한다.
불행히도, NiCr IR 반사층을 갖는 이러한 층 스택은 효율적인 태양 제어를 제공하고, 전체적으로 우수한 코팅이지만, 이들은 바람직한 태양 제어 특성과 조합될 때 이용 가능한 더 넓은 색상의 팔렛트를 달성하는 관점에서 부족하다. 예컨대, 브론즈 유리측 반사 착색이 요구되면, 바람직한 태양 제어 특성 및/또는 내구성과 조합하여 이러한 착색을 달성할 수 없다.
브론즈 착색은 모놀리식 윈도우, 절연 유리(IG) 윈도우 유닛, 및/또는 다른 적합한 적용의 맥락에서 자주 바람직하다. 모놀리식으로 측정되고 및/또는 IG 윈도우 유닛에서의 바람직한 브론즈 착색(예컨대 IG 윈도우 유닛의 맥락에서 유리측 반사, 또는 외부)은 이하 특징을 가질 수 있다: b* 값이 0 내지 +20.0, 더욱 바람직하게는 +2.0 내지 +15.0, 및 가장 바람직하게는 +4.0 내지 +12.0; 또한, a* 값이 -2.0 내지 +16.0, 더욱 바람직하게는 0 내지 +10.0, 및 가장 바람직하게는 0 내지 +6.0임.
또한, 낮은 태양 인자(SF) 및 태양열 취득 계수(SHGC) 값은 일부 적용 시에, 특히 따뜻한 기후에서 바람직하다. EN 표준 410에 따라 산출된 태양 인자(SF)는 글레이징을 통해 방 등에 들어가는 총 에너지와 입사 태양 에너지 사이의 비율을 말한다. 따라서, 더 낮은 SF 값은 윈도우/글레이징에 의해 보호되는 방 등의 바람직하지 않은 가열에 대해 우수한 태양 보호를 나타내는 것으로 이해될 것이다. 낮은 SF 값은 뜨거운 주변 조건 동안 여름철에 방을 상당히 시원하게 유지할 수 있는 코팅된 물품 (예컨대, IG 윈도우 유닛)을 나타낸다. 따라서, 낮은 SF 값은 종종 고온 환경에서 바람직하다. 낮은 SF 값이 IG 윈도우 유닛과 같은 코팅된 물품에서 종종 바람직하지만, 낮은 SF 값의 달성은 착색을 희생하여 이루어질 수 있다. 허용가능한 가시광선 투과율, 바람직한 유리측 반사 착색 및 IG 윈도우 유닛 등과 같은 코팅된 물품에 대한 낮은 SF 값의 조합을 달성하는 것이 종종 바람직하지만, 어렵다. SF(G-인자: EN410-673 2011) 및 SHGC (NFRC-2001) 값은 전체 스펙트럼(T, Rg 및 Rf)으로부터 산출되고, 일반적으로 Perkin Elmer 1050와 같은 분광기로 측정된다. SF 측정은 모놀리식 코팅된 유리에 대해 행해지고, 산출 값은 모놀리식, IG 및 라미네이팅된 적용에 적용될 수 있다.
미국 특허문헌 2012/0177899는 몇몇의 상이한 코팅이 개시되어 있다. 미국 특허문헌 2012/0177899의 4페이지의 실시예 1 및 4는 유리/SiN/NiCrNx/SiN/NiCrNx/SiN이다. 그러나, 이들 실시예는 바람직하지 않은 녹색 유리측 반사 착색을 갖는다. 미국 특허문헌 2012/0177899의 4페이지의 실시예 2 및 5는 브론즈 반사 착색된 유리/SiN/NiCrNx/SiN/NiCrNx/SiN이지만, 상이한 두께를 갖는다. 불행히도, 미국 특허문헌 2012/0177899의 실시예 2 및 5는 바람직한 브론즈 착색을 갖지만, 바람직하지 않게 높은 태양 제어 특성 SF 및 SHGC를 겪는다.
미국 특허 제8,286,395는 비교예 2에 유리/SiN/NbN/SiN/NbN/SiN과 같은 코팅을 개시한다. 불행히도, 미국 특허 제8,286,395의 비교예 2는 유리측 반사 착색이 청색인 것을 설명한다. 또한, 미국 특허 제8,286,395의 비교예 1-2의 코팅, 비교예 3 및 실시예 3-4의 코팅 넘버 2도 이들의 외부 반사 네커티브 b* 값들로 표시되는 것과 같이 브론즈 유리측("IG 유닛에서 "외부") 반사 착색을 달성할 수 없다. 또한, 미국 특허 제8,286,395의 비교예 3은 유리측/외부/"아웃" 반사율이 바람직하지 않게 높은 28%로 표시되는 것과 같이 바람직하지 않게 높은 유리측(외부/아웃) 반사율을 갖는다. 또한, 미국 특허 제8,286,395는 SF 및 SHGC 값에 대해 언급하지 않는다. 유리측 반사 색상은 윈도우가 장착된 건물을 외부에서 바라보는 사람들에게 보이는 컬러이기 때문에, IG 윈도우 유닛이 2개의 표면 상에 코팅을 구비할 때 중요한 색상임을 주목해야 한다. 따라서, 미국 특허 제8,286,395의 코팅은 바람직한 태양 제어 특성 및 허용되는 유리측/외부/아웃 반사율과 조합하여 바람직한 브론즈 유리측/외부 반사 착색을 달성할 수 없다.
브론즈 유리측 반사 착색이 낮은 SF 및/또는 SHGC 값(들), 임의로 이하 중 하나 이상과 조합하여 달성될 수 있으면 바람직할 것이다: 유리측 가시광선 반사율이 22% 이하 및/또는 열 처리 능력. 2개의 판유리를 갖는 일반적인 종래의 IG 윈도우 유닛은 SHGC 값이 약 0.70인 것을 주목한다.
본 발명의 특정 실시예에서, 특정 두께 파라미터와 함께 각각의 유전체층들 사이에 둘 이상의 IR 반사층들(예컨대 NbZr 및/또는 NbZrNx로 이루어지거나 이들을 포함하는)을 제공함으로써, 바람직한 브론즈 유리측 반사 착색은, 코팅된 물품이 (i) 모놀리식으로 측정되는 경우, SF 값이 0.32 이하(더욱 바람직하게는 0.31 이하, 가장 바람직하게는 0.30 이하), 및/또는 SHGC 값이 0.36 이하, 더욱 바람직하게는 0.35 이하, 가장 바람직하게는 0.34 이하이고, 및/또는 (ii) 2개의 유리 기판을 갖는 절연 유리(IG) 윈도우 유닛의 경우, SF 값이 0.23 이하(더욱 바람직하게는 0.22 이하, 가장 바람직하게는 0.21 이하), 및/또는 SHGC 값이 0.26 이하(더욱 바람직하게는 0.25 이하, 가장 바람직하게는 0.24 이하)라는 점에서 낮은 SF 및/또는 SHGC값(들)과 조합하여 달성될 수 있는 것을 놀랍게도 발견했다. 또한, 이들 바람직한 특징은 열 처리 능력 및/또는 유리측 가시광선 반사율이 22% 이하(더욱 바람직하게는 15% 이하, 더욱 바람직하게는 11% 이하)와 조합하여 달성될 수 있다. 이러한 코팅은 필요 시 개선된 색상 제어 및/또는 범위, 낮은 SF 값 및 따라서 따뜻한 기후에서 방을 시원하게 유지하는 능력을 제공하고, 또한 필요에 따라 우수한 열 안정성(낮은 ΔE* 값(들))을 제공한다.
