高反射的窗玻璃制造技术

本发明专利技术涉及包含至少一个通过在真空下阴极溅射沉积的层的窗玻璃，所述层含有一种或多种氧化物，并且氧化钛的重量比例为至少４０％且不超过９５％。选择所述层的厚度和任选含有金属氧化物的其它层的厚度，使得在厚度４毫米的透明“浮法”玻璃片材上，所述层将获得至少１５％的反射和至少６０％的透光率。所述层或层系统还具有与通过热解法制成的层相当的机械和／或化学耐受性以获得具有相同类型光学性质的产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高反射的窗玻璃本专利技术涉及在可见光范围内具有高反射并同时保留显著透射的窗玻璃系统。所述窗玻璃系统特别适用于限制自然能源的供给，尤其是暴露在显著量的日射下的建筑物中。限制能量供给允许在空调的使用中实现节约。所述窗玻璃系统还可以用它们的“日光系数”(即显示透过该窗玻璃及吸收后其向内部再发射的能量对总入射能量的比例的量值)来表征。这种类型的窗玻璃系统通常通过用层或所谓“硬质”层的系统覆盖玻璃片材形成。传统上，在形成片材后立即通过热解法将这些层沉积到热玻璃上。最常用的方法是“在线”(即在玻璃生产位置本身处)进行热解。当在“浮法”生产线上形成的玻璃带仍在高温时将其覆盖。由热解法获得的产品的公认特征在于，它们相对较硬。它们高度耐受化学与机械应力。为此它们可以方便地使用，可能将该经覆盖的面暴露于外部的未知因素。该特定特征将由热解法获得的层与采用阴极溅射真空沉积法制造的那些层区别开来，其中这两种类型的技术是在光滑(glazed)载体上制造薄层的两种最广泛采用的方法。相反，通过在真空下阴极溅射获得的层被称作“软质的”。其不足的机械或化学耐受性意味着这些层基本用于不将其暴露在这些应力下构造中。这是多层窗玻璃系统中的情况。在这些窗玻璃系统中，该层朝向位于该片材之间的空间。虽然使用热解层在技术上令人满意，但其与特定的适当前体的可得性紧密相关。 可得的前体不允许制造可接受的层的组合。此外，实施热解技术需要提供非常沉重且必须集成到生产线中的特殊设备，其天然地且因规模经济的缘故必定在数量上受到限制，并因此在地理上零星分布在这些产品的目的区域中。通过真空下的阴极溅射的涂覆装置独立于玻璃生产线。在更晚的阶段，即在已储存、运输、再切割等的预先制成的玻璃上进行利用这些技术的涂覆操作。特别是出于逻辑原因，本专利技术的目的在于能够提供通过阴极溅射所涂覆的窗玻璃系统，其具有由热解法获得产品的品质。显然必要的是，这些窗玻璃系统的生产仍与通过热解法涂覆的窗玻璃系统的生产相当。通过在真空下阴极溅射沉积并因此具有引人注意的日光系数的层是已知的。尤其是采用氧化钛的情况。但是，如上所述，这些层对于能用作所述窗玻璃系统的非暴露面具有不足的机械耐受性。本专利技术人已表明，形成由阴极溅射所沉积这些层的材料的高度特异性选择能够满足所示耐受性要求。本专利技术人还表明，通过选择适当的制得的层或层系统，还能对所述窗玻璃系统进行后继剧烈热处理而不损害由这些层提供的基本特征。本专利技术所考虑的层或层系统不含任何红外反射金属层，特别是银基层，因为含有这些银基层的该系统从根本上表现出对于外部应力的显著脆性。本专利技术的目的在于提供满足上述要求的窗玻璃系统。本专利技术人发现，可以通过权利要求1所限定的窗玻璃系统实现该目的。值得注意的是，含有与其它氧化物结合的氧化钛的层能够实现所需特征，特别是在耐受性方面，同时，如上所述，单独的氧化钛层的耐受性不足。根据本专利技术使用的层的品质的原因不完全清楚。很可能是与另一氧化物一起沉积由氧化钛组成的层的事实导致该层结构的改变。确实改变了晶体的形成。晶体学特征不同的两种或更多种成分的存在导致非常特殊的生长，可能特别避免形成更脆的结构，如柱。相当多氧化物可能在该层中与氧化钛结合。特别是下列化合物包括在可用氧化物中A1、Zr、Hf、Nb、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Si。其中优选的氧化物特别是 Al、Zr、Hf、Nb 的那些，最特别为^ 的氧化物。如果包括在该氧化钛基层中的氧化锆以25-60重量％且优选40-55重量％的比例存在，则这是特别有利的。氧化锆特别有利，因为除了提供所追求的耐受性外，由于其折射指数接近氧化钛的折射指数，因此涂覆的窗玻璃系统的光学性质(特别是反射)也接近于对于氧化钛层所观察到的那些。