JP2018519238A - 熱特性を有する積層体を備えている基材 - Google Patents

Abstract

本発明は、薄層の積層体で被覆された透明基材を含む材料であって、基材から出発して、銀に基づく３層の機能性金属性層、及び４層の誘電体被覆が交互になったものを順に含んでおり、それによって、各機能性金属層が、２層の誘電体被覆の間に配置されるようになっている材料に関する。３層の機能層の厚み及び誘電体被覆の厚みが選択されて、それによって、約４０％の光透過率に関して２０％未満のソーラーファクター値が材料に与えられる。【選択図】なし

Description

本発明は、太陽放射及び／又は赤外線放射に影響を及ぼすことができる複数の機能性層を有している薄層の積層体で被覆された透明な基材を有している材料、例えばグレージングなどに関する。本発明はまた、これらの材料を含有しているグレージングにも関し、また、そのような材料を、断熱及び／又は太陽光防護グレージングの製造のために用いることにも関する。

これらのグレージングを、建物及び車両の両方に備え付けることが意図されてよい。建物及び車両乗客室においてグレージングを有している表面の大きさが拡大する一方であることを原動力として、特には、空気管理負荷の低減及び／若しくは過度の過熱の防止を目的として、これらのグレージングを建物及び車両の両方に備え付けることが意図されてよく、そのようなグレージングは、「太陽光制御」グレージングとして言及され、かつ／又は外部に散逸するエネルギー量を低減するために、これらのグレージングを建物及び車両の両方に備え付けることが意図されてよく、そのようなグレージングは、「低放射率」グレージングとして言及される。

光透過率及びソーラーファクターの観点から所望される性能は、これらのグレージングが設置される国の気候に応じて、一定の範囲内において変化しうる。光透過率は、まぶしさを排除するのに十分な程度に低い必要があり、かつ、上述のグレージングによって区切られる空間の内部に透過してくる光量が低減することによって、人工光を使用する必要が出てくることのないよう、十分に高い必要がある。例えば、日照が高レベルである国では、およそ４０％の光透過率及び十分に低いソーラーファクター値を有するグレージングへの要求が大きい。

３層の機能性金属性層を含んでおり、それぞれの機能性金属性層が２層の誘電体被覆の間に配置されている薄層の積層体で被覆された透明な基材を有しているグレージングが提案されており、それによって、十分な光透過率を保持しつつ、太陽光防護が改善される。これらの積層体は、一般に、スパッタリングによって、随意にマグネトロンスパッタリングによって行われる一連の堆積によって得られる。これらのグレージングは、以下のことを可能にするので、選択的であると表現される：
− 低ソーラーファクター（ＳＦ，ｇ）を有していることによって、建物内部に透過してくる太陽光エネルギーの量を低減すること、
− 十分な光透過率を保証すること、
− 低放射率を有し、それによって、長波長赤外放射による熱損失を低減すること。

本発明によると、
− ソーラーファクター「ｇ」は、入射太陽エネルギーに対する、グレージングを通って空間に進入する総エネルギーの、パーセントでの比を意味するものと理解される。
− 選択性「ｓ」は、ソーラーファクターに対する光透過率の比Ｔ_Ｌ／ｇを意味するものと理解される。

３層の機能層を有している積層体に基づいている従来技術からの最も選択的な材料によって、２２％までに及びうるソーラーファクター値を得ることができる。しかしながら、この値は一定の国にとっては、なおも高すぎ、これらの国では、２０％未満のソーラーファクター値が望まれる。

現在流通している材料では、低いソーラーファクターを、特には２０％未満のソーラーファクターを、約４０％の光透過率、良好な選択性（＞２．０）、及びまた外側面における低反射と組み合わせることは可能ではない。

したがって、本発明の目的は、非常に優れた太陽光制御特性を有している材料を開発すること、特には、およそ４０％の光透過率に関して２０％未満のソーラーファクター値を有している材料を開発することである。本発明によると、したがって、良好な絶縁性及び良好な視野を可能とするのに適した光透過率を保持しつつ、ソーラーファクターを最小化すること及び選択性を増加することが追及される。