일반적으로, 본 발명의 특정 실시예는 브론즈 유리측 반사 착색을 가지며, 유리 기판에 의해 지지되는 층상 시스템을 포함하는 코팅된 물품을 제공함으로써 상술된 하나 이상의 요구를 실현시키며, 상기 층상 시스템은, 실리콘 나이트라이드를 포함하는 제1 유전체층; 적어도 상기 실리콘 나이트라이드를 포함하는 제1 유전체층 위에 유리 기판 상에 NbZr을 포함하는 제1 적외선(IR) 반사층; 적어도 상기 실리콘 나이트라이드를 포함하는 제1 유전체층 및 상기 NbZr을 포함하는 제1 IR 반사층 위에 유리 기판 상에 실리콘 나이트라이드를 포함하는 제2 유전체층; 적어도 상기 실리콘 나이트라이드를 포함하는 제2 유전체층 위에 유리 기판 상에 NbZr을 포함하는 제2층 IR 반사층; 적어도 상기 NbZr을 포함하는 제2 IR 반사층 위에 유리 기판 상에 실리콘 나이트라이드를 포함하는 제3 유전체층;을 포함하고, 상기 코팅된 물품은 유리측 가시광선 반사율이 15% 이하이고, 상기 코팅된 물품은, 유리측/외부 a* 색상 값이 -2.0 내지 +16.0, 유리측/외부 b* 색상 값이 0 내지 +20인 유리측/외부 반사 브론즈 착색을 가지며, 또한 (i) 모놀리식으로 측정되는 경우, SF 값이 0.31 이하, SHGC 값이 0.36 이하이고, 및/또는 (ii) 2개의 유리 기판을 갖는 절연 유리(IG) 윈도우 유닛의 경우, SF 값이 0.22 이하, SHGC 값이 0.25 이하이다.
본 발명의 특정 실시예에서, 브론즈 유리측 반사 착색을 가지며, 유리 기판에 의해 지지되는 층상 시스템을 포함하는 코팅된 물품이 제공되며, 상기 층상 시스템은, 질소를 포함하는 제1 유전체층; 적어도 상기 제1 유전체층 위에 유리 기판 상에 제1 적외선(IR) 반사층; 적어도 상기 제1 유전체층 및 상기 제1 IR 반사층 위에 유리 기판 상에 질소를 포함하는 제2 유전체층; 적어도 상기 제2 유전체층 위에 유리 기판 상에 제2층 IR 반사층; 적어도 상기 제2 IR 반사층 위에 유리 기판 상에 질소를 포함하는 제3 유전체층;을 포함하고, 상기 제1 IR 반사층 및 제2 IR 반사층 각각은 NbZr, NbZrNx, NiCr, NiCrNx, NiCrMo, NiCrMoNx, NbCr, NbCrNx, Nb 및 NbNx 중 하나 이상을 포함하고, 상기 코팅된 물품은 유리측 가시광선 반사율이 15% 이하이고, 상기 코팅된 물품은 유리측/외부 a* 색상 값이 -2.0 내지 +16.0, 유리측/외부 b* 색상 값이 0 내지 +20인 유리측/외부 반사 브론즈 착색을 가지며, 또한 (i) 모놀리식으로 측정되는 경우, SF 값이 0.31 이하, SHGC 값이 0.36 이하이고, 및/또는 (ii) 2개의 유리 기판을 갖는 절연 유리(IG) 윈도우 유닛의 경우, SF 값이 0.22 이하, SHGC 값이 0.25 이하이다.
따라서, 본 발명은 청구되는 바와 같이 모놀리식 윈도우 유닛, IG 윈도우 유닛, 라미네이팅된 윈도우 유닛, 및 유리 기판 상에 코팅을 갖는 유리 기판을 포함하는 임의의 다른 물품을 커버한다. 모놀리식 측정이 IG 윈도우 유닛 및/또는 라미네이팅된 윈도우 유닛으로부터 코팅된 기판을 제거한 후, 모놀리식 측정을 수행함으로써 얻어질 수 있음을 주목한다. 또한, 제공된 코팅에 대해서, SF 및 SHGC 값이 IG 윈도우 유닛보다 모놀리식 윈도우 유닛에 대해 현저히 높을 것을 주목한다.
본 발명의 특정 실시예에서, 열 처리(예컨대 열 템퍼링)에 기인한 열 처리된(HT) 코팅된 물품은 유리측 반사 ΔE* 값이 4.5 이하, 더욱 바람직하게는 4.0 이하, 보다 더욱 바람직하게는 3.5 이하, 가장 바람직하게는 3.0 이하이다. 실시예의 목적을 위해, 열 처리(HT)는 적어도 약 580 ℃의 온도에서 적어도 약 5분 동안일 수 있고, 열 템퍼링에 충분하다. 용어 ΔE*는 해당 기술 분야에 알려져 있고, 열 처리 시 열 안정성을 나타내며, 예컨대 본 명세서에 참조로 포함되는 미국 특허 제6,926,967에서 정의 및 설명된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모놀리식 코팅된 물품(열 처리되거나 열 처리되지 않은)의 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모놀리식 코팅된 물품(열 처리되거나 열 처리되지 않은)의 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도 1 또는 도 2의 코팅된 물품을 포함하여, 절연 유리(IG) 윈도우 유닛의 측단면도이다.
이제, 유사한 참조 번호가 몇몇의 도면에서 유사한 부분을 나타내는 첨부 도면을 더욱 특히 참조한다.
본 발명의 실시예에 따른 코팅된 물품은 낮은 SF 및/또는 SHGC 값(들)과 조합하여 바람직한 브론즈 유리측 반사 착색을 달성하고, 또한 열 처리 능력 및/또는 유리측/외부/아웃 가시광선 반사율이 22% 이하를 달성한다. 특정 두께 파라미터와 함께 각각의 유전체층들 사이에 둘 이상의 IR 반사층들(예컨대 NbZr 및/또는 NbZrNx로 이루어지거나 이들을 포함하는)을 제공함으로써, 바람직한 브론즈 유리측/외부/외측 반사 착색, 및 바람직한 필름측 반사 착색이 낮은 SF 값 및 낮은 유리측/외부/외측 가시광선 반사율(RG[or outside]Y)과 조합하여 달성될 수 있는 것을 놀랍게도 발견했다. 또한, 임의로, 이들 바람직한 특성은 열 처리 능력과 조합하여 달성될 수 있다. 따라서, 이러한 코팅은 필요 시 개선된 색상 제어 및/또는 범위, 따라서 따뜻한 기후에서 방을 시원하게 유지하는 능력을 나타내는 낮은 SF 값을 제공하고, 또한 필요에 따라 우수한 열 안정성(낮은 ΔE* 값(들))을 제공할 수 있다. 특정 실시예에서, 코팅된 물품은 (i) 모놀리식으로 측정되는 경우, SF 값이 0.32 이하(더욱 바람직하게는 0.31 이하, 가장 바람직하게는 0.30 이하), 및/또는 SHGC 값이 0.36 이하, 더욱 바람직하게는 0.35 이하, 가장 바람직하게는 0.34 이하이고, 및/또는 (ii) 2개의 유리 기판을 갖는 절연 유리(IG) 윈도우 유닛의 경우, SF 값이 0.23 이하(더욱 바람직하게는 0.22 이하, 가장 바람직하게는 0.21 이하), 및/또는 SHGC 값이 0.26 이하(더욱 바람직하게는 0.25 이하, 가장 바람직하게는 0.24 이하)이다.