该氧化钛基层的耐受性取决于其组成以及其厚度。虽然厚度的增加伴随着提高的耐受性，但高于某一界限后该改善不明显，且更厚的沉积的附加成本变得不必要。本专利技术的氧化钛基层优选具有150至900人，优选为200至500人且有利地为250至350人的厚度。该氧化钛基层厚度的选择也取决于其它层的存在，尤其取决于入射光的反射、透射和吸收方面的所需品质。在本专利技术的窗玻璃系统的情况下，当该层或层系统施加到4毫米厚透明玻璃时通常为至少15%的该反射在相同条件下有利地为20%至40%。氧化钛基层或包括其的层系统的厚度，特别是其指数决定了所获得的反射以及其它光学值，特别是透光率。在本专利技术的窗玻璃系统的情况下该透光率为至少60%。该窗玻璃所吸收的光保持相对较低。有利地低于20%，优选低于10%。在本专利技术的窗玻璃系统中，该氧化钛基层可以与其它层结合以改善其性质或向其提供该氧化钛基层所不会提供或不提供至适于预期用途的程度的性质。由该氧化钛基层提供的保护未必意味着反射仅仅源于该层。一旦获得必要的耐受性，该层系统可以包括其它层以特别有助于该反射。在此基础上，具有高反射并因此具有高指数的层可以与该氧化钛基层和另一种氧化物层结合。由于方便地，这一或这些补充 (compMmentaires)层也必须具有高反射系数，特别优选的层是氧化钛层。该层具有与具有更高折射指数的氧化钛基层相关的特殊特征。作为显示，在真空下沉积的含有结合的氧化钛与氧化锆(50/50重量％ )的层具有约2. 35的指数。该TW2的层具有约2. 45-2. 50的指数，而无论是或不是化学计量比的，后者通常称为ΤΧ0，其特别可通过使用陶瓷阴极获得。 由此，TiO2或TXO的层与氧化钛基合金的层的结合(如需要)提供由该后者层导致的良好耐受性与整体上更高指数的益处。本专利技术的窗玻璃系统可以在不进行除获得所需尺寸和将它们嵌入框架之外的任何改变的情况下使用。所述窗玻璃系统在此情况下基本上是平坦的。涂覆后对其定尺寸的需求意味着构成这些窗玻璃系统部件的玻璃片材不先经受热处理。由于在所述热处理的情况下必然存在应力，这些提供具有以下机械性质的窗玻璃系统同时确保改善的耐冲击性并尤其在猛烈冲击情况下使这些窗玻璃系统破碎成许多小尺寸的碎片。如果需要弯折或钢化的窗玻璃系统，在层的施加后有必要在提高的温度下进行热处理。这些处理使窗玻璃系统处于超过550°C且通常超过600°C的温度持续相当长的时期。 因此，特别考虑到该玻璃的热惯性，在弯折或弯曲操作的情况下，该变形可要求这些温度保持几分钟。保持这些温度的时间量可以达到5分钟或更长，取决于所用的技术和所处理的片材的厚度。已知热处理例如钢化或弯曲可能损害沉积在玻璃片材上的薄层。不考虑由温度导致的在某些层结构中可发生的损伤，玻璃基材也可导致不期望的改变。大体上，本专利技术所考虑的氧化钛基层在这些热处理的条件下不发生任何结构上的有害变化。该层的结构保持基本不变。但是，当使钠钙玻璃，即最常用的玻璃的片材处于提高的温度时，这可损害用它们所涂覆的层。在所述温度下，这些玻璃的碱性成分可迁移和扩散到与该玻璃接触的层中。这些移动元素的扩散常常导致或多或少显著的“雾状(haze)” 外观。该雾状外观符合在该层结构中由存在外来元素所导致的光漫射机理。实际上，所用产品必须是高度透明的。漫射光相对于透射光的比例不得超过2%, 优选不超过1 %。如果不进行预防以保护根据本专利技术使用的该类型氧化钛基层的话，则可超过这些限制。为了防止该漫射现象，特别是玻本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．窗玻璃，其包含至少一个通过在真空下阴极溅射沉积的层，该层由一种或多种氧化物组成，并以不低于４０％和不高于９５％的重量比例含有氧化钛，其中选择所述层的厚度，并且任选地，也选择由金属氧化物形成的所存在的其它层的厚度，使得在４毫米厚的透明浮法玻璃片材上这一层或这些层导致至少１５％的反射和至少６０％的透光率，其中所述层或层系统还表现出与通过热解法制成的层相当的机械和／或化学耐受性从而获得具有相同类型光学性质的产品。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·科斯特，
申请(专利权)人：旭硝子欧洲玻璃公司，
类型：发明
国别省市：BE