銀に基づく３層の機能性層を有している積層体は複雑であるため、積層体の他の特性に悪影響を及ぼさずに、熱性能及び反射特性を向上させることは困難である。

我々が驚きをもって発見したことは、３層の機能性層の厚み及び誘電体被覆の厚みを最適化することによって、所望の特性を示すことが可能な材料が得られるということである。

本発明の解決策は、光学的な性能、熱性能、透明度及び美的外観の間での優れた折衷を意味する。

本発明の一つの主題は、薄層の積層体で被覆された透明基材を有している材料であって、基材から出発して、銀に基づく３層の機能性金属性層及び４層の誘電体被覆が交互になっているものを順に含んでおり、銀に基づく３層の機能性金属性層が、基材から出発して、第１、第２及び第３機能性層として言及され、４層の誘電体被覆が、基材から出発して、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３及びＭ４として言及され、各誘電体被覆が、少なくとも１層の誘電体層を含んでおり、各機能性金属性層が２層の誘電体被覆の間に配置されるようになっている、以下を特徴とする材料である：
− 第１機能性層の厚みが、第２機能性層の厚みよりも小さく、
− 第１機能性層の厚みが、第３機能性層の厚みよりも小さく、
− 第２機能性層の厚みに対する、第３機能性金属性層の厚みの比が、０．９０と１．１０の間であり、これらの値を含んでおり、好ましくは０．９５と１．０５の間であり、
− 誘電体被覆Ｍ１，Ｍ２、Ｍ３及びＭ４それぞれが、式：Ｅｏ４＜Ｅｏ１＜Ｅｏ２＜Ｅｏ３を満たす光学的厚みＥｏ１、Ｅｏ２，Ｅｏ３及びＥｏ４を有しており，
− 誘電体被覆Ｍ１の光学的厚みＥｏ１が、８０ｎｍよりも大きく、
− 誘電体被覆Ｍ２の光学的厚みＥｏ２が、１００ｎｍよりも大きく、
− 誘電体被覆Ｍ３の光学的厚みＥｏ３が、１２０ｎｍよりも大きく、
− 誘電体被覆Ｍ４の光学的厚みＥｏ４が、６０ｎｍよりも大きい。

本発明は、以下にも関する：
− 本発明に係る材料を得るための方法、
− 本発明に係る材料を少なくとも１個有しているグレージング、
− 本発明に係るグレージングの、建物又は車両用の太陽光制御グレージングとしての使用、
− 本発明に係るグレージングを有している、建物又は車両。

機能性層及び誘電体被覆の厚みを調整することによって、グレージングの透明度を制御することができ、それによって、Ｔ_Ｌ値が約４０％である光透過率が得られ、この範囲は、日照が多い地域で使用することが意図されるグレージングに、非常に特には適している。しかしながら、本発明の主な有利な点は、外部反射において特には特定の色を有しかつ外部反射値が十分に低い、満足のいく視覚的外観を得ることが、太陽光防護性能に悪影響を及ぼすことで行われるわけではないということである。積層体の他のパラメーター、例えば積層体を形成している層の性質、厚み、及び順序を実質的に変更する必要なく、優れたエネルギー性能が維持される。

図１は、積層体の構造を図解しており、この構造は、透明ガラス基材１０の上に堆積されている。

本記載の残りの部分で示される好ましい特徴は、本発明に係る方法に適用することができ、かつ、必要に応じて、生産物にも、すなわち材料又は材料を有しているグレージングにも適用することができる。

本記載で示されるすべての視感特性は、建物用ガラスで使用されるグレージングの視感及び太陽光特性の決定に関する、欧州規格ＥＮ４１０で記述されている原理及び方法に従って得られる。

慣用的に、屈折率は、５５０ｎｍの波長で計測される。光透過率Ｔ_Ｌ及び光反射Ｒ_Ｌ値は、視野２°で、Ｄ６５光源下で計測される。

別段の指示がない限り、光学的特徴及び熱特徴のすべての値及び値の範囲は、薄層の積層体を保持している６ｍｍ標準ソーダ石灰ガラス基材、９０％の割合のアルゴン及び１０％の割合の空気で充填された１６ｍｍの層間空間、並びに被覆されておらずかつ４ｍｍの厚みを有している別のソーダ石灰ガラス基材からなる二重グレージングに関して与えられる。被覆された基材は、薄層の積層体がグレージングの第２面上にあるように配置されている。外部反射Ｒｅｘｔ．は、積層体を有している基材の側から観察され、一方で、積層体を有していない基材の側から観察される反射は、内部反射と呼ばれる。積層体を有していない、標準的なソーダ石灰ガラス基材の光透過率（Ｔ_Ｌ）は、８９％よりも大きく、好ましくは９０％よりも大きい。

別段の指示がない限り、本文書で述べられていて他の仕様を有しない厚みは、物理的な、現実の、又は幾何学的な厚みであり、Ｅｐとして言及され、かつ、ナノメートルで表現される（かつ、光学的厚みではない）。光学的厚みＥｏは、対象となっている層の物理的厚みと、５５０ｎｍの波長におけるその屈折率との積として定義される：Ｅｏ＝ｎ＊Ｅｐ。屈折率は無次元の値なので、光学的厚みの単位は、物理的厚みに関して選択される単位であるとみなすことができる。