본 발명의 특정 양태는 모놀리식 윈도우(예컨대 차량, 거주지, 및/또는 건축물 윈도우), IG 윈도우 유닛, 및/또는 다른 적합한 적용과 같은 윈도우에 사용될 수 있는 코팅 또는 층상 시스템을 제공한다. 본 발명의 특정 실시예는 열 처리 시에 색상 제어, 낮은 SF 값, 낮은 유리측 가시광선 반사율(RGY), 및/또는 색상 안정성에 의해 특징지어지는 층상 시스템을 제공한다. 열 처리(HT) 시 안정성에 대해, 이는 낮은 ΔE* 값을 의미하고; 여기서 Δ는 모놀리식으로 및/또는 IG 유닛 또는 라미네이트와 같은 이중 판유리 환경의 맥락에서 열 템퍼링, 열 벤딩(heat bending), 또는 열적 열 강화와 같은 HT를 고려한 a*, b* 및 L* 변화를 나타낸다. 특정 실시예에서, HT와의 색상 안정성은 열처리된 및 비열처리된 버전의 코팅 또는 층상 시스템 사이에서 실질적인 일치 가능성을 가져올 수 있다. 즉, 모놀리식 및/또는 IG 적용에서, 본 발명의 특정 양태에서, 동일한 코팅 시스템을 갖는 2개 유리 기판은 인간의 육안으로 사실상 동일하게 보인다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "열 처리(heat treatment)" 및 "열 처리하는(heat treating)"은 유리-포함 물품의 열 템퍼링, 열 벤딩, 및/또는 열 강화를 얻기에 충분한 온도까지 물품을 가열하는 것을 의미한다. 이 정의는, 예컨대 템퍼링, 벤딩 및/또는 열 강화를 허용하기 충분한 기간 동안 적어도 약 580 ℃, 더욱 바람직하게는 적어도 약 600 ℃의 온도의 오븐 또는 로에서 코팅된 물품을 가열하는 것을 포함한다. 특정 예에서, HT는 적어도 약 4 또는 5분 동안일 수 있다. 코팅된 물품은 본 발명의 다른 양태에서 열 처리되거나 되지 않을 수 있다.
도 1-2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 코팅된 물품의 측단면도이다. 도 1의 양태에서, 태양 제어 코팅(8)은 2개의 IR 반사층(3 및 5)을 포함하지만, 도 2에서, 태양 제어 코팅(8')은 3개의 IR 반사층(3, 5 및 15)을 포함한다. 또한, 추가적인 유전체층(16)이 도 2의 양태에 제공된다. 도 3은 2개의 표면 상에 코팅(8 또는 8')을 갖는 IG 윈도우 유닛을 나타내고, IG 윈도우 유닛이 도 1 양태 또는 도 2 양태의 코팅(8 또는 8')을 이용할 수 있는 것을 보여준다.
도 1을 참조하여, 코팅된 물품은 적어도 하나의 유리 기판(1)(예컨대, 약 1.0 내지 12.0 mm 두께의 투명, 녹색, 브론즈, 회색, 청색 또는 청록색 유리 기판), 유전체층(2,4,6)(예컨대, 실리콘 나이트라이드(예컨대 Si3N4), 실리콘 옥시나이트라이드, 주석 산화물, 또는 일부 다른 적합한 유전체로 이루어지거나 이들을 포함함), NbZr, NbZrNx, NiCr, NiCrNx, NiCrMo, NiCrMoNx, NbCr, NbCrNx, Nb 및/또는 NbNx와 같은 사실상 금속성 또는 금속성 물질로 이루어지거나 이들을 포함할 수 있는 IR 반사층(3,5)을 포함한다. IR 반사층(3 및/또는 5)은 본 발명의 특정 실시예에서 임의로 니트라이트화될 수 있음이 이해될 것이다. IR 반사층이 특정 예에서 일부 소량의 산소를 포함할 수 있지만, 이들 층(3 및 5)은 특정 실시예에서 산소가 5% 이하, 더욱 바람직하게는 산소가 약 3% 또는 2% 이하인 것과 같이 사실상 산소가 없는 것이 바람직하다(원자%). 코팅된 물품은 지르코늄 산화물(예컨대 ZrO2) 또는 실리콘 옥시나이트라이드와 같은 보호적 물질로 이루어지거나 이를 포함하는 유전체 오버코트층(7)을 더 포함한다. 임의로, 임의의 적합한 화학양론적 조성의 실리콘 옥시나이트라이드 및/또는 지르코늄 실리콘 옥시나이트라이드로 이루어지거나 이를 포함하는 유전체층은 층 스택의 상부에서 층(6)과 층(7) 사이에서, 층(6)과 층(7)을 접촉하여 배치될 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에서, 코팅(8)은 Ag 또는 Au에 기초한 임의의 금속성 IR 차단층 또는 반사층을 포함하지 않는다. 본 발명의 특정 실시예에서, IR 반사층(3 및 5)은 적어도 일부 IR선을 반사하고, 임의의 다른 금속 IR 반사층과 접촉하지 않는다. 특정 실시예에서, 층들 각각에 대해 도펀트와 같은 다른 물질을 포함하는 것이 가능하다. 본 발명의 특정 다른 양태에서, 다른 층들이 제공될 수 있거나, 특정 층들이 생략될 수 있고, 다양한 물질이 이용될 수 있음도 물론 이해될 것이다.
도 2 양태를 참조하여, 코팅된 물품은 적어도 유리 기판(1)(예컨대, 약 1.0 내지 12.0 mm 두께의 투명, 녹색, 브론즈, 회색, 청색 또는 청록색 유리 기판), 유전체층(2,4,6,16)(예컨대, 실리콘 나이트라이드(예컨대 Si3N4), 실리콘 옥시나이트라이드, 주석 산화물, 또는 일부 다른 적합한 유전체로 이루어지거나 이들을 포함함), NbZr, NbZrNx, NiCr, NiCrNx, NiCrMo, NiCrMoNx, NbCr, NbCrNx, Nb 및/또는 NbNx와 같은 사실상 금속성 또는 금속성 물질로 이루어지거나 이들을 포함할 수 있는 IR 반사층(3,5,15)을 포함한다. IR 반사층들(3, 5 및/또는 15)은 본 발명의 특정 실시예에서 임의로 니트라이트화될 수 있음이 이해될 것이다. 임의로, 임의의 적합한 화학양론적 조성의 실리콘 옥시나이트라이드 및/또는 지르코늄 실리콘 옥시나이트라이드로 이루어지거나 이를 포함하는 유전체층은 도 2 양태에서 층 스택의 상부에서 층(16)과 층(7) 사이에서, 층(6)과 층(7)을 접촉하여 배치될 수 있다. IR 반사층이 특정 예에서 일부 소량의 산소를 포함할 수 있지만, 이러한 층들(3, 5 및 15)은 특정 실시예에서 산소가 5% 이하, 더욱 바람직하게는 산소가 약 3% 또는 2% 이하인 것과 같이 사실상 산소가 없는 것이 바람직하다(원자%). 도 2에서 코팅된 물품은 지르코늄 산화물(예컨대 ZrO2) 또는 실리콘 옥시나이트라이드와 같은 보호적 물질로 이루어지거나 이를 포함하는 유전체 오버코트층(7)을 더 포함한다. 예컨대, IR 반사층이 NbZr로 이루어지거나 이를 포함하는 경우, 이들은 약 200-300 ml Ar 및 약 0.8-2.5 ml/kW N2 및/또는 O2의 가스 흐름을 가지며, NbZr 타겟을 이용하여 스퍼터 증착될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에서, 도 2 양태의 코팅(8')은 Ag 또는 Au에 기초한 임의의 금속성 IR 차단층 또는 반사층을 포함하지 않는다. 본 발명의 특정 실시예에서, IR 반사층들(3, 5 및 15)은 적어도 일부 IR선을 반사하고, 임의의 다른 금속 IR 반사층과 접촉하지 않는다. 특정 실시예에서, 층들 각각에 대해 도펀트와 같은 다른 물질을 포함하는 것이 가능하다. 본 발명의 특정 다른 양태에서, 다른 층들이 제공될 수 있거나, 특정 층들이 생략될 수 있고, 다양한 물질이 이용될 수 있음도 물론 이해될 것이다.
도 1-2의 전체 코팅(8, 8')은 적어도 도시되는 층들을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "산화물(oxide)" 및 나이트라이드(nitride)"는 다양한 화학양론적 조성을 포함하는 것을 주목한다. 예컨대, 용어 실리콘 나이트라이드(하나 이상의 층들(2,4,6,16)에 있어서)는 화학양론적 조성의 Si3N4 및 비화학양론적 조성의 실리콘 나이트라이드를 포함한다. 마찬가지로, 다양한 화학양론적 조성이 이용될 수 있다. 예컨대, NbZr이 IR 반사층들(3,5,15)에 사용되는 경우, Nb 대 Zr의 다양한 비율로 50/50 비, 85/15 비, 또는 90/10 비를 포함하지만 이에 한정되지 않고 이용될 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에서, 층들(3,5 및 15)에서 Nb/Zr 비는 본 발명의 다양한 실시예에서 1/1 내지 9.5/1일 수 있어서, 이들 층들은 바람직하게는 Zr보다 Nb를 더 많이 함유한다. 도시되는 층들은 마그네트론 스퍼터링, 임의의 다른 유형의 스퍼터링을 통해, 또는 본 발명의 다른 양태에서 임의의 다른 적합한 기술을 통해 유리 기판(1) 상에 증착될 수 있다. 다른 층(들)이 층(2)과 층(3) 사이, 또는 층(3)과 층(4) 사이, 또는 기판(1)과 층(2) 사이 등과 같은 도 1-2에 도시되는 스택에 제공될 수 있음을 주목한다. 일반적으로, 다른 층(들)은 코팅의 다른 위치에도 제공될 수 있다. 따라서, 코팅(8,8') 또는 이의 층들이 기판(1) "상에(on)" 또는 "~에 의해 지지(supported by)되지만"(직접적으로 또는 간접적으로), 다른 층(들)이 그 사이에 제공될 수 있다. 따라서, 예컨대, 도 1-2에 도시되는 층상 시스템(8,8') 및 이의 층들은, 다른 층(들)이 그 사이에 제공될 수 있는 경우에도 기판(1) "상에" 있는 것으로 간주된다(즉, 본 명세서에서 사용되는 용어 "상에", "~에 의해 지지(supported by)되는"의 용어는 직접 접촉하는 것으로 한정되지 않음). 그러나, 바람직한 양태에서, 도 1-2에서 도시되는 직접 접촉이 존재할 수 있다.
본 발명의 특정 양태에서, 유전체층(2,4,6, 및 16)은 각각 굴절률 "n"이 특정 양태에서 1.7 내지 2.7(550 nm에서), 더욱 바람직하게는 1.9 내지 2.5, 본 발명의 바람직한 양태에서 가장 바람직하게는 약 2.0 내지 2.06일 수 있다. 이들 층들(2,4,6,16) 중 하나, 둘, 셋, 또는 전체는 본 발명의 특정 실시예에서 실리콘 나이트라이드 및/또는 실리콘 옥시나이트라이드로 이루어지거나 이를 포함할 수 있다. 본 발명의 이러한 양태에서, 층들(2,4,6 및/또는 16)이 실리콘 나이트라이드(예컨대 Si3N4)를 포함하는 경우, 이들 층들을 형성하기 위해 적용되는 Si를 포함하는 스퍼터링 타겟이 1-20 중량% (예컨대, 8%)까지 알루미늄 또는 스테인리스 스틸(예컨대 SS#316)과 혼합되거나 되지 않을 수 있고, 대략 이러한 양은 형성된 층들에서 나타난다. 이러한 양의 알루미늄 및/또는 스테인리스 스틸을 갖더라도, 이러한 층들은 여전히 유전체층으로 간주된다.
도 1-2는 모놀리식 형태로 본 발명의 양태에 따른 코팅된 물품을 도시하지만, 본 발명의 다른 양태에 따른 코팅된 물품은 도 3에 도시되는 바와 같은 IC(절연 유리) 윈도우 유닛을 포함할 수 있다. IG 윈도우 양태에서, 도 1-2의 코팅(8 또는 8')은 도 3에 도시되는 IG 유닛의 외부 기판의 내벽 상에(2개의 표면), 및/또는 본 발명의 다른 양태에서 임의의 다른 적합한 위치에서 또는 내부 기판의 내벽 상에 제공될 수 있다. 도 3에 도시되는 바와 같이, 실시예 IG 윈도우 유닛은 각각 약 3-19 mm 두께의 이격된 유리 기판(1, 30)의 쌍을 포함할 수 있고, 이들 중 적어도 하나는 기판들 사이의 갭(34)이 약 5 내지 30 mm, 더욱 바람직하게는 약 10 내지 20 mm, 가장 바람직하게는 약 16 mm일 수 있는 특정 실시예에서 본 명세서에서의 코팅(8, 8')으로 코팅된다. 스페이서(들)은 서로 유리 기판을 이격하고, 갭(34)을 유지하기 위해 주변 부근에 제공될 수 있다. 특정 바람직한 양태에서, 도 1-2에 도시되는 유리 기판(1)은 도 3에 도시되는 바와 같이 IG 윈도우 유닛의 외부 유리 기판(1)일 수 있고, 코팅(8,8')은 외부 유리 기판(1)의 내부면 상에 제공될 수 있다(즉 IG 윈도우 유닛의 2개의 표면). IG 유닛에서 기판들 사이의 갭은 특정 실시예에서 공기 및/또는 아르곤 가스로 충전될 수 있다. 3개의 판유리를 갖는 IG 윈도우 유닛도 사용될 수 있고, 예컨대 코팅이 최외각 판유리의 내면 상에 존재한다.
도 1 양태로 돌아와서, 본 명세서에서 논의되는 하나 이상의 요구와 일치하도록 다양한 두께들이 이용될 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따라서, 유리 기판(1) 상의 도 1 양태의 반사층들의 실시예 두께들(옹스트롬으로) 및 물질은 낮은 SF 및/또는 SHGC 값(들) 및 낮은 유리측 가시광선 반사율과 조합하여 바람직한 브론즈 유리측 반사 착색을 얻기 위해 특정 실시예에서 다음과 같다(층들은 유리 기판(1)으로부터 멀어지는 순서로 나열됨):
Figure pct00001
상기 표 1은, 예컨대 유리측 반사는 일반적으로 브론즈 착색이고, 낮은 SF 및/또는 SHGC 값(들), 및 낮은 유리측 가시광선 반사율은 도 1 양태(또는 도 3에 도시되는 바와 같이 IG 윈도우 유닛에 이용되는 도 1 양태)에 바람직한 양태에 관한 것이다. 도 1 양태에서 바람직한 브론즈 유리측 반사 착색은 상기 표 1에서 논의되는 두께를 이용하고, 도 1의 코팅(8)을 다음 중 하나 이상과 같이 고안할 때 낮은 SF 및 낮은 SHGC 값 및 낮은 유리측 가시광선 반사율과 조합하여 달성될 수 있다: (i) 하부 유전체층(2)은 유전체층(4) 및 (6) 각각보다 적어도 100 Å, 더욱 바람직하게는 적어도 150 Å 얇고, (ii) 층(4)/층(2)의 두께 비는 적어도 2, 더욱 바람직하게는 적어도 3, 가장 바람직하게는 적어도 4이고, (iii) 층(6)/층(2)의 두께 비는 적어도 2이고, (iv) 유전체층(4)은 유전체층(6)보다 적어도 100 Å(더욱 바람직하게는 적어도 150 Å) 더 두껍고, (v) 유전체층(6)은 유전체층(2)보다 적어도 100 Å(더욱 바람직하게는 적어도 150 Å) 더 두껍고, (vi) IR 반사층(5)은 IR 반사층(3)보다 적어도 15 Å, 더욱 바람직하게는 적어도 20 Å 두껍다. 모놀리식으로 측정되고 및/또는 IG 윈도우 유닛에서 바람직한 브론즈 착색(예컨대 유리측 반사, 또는 외부/아웃)은 b* 값이 0 내지 +20.0, 더욱 바람직하게는 +2.0 내지 +15.0, 가장 바람직하게는 +4.0 내지 +12.0이고; 임의로 이와 조합하여 a* 값이 -2.0 내지 +16.0, 더욱 바람직하게는 0 내지 +10.0, 가장 바람직하게는 0 내지 +6.0인 것을 특징으로 할 수 있다는 것을 숙지한다.