誘電体被覆が複数の誘電体層を含んでいる場合には、誘電体被覆の光学的厚みは、誘電体被覆を形成している種々の誘電体層の光学的厚みの合計に対応する。

本記載を通じて、本発明に係る基材は、水平に配置されているとみなされる。薄層の積層体は、基材の上に積層される。用語「上」及び「下」並びに「下方」及び「上方」は、この方向に対して考えられる必要がある。特に明記されないかぎり、「上」及び「下」という表現は、２層の層及び／又は２層の被覆が、互いに接触して配置されていることを必ずしも意味しない。ある層が別の層又は被覆と「接触して」堆積されると特定される場合には、これは、これら２層の層の間（又は層と被覆の間）に、１層の（又は複数の）層が、挿入され得ないということを意味する。

本発明の意味の範囲内で、機能性層又は誘電体被覆についての「第１」、「第２」、「第３」及び「第４」という表示は、積層体を保持している基材から出発して定義され、かつ、同じ機能を有している層又は被覆に関して定義される。例えば、基材に最も近い機能性層が、第１機能性層であり、基材から遠ざかって移動して次の層が、第２機能性層である、などとなる。

好ましくは、積層体は、マグネトロンスパッタリングによって積層される。この有利な実施態様によると、積層体のすべての層が、マグネトロンスパッタリングによって積層される。

本発明は、また、本発明に係る材料を得るための方法にも関し、この方法では、積層体の層が、マグネトロンスパッタリングによって積層される。

銀に基づく機能性金属性層は、機能性層の重量に対して、少なくとも９５．０重量％の、好ましくは少なくとも９６．５重量％の、さらには少なくとも９８．０重量％の銀を含有している。好ましくは、銀に基づく機能性金属性層は、銀に基づく機能性層の重量に対して、１．０重量％未満の銀以外の金属を含有している。

本発明の有利な実施態様によると、機能性金属性層は、以下の条件のうちの１又は複数を満たす：
− ３層の機能性金属性層は、基材から出発して定義される第１、第２及び第３機能性金属性層に対応している、
− 第２機能性層の厚みに対する、第３機能性金属性層の厚みの比は、０．９０と１．１０の間であり、これらの値を含んでおり、好ましくは、０．９５と１．０５の間である、かつ／又は、
− 第１機能性金属性層の厚みは、より好ましくなる順で、６ｎｍと１２ｎｍの間、７ｎｍと１１ｎｍの間、８ｎｍと１０ｎｍの間である、かつ／又は、
− 第２機能性層の厚みは、１５ｎｍよりも大きい、かつ／又は、
− 第２機能性金属性層の厚みは、より好ましくなる順で、１５ｎｍと２０ｎｍの間、１６ｎｍと１８ｎｍの間である、かつ／又は、
− 第３機能性金属性層の厚みは、より好ましくなる順で、１５ｎｍと２０ｎｍの間、１６ｎｍと１８ｎｍの間である。

機能性金属性層に関するこれらの厚みの範囲は、二重グレージングにおける約４０％の光透過率、並びに低い光反射及びソーラーファクターに関して最も良好な結果が得られる範囲である。したがって、高い選択性、及び外部からの反射におけるニュートラル色が得られる。

積層体は、また、機能性層と接触して配置されているブロッキング層を少なくとも１層有していてよい。

ブロッキング層の役割は、慣用的に、上方誘電体被覆を堆積する間の、かつ、アニーリング、曲げ加工及び／又は強化タイプの任意の高温加熱処理の間の、起こり得る劣化から機能性層を保護することである。

ブロッキング層は、チタン、ニッケル、クロム及びニオブから選ばれる１又は複数の元素の、金属に基づく又は金属合金に基づく金属性層、金属窒化物層、金属酸化物層、並びに金属酸窒化物から選ばれ、例えばＴｉ，ＴｉＮ，ＴｉＯｘ，Ｎｂ，ＮｂＮ，Ｎｉ，ＮｉＮ，Ｃｒ，ＣｒＮ，ＮｉＣｒ又はＮｉＣｒＮである。これらのブロッキング層が金属性、窒化物又は酸窒化窒化物の形態で堆積される場合には、これらの層は、それらの厚み及びそれらの周囲に存在している層の性質に応じて、例えば、次の層を堆積する時に、又は下方に存在する層との接触における酸化によって、部分的又は完全な酸化を受けてよい。