특정 실시예에서, IR 반사층(3 및 5)은 상기 지시되는 바와 같이 동일하거나 사실상 동일한 물질로 이루어질 수 있다(예컨대 NbZr 및/또는 이의 나이트라이드). 특정 실시예에서, 층(3 및/또는 5)은 금속성, 또는 사실상 금속성이고, 가능한 열 처리(예컨대 열 템퍼링, 열 벤딩, 및/또는 열 강화) 동안 IR 반사층의 산화를 감소 또는 억제하기 위해 나이트라이드층들(예컨대, 실리콘 나이트라이드계 층들(2,4,6)) 사이에 제공되어, 다중 시야각에서 열처리 후에 예측 가능한 착색이 달성되도록 한다.
특정 실시예에서, HT로의 색 안정성은 코팅 또는 층상 시스템의 열처리 및 비열처리된 버전 사이에 실질적인 일치 가능성을 가져올 수 있다. 즉, 모놀리식 및/또는 IG 적용에서, 본 발명의 특정 양태에서, 동일한 코팅 시스템을 갖는 2개 유리 기판(하나는 증착 후 HT 및 다른 것은 HT 하지 않음)은 인간의 육안으로 사실상 동일하게 보인다.
열 템퍼링과 같은 임의의 선택적 열 처리(HT) 전후에, 본 발명의 특정 실시예에서, 도 1(또는 도 1, 3) 양태에 따른 코팅된 물품은 표 2에서 다음과 같이 색상/광학 특성을 갖는다(모놀리식으로 측정된 및/또는 IG 유닛에서). 아래에 기재된 "G"는 유리측 반사율을 나타내고, 아래에 기재된 "T"는 투과율을 나타내고, 아래에 기재된 "F"는 필름측을 나타낸다. 해당 기술 분야에 알려진 바와 같이, 유리측(G)은 코팅된 물품의 유리측(층/필름측과 반대임)으로부터 보는 경우를 의미한다. 필름측(F)은 코팅이 제공되는 코팅된 물품의 측면으로부터 보는 경우를 의미한다. 아래에 나타내는 표 3은 전체 색상에 대해 열 템퍼링(표 3에 대해 모놀리식으로 측정된)과 같은 HT 후 본 발명의 특정 양태에 따른 코팅된 물품의 특정 특성을 설명한다. 표 2에서 아래 특징은, 표 3에서 열 안정성 데이터가 HT 코팅된 물품에 관한 것이며 HT 시에 안정성을 설명하는 것을 제외하고, 본 명세서에서 HT 및 비-HT 코팅된 물품에 적용 가능하다.
Figure pct00002
Figure pct00003
도 2 양태에 대해서, 본 명세서에서 논의되는 하나 이상의 필요에 따라 다양한 두께가 사용될 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따라서, 유리 기판(1) 상에 도 2 양태에서 코팅(8')의 반사층의 실시예 두께(옹스트롬으로) 및 물질은 낮은 유리측 가시광선 반사율 및 낮은 SF 및/또는 SHGC 값(들)과 조합하여 바람직한 브론즈 유리측 반사 착색을 달성하기 위한 특정 실시예에서 다음과 같다(층들은 유리 기판(1)으로부터 멀어지는 순서로 나열됨):
Figure pct00004
상기 표 4는 예컨대 유리측 반사는 일반적으로 브론즈 착색이고, 낮은 SF 및/또는 SHGC 값(들)은 낮은 유리측 가시광선 반사율과 함께 도 2 양태(또는 도 3에 도시되는 바와 같이 IG 윈도우 유닛에 이용되는 도 2 양태)에 바람직한 양태에 관한 것이다. 도 2 양태에서 바람직한 브론즈 유리측 반사 착색은 상기 표 4에서 논의되는 두께를 이용하고, 도 2의 코팅(8)이 다음 중 하나 이상을 만족하도록 고안될 때 낮은 SF 및 낮은 SHGC 값 및 낮은 유리측 가시광선 반사율과 조합하여 달성될 수 있다: (i) 하부 유전체층(2) 및/또는 유전체층(4)은 유전체층(6) 및 (16) 각각보다 적어도 100 Å, 더욱 바람직하게는 적어도 200 Å, 가장 바람직하게는 적어도 230 Å 얇고, (ii) 층(6)/층(2)(및/또는 층(6)/층(4))의 두께 비는 적어도 8, 더욱 바람직하게는 적어도 12, 가장 바람직하게는 적어도 15이고, (iii) 층(16)/층(2)의 두께 비(및/또는 층(16)/층(4)의 두께 비)는 적어도 5, 더욱 바람직하게는 적어도 7, 가장 바람직하게는 적어도 8이고, (iv) 유전체층(6)은 유전체층(16)보다 적어도 100 Å(더욱 바람직하게는 적어도 120 Å) 더 두껍고, (v) IR 반사층(15)은 IR 반사층(5)보다 적어도 20 Å, 더욱 바람직하게는 적어도 40 Å 더 두껍고, (vi) IR 반사층(15)은 IR 반사층(3)보다 적어도 20 Å, 더욱 바람직하게는 적어도 30 Å 두껍고, 및 (vii) IR 반사층(3)은 IR 반사층(5)보다 적어도 10 Å, 더욱 바람직하게는 적어도 15 Å 더 두껍다.
특정 실시예에서, IR 반사층(3, 5 및 15)은 상기 지시되는 바와 같이 동일하거나 사실상 동일한 물질로 이루어질 수 있다(예컨대 NbZr 및/또는 이의 나이트라이드). 특정 실시예에서, 층(3, 5 및/또는 15)은 금속성, 또는 사실상 금속성이고, 가능한 열 처리(예컨대 열 템퍼링, 열 벤딩, 및/또는 열 강화) 동안 IR 반사층의 산화를 감소 또는 억제하기 위해 나이트라이드층들(예컨대, 실리콘 나이트라이드계 층들(2,4,6)) 사이에 제공되어, 다중 시야각에서 열처리 후에 예측 가능한 착색이 달성되도록 한다.
열 템퍼링과 같은 임의의 선택적 열 처리(HT) 전후에, 본 발명의 특정 실시예에서, 도 2(또는 도 2, 3) 양태에 따른 코팅된 물품은 표 5에서 다음과 같이 색상/광학 특성을 갖는다(모놀리식으로 측정된 및/또는 IG 유닛에서). 표 6은 전체 색상에 대해 열 템퍼링(표 6에 대해 모놀리식으로 측정된)과 같은 HT 후 본 발명의 특정 양태에 따른 코팅된 물품의 특정 특성을 설명한다. 표 5에서 아래 특징은, 표 6에서 열 안정성 데이터가 HT 코팅된 물품에 관한 것이며 HT 시에 안정성을 설명하는 것을 제외하고, 본 명세서에서 HT 및 비-HT 코팅된 물품에 적용 가능하다.
Figure pct00005
Figure pct00006
단지 예시 목적으로, 본 발명의 다양한 실시예를 나타내는 실시예 1-2 및 비교예 1-3을 이하에 설명한다.
실시예
실시예 1은 도 1에 도시되는 투명한 유리 기판 상의 층 스택이고, 실시예 2는 도 2에 도시되는 투명한 유리 기판 상의 층 스택이다. 이들 모두를 모놀리식으로 측정하고, 열 처리하고, 다시 측정한다. 또한, 이들을 도 3에 도시되는 바와 같이 IG 윈도우 유닛에 넣는다. 각각의 실시예에서 실리콘 나이트라이드층들을 아르곤 및 질소 가스를 포함하는 분위기에서 실리콘 타겟(약 8% Al로 도핑됨)을 스퍼터링함으로써 증착한다. 유리 기판(1 및 30)은 투명하고, 6 mm 두께이고, IG 윈도우 유닛에서 공기 갭(34)은 12 mm 두께이다. 각각의 실시예에서 NbZr 층들을 아르곤 및 소량의 질소 가스를 포함하는 분위기에서 약 90/10 Nb/Zr 마그네트론 스퍼터링 타겟을 스퍼터링 함으로써 증착한다. 비교예 1-3은 비교를 위해 제공된다. 층 두께는 옹스트롬이다(Å).
Figure pct00007
템퍼링(HT) 전에 모놀리식으로 측정된 본 발명에 따른 실시예 1-2 및 비교예 1-3은 이하 특성을 갖는다(어닐링되고 비-HT, 모놀리식)(I11. C, 2 degree 옵저버(observer)). "RGY(45°의 각도에서)"는 법선(normal)에서부터 45도의 각도에서 유리측 가시광선 반사율을 나타낸다.
Figure pct00008
상기 표 8로부터, 임의의 선택적 열 템퍼링 전에 모놀리식으로 측정되는 오직 실시예 1-2는 (i) 바람직한 브론즈 유리측 반사 가시 색상 및 (ii) 허용되게 낮은 SF/SHGC 값(들)의 조합을 갖는다는 것을 확인할 수 있다. 비교예 2-3는 적어도 브론즈 유리측 반사 착색을 달성하지 못하기 때문에 바람직하지 않은 것을 확인할 수 있다. 또한, 브론즈 유리측 반사 색상을 달성할 수 있는 유일한 비교예는 비교예 1이지만, 비교예 1은 0.337의 그 SF가 및 높은 SHGC 값과 같이 너무 높다는(허용되지 않는) 문제가 있다. 표 8로부터, 실시예 1-2의 SF 값(및 따라서 SHGC 값)은 비교예 1-3과 비교하여 개선(더 낮은)되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 표 8로부터, 브론즈 비교예 1은 높은 필름측 반사 a* 값이 30이라는 점에서 바람직하지 않은 필름측 착색을 가지며, 반면에 실시예 1-2는 훨씬 낮은 필름측 반사 a* 값을 가져 유리하다는 것을 확인할 수 있다. 또한, 실시예 1-2는 두께 및 물질에 대한 IR 흡수층 물질의 총 량을 대략 동일하게 가짐에도 불구하고, 비교예 1에 비해 이러한 이점을 달성하며, 이는 실시예 1-2에 대해 놀랍고도 예측하지 못한 기술적 결과를 나타내는 것임을 놀랍게도 확인할 수 있었다. 따라서, 특정 두께 파라미터에 따라 반사 유전체층들 사이에서 둘 이상의 IR 반사층들(예컨대 NbZr 및/또는 NbZrNx로 이루어지거나 이들을 포함함)을 제공함으로써, 바람직한 브론즈 유리측 반사 착색이 허용되는 필름측 반사 착색 및 유리측 가시광선 반사율과 함께 낮은 SF/SHGC 값(들)과 함께 달성될 수 있음을 확인할 수 있다. 따라서, 이러한 코팅은 필요 시 개선된 색상 및 광학 제어 및/또는 범위, 따뜻한 기후에서 방을 시원하게 유지하는 능력을 나타내는 낮은 SF/SHGC 값을 제공한다.
템퍼링(HT) 후 모놀리식으로 측정되는 본 발명의 양태에 따른 실시예 1-2는 이하 특성을 갖는다(HT, 모놀리식)(I11. C, 2 degree 옵저버(observer)). 예비-HT 데이터는 HT에 기인하여 현저히 변경되지 않았으므로, 비교예 1-3에 대해 표 9에 제공된다.
Figure pct00009
상기 표 9로부터, 열 템퍼링(HT) 후에 오직 실시예 1-2는 (i) 바람직한 브론즈 유리측 반사 가시 색상 및 (ii) 허용되게 낮은 SF/SHGC 값(들)의 조합을 갖는다는 것을 확인할 수 있다. 비교예 2-3는 적어도 브론즈 유리측 반사 착색을 달성하지 못하기 때문에 바람직하지 않은 것을 확인할 수 있다. 또한, 브론즈 유리측 반사 색상을 달성할 수 있는 유일한 비교예는 비교예 1이지만, 비교예 1은 그 SF 및/또는 SHGC 값이 너무 높다는(허용되지 않는) 문제가 있다. 표 9로부터, 실시예 1-2의 SF 값(및 따라서 SHGC 값)은 비교예 1-3과 비교하여 개선(더 낮은)되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 표 9로부터, 브론즈 비교예 1은 높은 필름측 반사 a* 값이 30이라는 점에서 바람직하지 않은 필름측 착색을 가지며, 반면에 실시예 1-2는 낮은 필름측 반사 a* 값을 가져 유리하다는 것을 확인할 수 있다. 또한, 실시예 1-2는 두께 및 물질에 대한 IR 흡수층 물질의 총 량을 대략 동일하게 가짐에도 불구하고, 비교예 1에 비해 이러한 이점을 달성하며, 이는 실시예 1-2에 대해 놀랍고도 예측하지 못한 기술적 결과를 나타내는 것임을 놀랍게도 확인할 수 있었다. 따라서, 특정 두께 파라미터에 따라 반사 유전체층들 사이에서 둘 이상의 IR 반사층들(예컨대 NbZr 및/또는 NbZrNx로 이루어지거나 이들을 포함함)을 제공함으로써, 바람직한 브론즈 유리측 반사 착색이 허용되는 필름측 반사 착색 및 유리측 가시광선 반사율과 함께 낮은 SF/SHGC 값(들)과 함께 달성될 수 있음을 확인할 수 있다. 따라서, 이러한 코팅은 필요 시 개선된 색상 및 광학 제어 및/또는 범위, 따뜻한 기후에서 방을 시원하게 유지하는 능력을 나타내는 낮은 SF/SHGC 값을 제공한다.
템퍼링 전에 도 3에 도시되는 IG 윈도우 유닛에서 측정된 본 발명의 양태에 따른 실시예 1-2 및 비교예 1-3은 이하 특징을 갖는다(어닐링되고, 비-HT, IG 유닛)(I11. C, 2 degree 옵저버(observer)).
Figure pct00010
상기 표 10으로부터, 임의의 선택적 열 템퍼링 전에 도 3에 도시되는 IG 윈도우 유닛에서 측정되는 오직 실시예 1-2는 (i) 바람직한 브론즈 유리측 반사 가시 색상 및 (ii) 허용되게 낮은 SF/SHGC 값(들)의 조합을 갖는다는 것을 확인할 수 있다. 비교예 2-3는 적어도 브론즈 유리측 반사 착색을 달성하지 못하기 때문에 바람직하지 않은 것을 확인할 수 있다. 또한, 브론즈 유리측 반사 색상을 달성할 수 있는 유일한 비교예는 비교예 1이지만, 비교예 1은 그 SF 및/또는 SHGC 값이 너무 높더는(허용되지 않는) 문제가 있다. 표 10으로부터, 실시예 1-2의 SF 및 SHGC 값은 비교예 1-3과 비교하여 개선(더 낮은)되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 실시예 1-2는 두께 및 물질에 대한 IR 흡수층 물질의 총 량을 대략 동일하게 가짐에도 불구하고, 비교예 1에 비해 이러한 이점을 달성하며, 이는 실시예 1-2에 대해 놀랍고도 예측하지 못한 기술적 결과를 나타내는 것임을 놀랍게도 확인할 수 있었다. 따라서, 특정 두께 파라미터에 따라 반사 유전체층들 사이에서 둘 이상의 IR 반사층들(예컨대 NbZr 및/또는 NbZrNx로 이루어지거나 이들을 포함함)을 제공함으로써, 바람직한 브론즈 유리측 반사 착색이 허용되는 필름측 반사 착색 및 유리측 가시광선 반사율과 함께 낮은 SF/SHGC 값(들)과 함께 달성될 수 있음을 확인할 수 있다.
템퍼링(HT) 후 IG 윈도우 유닛으로 측정되는 본 발명의 양태에 따른 실시예 1-2는 이하 특성을 갖는다(HT, IG 유닛)(I11. C, 2 degree 옵저버(observer)). 예비-HT IG 유닛 데이터는 HT에 기인하여 현저히 변경되지 않았으므로, 비교예 1-3에 대해 표 11에 제공된다.
Figure pct00011
상기 표 11로부터, IG 윈도우 유닛에서 열 템퍼링(HT) 후 오직 실시예 1-2가 (i) 바람직한 브론즈 유리측 반사 가시 색상, 및 (ii) 허용되는 SF/SHGC 값(들)의 조합을 갖는다는 것을 확인할 수 있다. 표 10에 대해 상기 논의된 이점은 표 11의 데이터에도 적용 가능하다.
실시예 3
실시예 3은 도 1에 도시되는 바와 같이 층 스택에 관해서 실시예 1과 유사하다. 실시예 3은 다음과 같다: 유리(5.8 mm 투명))/Si3Nx(10 nm)/NbZr(7.2 nm)/Si3Nx(53.1 nm)/NbZr(9.4 nm)/Si3Nx(28 nm)/ZrOx(6.6 nm). 실시예 3은 상기 실시예 1과 유사한 SF 및 SHGC 값을 가지며, 유리측 반사 브론즈 색상이 실현되며, 코팅될 때(열 템퍼링 전에) 다음 광학 특성을 갖는다: TY 15.0%; a*T -0.5; b*T 0.0; RG / outY 11.0%; a*G 2.5; b*G 9.0; RF/interior 8.5%; a*F 3.0; and b*F 18.0. 열 템퍼링(열 처리) 후 실시예 3은 이하 광학 특성을 갖는다: TY 14.0%; a*T -0.5; b*T 0.5; RG/outY 10.5%; a*G 2.5; b*G 8.5; RF/interior 10.0%; a*F 3.0; and b*F 18.0.
IR 반사층(3,5,15) 중 하나, 둘 또는 전체는 본 발명의 특정 실시예에서 NiCrMo 및/또는 NiCrMoNx로 이루어지거나 이들을 포함할 수 있다. 이러한 양태에서, IR 반사층(3,5,15) 중 하나, 둘 또는 전체는, 예컨대 C22 또는 이들의 산화물 및/또는 나이트라이드로 이루어지거나 이들을 포함할 수 있다. 이하 표 12는 NiCrMo계 합금 C22의 실시예 조성물을 도시한다.
Figure pct00012
상기 개시 내용이 제공되면, 많은 다른 특징, 변형 및 개선이 당업자에게 명백해질 것이다. 따라서, 이러한 다른 특징, 변형 및 개선은 본 발명의 일부분인 것으로 간주되며, 그 범위는 다음의 청구 범위에 의해 결정된다.

Claims (60)

  1. 브론즈 유리측 반사 착색을 가지며, 유리 기판에 의해 지지되는 층상 시스템을 포함하는 코팅된 물품으로서,
    상기 층상 시스템은,
    실리콘 나이트라이드를 포함하는 제1 유전체층;
    적어도 상기 실리콘 나이트라이드를 포함하는 제1 유전체층 위에 유리 기판 상에 NbZr을 포함하는 제1 적외선(IR) 반사층;
    적어도 상기 실리콘 나이트라이드를 포함하는 제1 유전체층 및 상기 NbZr을 포함하는 제1 IR 반사층 위에 유리 기판 상에 실리콘 나이트라이드를 포함하는 제2 유전체층;
    적어도 상기 실리콘 나이트라이드를 포함하는 제2 유전체층 위에 유리 기판 상에 NbZr을 포함하는 제2층 IR 반사층;
    적어도 상기 NbZr을 포함하는 제2 IR 반사층 위에 유리 기판 상에 실리콘 나이트라이드를 포함하는 제3 유전체층;을 포함하고,
    상기 코팅된 물품은 유리측 가시광선 반사율이 15% 이하이고,
    상기 코팅된 물품은, 유리측/외부 a* 색상 값이 -2.0 내지 +16.0, 유리측/외부 b* 색상 값이 0 내지 +20인 유리측/외부 반사 브론즈 착색을 가지며, 또한 (i) 모놀리식으로 측정되는 경우, SF 값이 0.31 이하, SHGC 값이 0.36 이하이고, 및/또는 (ii) 2개의 유리 기판을 갖는 절연 유리(IG) 윈도우 유닛의 경우, SF 값이 0.22 이하, SHGC 값이 0.25 이하인 것인, 코팅된 물품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코팅된 물품은 유리측/외부 b* 값이 +2.0 내지 +15.0인 것인, 코팅된 물품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 코팅된 물품은 유리측/외부 b* 값이 +4.0 내지 +12.0인 것인, 코팅된 물품.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅된 물품은 유리측/외부 a* 값이 0 내지 +10.0인 것인, 코팅된 물품.

  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 나이트라이드를 포함하는 제2 유전체층은 상기 NbZr을 포함하는 제1 IR 반사층 및 제2 IR 반사층과 접촉하여, 제1 IR 반사층과 제2 IR 반사층 사이에 직접 배치되는 것인, 코팅된 물품.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 NbZr을 포함하는 제1 IR 반사층 및 제2 IR 반사층 중 적어도 하나는 나이트라이드화되는 것인, 코팅된 물품.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 NbZr을 포함하는 제1 IR 반사층 및 제2 IR 반사층 각각은 NbZrNx을 포함하는 것인, 코팅된 물품.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 IR 반사층 및 제2 IR 반사층 각각은 원자 퍼센트를 기준으로 할 때 Zr보다 더 많은 Nb를 포함하는 것인, 코팅된 물품.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅된 물품은 열 처리되고, 열 처리 후에 및/또는 열 처리에 기인하여 ΔE* 값(유리측 반사)이 3.0 이하인 것인, 코팅된 물품.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅된 물품은 가시광선 투과율이 10-20%인 것인, 코팅된 물품.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅된 물품은 가시광선 투과율이 12-17%인 것인, 코팅된 물품.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅된 물품은 Ag 및/또는 Au에 기초한 금속성 적외선(IR) 반사층을 갖지 않는 것인, 코팅된 물품.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅된 물품은 IG 윈도우 유닛을 포함하는 것인, 코팅된 물품.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅된 물품은 모놀리식 윈도우 유닛을 포함하는 것인, 코팅된 물품.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 IR 반사층 및 제2층 IR 반사층 중 적어도 하나는 산소가 사실상 존재하지 않는 것인, 코팅된 물품.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 지르코늄의 산화물을 포함하는 오버코트층을 더 포함하는 것인, 코팅된 물품.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 오직 2개의 IR 반사층을 포함하고, 상기 실리콘 나이트라이드를 포함하는 제1 유전체층, 상기 NbZr을 포함하는 제1 적외선(IR) 반사층, 상기 실리콘 나이트라이드를 포함하는 제2 유전체층, 상기 NbZr을 포함하는 제2층 IR 반사층, 및 상기 실리콘 나이트라이드를 포함하는 제3 유전체층, 및 임의로 지르코늄의 산화물을 포함하는 오버코트층으로 필수적으로 이루어진 것인, 코팅된 물품.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유전체층은 상기 제2 유전체층 및 제3 유전체층 각각보다 적어도 150 Å 더 얇은 것인, 코팅된 물품.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 유전체층/제1 유전체층의 두께 비는 적어도 2, 더욱 바람직하게는 적어도 3, 가장 바람직하게는 적어도 4인 것인, 코팅된 물품.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 유전체층/제1 유전체층의 두께 비는 적어도 2인 것인, 코팅된 물품.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 유전체층은 상기 제3 유전체층보다 적어도 100 Å 더 두꺼운 것인, 코팅된 물품.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 유전체층은 상기 제1 유전체층보다 적어도 100 Å, 더욱 바람직하게는 적어도 150 Å 더 두꺼운 것인, 코팅된 물품.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 IR 반사층은 상기 제1 IR 반사층보다 적어도 15 Å, 더욱 바람직하게는 적어도 20 Å 더 두꺼운 것인, 코팅된 물품.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은,
    NbZr을 포함하는 제3 IR 반사층; 및
    실리콘 나이트라이드를 포함하는 제4 유전체층;을 더 포함하는 것인, 코팅된 물품.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 NbZr을 포함하는 IR 반사층 중 적어도 하나는 산소를 더 포함하는 것인, 코팅된 물품.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 NbZr을 포함하는 IR 반사층 중 적어도 하나는 금속성인 것인, 코팅된 물품.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 지르코늄의 산화물을 포함하는 오버코트층을 포함하고,
    상기 지르코늄의 산화물을 포함하는 오버코트와 접촉하여, 오버코트 아래에 실리콘 옥시나이트라이드를 포함하는 층이 배치되는 것인, 코팅된 물품.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 지르코늄의 산화물을 포함하는 오버코트층을 포함하고,
    상기 지르코늄의 산화물을 포함하는 오버코트와 접촉하여, 오버코트 아래에 지르코늄 실리콘 옥시나이트라이드를 포함하는 층이 배치되는 것인, 코팅된 물품.
  29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅된 물품은 (i) 모놀리식으로 측정되는 경우, SF 값이 0.30 이하, SHGC 값이 0.35 이하이고, 및/또는 (ii) 2개의 유리 기판을 갖는 절연 유리(IG) 윈도우 유닛의 경우, SF 값이 0.21 이하인 것인, 코팅된 물품.
  30. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅된 물품은 모놀리식으로 측정된 필름측 반사 a* 값이 -15 내지 +15인 것인, 코팅된 물품.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅된 물품은 유리측 가시광선 반사율이 15% 이하인 것인, 코팅된 물품.
  32. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅된 물품은 유리측 가시광선 반사율이 11% 이하인 것인, 코팅된 물품.
  33. 브론즈 유리측 반사 착색을 가지며, 유리 기판에 의해 지지되는 층상 시스템을 포함하는 코팅된 물품으로서,
    상기 층상 시스템은,
    질소를 포함하는 제1 유전체층;
    적어도 상기 제1 유전체층 위에 유리 기판 상에 제1 적외선(IR) 반사층;
    적어도 상기 제1 유전체층 및 제1 IR 반사층 위에 유리 기판 상에 질소를 포함하는 제2 유전체층;
    적어도 상기 제2 유전체층 위에 유리 기판 상에 제2층 IR 반사층;
    적어도 상기 제2 IR 반사층 위에 유리 기판 상에 질소를 포함하는 제3 유전체층;을 포함하고,
    상기 제1 IR 반사층 및 제2 IR 반사층 각각은 NbZr, NbZrNx, NiCr, NiCrNx, NiCrMo, NiCrMoNx, NbCr, NbCrNx, Nb 및 NbNx 중 하나 이상을 포함하고;
    상기 코팅된 물품은 유리측 가시광선 반사율이 15% 이하이고,
    상기 코팅된 물품은 유리측/외부 a* 색상 값이 -2.0 내지 +16.0, 유리측/외부 b* 색상 값이 0 내지 +20인 유리측/외부 반사 브론즈 착색을 가지며, 또한 (i) 모놀리식으로 측정되는 경우, SF 값이 0.31 이하, SHGC 값이 0.36 이하이고, 및/또는 (ii) 2개의 유리 기판을 갖는 절연 유리(IG) 윈도우 유닛의 경우, SF 값이 0.22 이하, SHGC 값이 0.25 이하인 것인, 코팅된 물품.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 제1 유전체층, 제2 유전체층 및 제3 유전체층 각각은 실리콘 나이트라이드를 포함하는 것인, 코팅된 물품.
  35. 제33항 또는 제34항에 있어서,
    상기 코팅된 물품은 유리측/외부 b* 값이 +2.0 내지 +15.0인 것인, 코팅된 물품.
  36. 제33항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅된 물품은 유리측/외부 b* 값이 +4.0 내지 +12.0인 것인, 코팅된 물품.
  37. 제33항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅된 물품은 유리측/외부 a* 값이 0 내지 +10.0인 것인, 코팅된 물품.
  38. 제33항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 IR 반사층 및 제2 IR 반사층 중 적어도 하나는 나이트라이드화되는 것인, 코팅된 물품.
  39. 제33항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅된 물품은 가시광선 투과율이 10-20%인 것인, 코팅된 물품.
  40. 제33항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅된 물품은 Ag 및/또는 Au에 기초한 금속성 적외선(IR) 반사층을 갖지 않는 것인, 코팅된 물품.
  41. 제33항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅된 물품은 IG 윈도우 유닛, 모놀리식 윈도우 유닛, 및/또는 라미네이팅된 윈도우 유닛을 포함하는 것인, 코팅된 물품.
  42. 제33항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 IR 반사층 및 제2층 IR 반사층 중 적어도 하나는 산소가 사실상 존재하지 않는 것인, 코팅된 물품.
  43. 제33항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 지르코늄의 산화물을 포함하는 오버코트층을 더 포함하는 것인, 코팅된 물품.
  44. 제33항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 오직 2개의 IR 반사층을 포함하고, 상기 제1 유전체층, 상기 제1 적외선(IR) 반사층, 상기 제2 유전체층, 상기 제2층 IR 반사층, 및 상기 제3 유전체층, 및 임의로 지르코늄의 산화물을 포함하는 오버코트층으로 필수적으로 이루어진 것인, 코팅된 물품.
  45. 제33항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 IR 반사층 중 하나 이상은 산소를 더 포함하는 것인, 코팅된 물품.
  46. 제33항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 IR 반사층 중 하나 이상은 금속성인 것인, 코팅된 물품.
  47. 제33항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 지르코늄의 산화물을 포함하는 오버코트층을 포함하고, 상기 지르코늄의 산화물을 포함하는 오버코트층과 접촉하여, 오버코트층 아래에 실리콘 옥시나이트라이드를 포함하는 층이 배치되는 것인, 코팅된 물품.
  48. 제33항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서,
    지르코늄의 산화물을 포함하는 오버코트층을 포함하고, 상기 지르코늄의 산화물을 포함하는 오버코트층과 접촉하여, 오버코트층 아래에 지르코늄 실리콘 옥시나이트라이드를 포함하는 층이 배치되는 것인, 코팅된 물품.
  49. 제33항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 IR 반사층은 NbZr을 포함하는 것인, 코팅된 물품.
  50. 제33항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 IR 반사층은 NbZr의 나이트라이드를 포함하는 것인, 코팅된 물품.
  51. 제33항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 IR 반사층은 NiCrMo을 포함하는 것인, 코팅된 물품.
  52. 제33항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 IR 반사층은 NiCrMo의 나이트라이드를 포함하는 것인, 코팅된 물품.
  53. 제33항 내지 제48항 또는 제51항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 IR 반사층 중 하나 이상의 금속 함량은 금속%로 54-58 중량%의 Ni, 20-22.5 중량%의 Cr, 및 12.5-14.5 중량%의 Mo를 포함하는 것인, 코팅된 물품.
  54. 제33항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 IR 반사층은 임의의 다른 금속성 또는 사실상 금속성 IR 반사층 또는 차단층을 물리적으로 접촉하지 않는 것인, 코팅된 물품.
  55. 제33항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 유전체층은 상기 제1 IR 반사층 및 제2 IR 반사층과 접촉하여, 상기 제1 IR 반사층과 제2 IR 반사층 사이에 직접 배치되는 것인, 코팅된 물품.
  56. 제33항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유전체층은 상기 제2 유전체층 및 제3 유전체층 각각보다 적어도 100 Å, 더욱 바람직하게는 적어도 150 Å 더 얇은 것인, 코팅된 물품.
  57. 제33항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 유전체층/제1 유전체층의 두께 비는 적어도 2, 더욱 바람직하게는 적어도 3, 가장 바람직하게는 적어도 4인 것인, 코팅된 물품.
  58. 제33항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 유전체층/제1 유전체층의 두께 비는 적어도 2인 것인, 코팅된 물품.
  59. 제33항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 유전체층은 상기 제3 유전체층보다 적어도 100 Å 더 두꺼운 것인, 코팅된 물품.
  60. 제33항 내지 제59항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은,
    NbZr을 포함하는 제3 IR 반사층; 및
    질소를 포함하는 제4 유전체층;을 더 포함하는 것인, 코팅된 물품.
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