本発明の有利な実施態様によると、１又は複数のブロッキング層が、以下の条件のうちの１又は複数を満たす：
− 各機能性金属性層が、ブロッキング下方層及びブロッキング上方層から選択される少なくとも１層のブロッキング層と接触している、かつ／又は
− 各機能性金属性層が、ブロッキング下方層及びブロッキング上方層と接触している、かつ／又は
− 各ブロッキング層の厚みが、少なくとも０．１ｎｍであり、好ましくは０．５ｎｍと２．０ｎｍの間である、かつ／又は
− 機能性層と接触しているすべてのブロッキング層の合計の厚みが、３ｎｍと８ｎｍの間であり、これらの値を含んでおり、好ましくは、４ｎｍと７ｎｍの間であり、又はさらには５ｎｍと６ｎｍの間である。

本発明の有利な実施態様によると、誘電体被覆は、厚みの観点で、以下の条件のうちの１又は複数を満たす：
− 第１誘電体被覆Ｍ１の光学的厚みが、より好ましくなる順で、８０〜１４０ｎｍ、９０〜１３０ｎｍ、９５〜１２５ｎｍである、かつ／又は
− 第一誘電体被覆Ｍ１の物理的厚みが、より好ましくなる順で、３０〜８０ｎｍ、４０〜７０ｎｍ、４５〜６５ｎｍである、かつ／又は
− 第２誘電体被覆Ｍ２の光学的厚みが、より好ましくなる順で、１００〜１７０ｎｍ、１３０〜１６０ｎｍ、１４０〜１５０ｎｍである、かつ／又は
− 第２誘電体被覆Ｍ２の物理的厚みが、より好ましくなる順で、４０〜１００ｎｍ、５０〜８０ｎｍ、６５〜７５ｎｍである、かつ／又は
− 第３誘電体被覆Ｍ３の光学的厚みが、より好ましくなる順で、１２０〜２４０ｎｍ、１４０〜２２０ｎｍ、１５５〜２１０ｎｍ、１８０〜２００ｎｍである、かつ／又は
− 第３誘電体被覆Ｍ３の物理的厚みが、より好ましくなる順で、６０〜１２０ｎｍ、８０〜１１０ｎｍ、９０〜１００ｎｍである、かつ／又は
− 第４誘電体被覆Ｍ４の光学的厚みが、より好ましくなる順で、６０〜１２０ｎｍ、７０〜１１０ｎｍ、８０〜１００ｎｍである、かつ／又は
− 第４誘電体被覆Ｍ４の物理的厚みが、より好ましくなる順で、２０〜６０ｎｍ、３０〜５５ｎｍ、４０〜５０ｎｍである。

本発明の有利な実施態様によると、誘電体被覆は、以下の条件のうちの１又は複数を満たす：
− 誘電体被覆が、ケイ素、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、スズ、亜鉛から選択される１若しくは複数の元素の酸化物若しくは窒化物に基づく少なくとも１層の誘電体層を含んでいる、かつ／又は
− 少なくとも１層の誘電体被覆が、バリア機能を有する少なくとも１層の誘電体層を含んでいる、かつ／又は
− 各誘電体被覆が、バリア機能を有する少なくとも１層の誘電体層を含んでいる、かつ／又は
− バリア機能を有する誘電体層が、ＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３などの酸化物、窒化ケイ素Ｓｉ_３Ｎ_４及びＡｌＮ、並びに酸窒化物ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ及びＡｌＯ_ｘＮ_ｙから選択されるケイ素及び／若しくはアルミニウム化合物に基づいている、かつ／又は
− バリア機能を有する誘電体層が、少なくとも１種の他の元素、例えばアルミニウム、ハフニウム及びジルコニウム、を随意に含有している、ケイ素及び／若しくはアルミニウム化合物に基づいている、かつ／又は
− 少なくとも１層の誘電体被覆が、安定化機能を有する少なくとも１層の誘電体層を有している、かつ／又は
− 各誘電体被覆が、安定化機能を有する少なくとも１層の誘電体層を有している、かつ／又は
− 安定化機能を有する誘電体層が、好ましくは、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ジルコニウム若しくはこれらのうちの少なくとも２種の混合物から選択される酸化物に基づいている、かつ／又は
− 安定化機能を有する誘電体層が、好ましくは結晶性酸化物に基づいており、特には、酸化亜鉛に基づいており、随意に、アルミニウムなどの少なくとも１種の他の元素を用いてドープされている、かつ／又は
− 各機能性層が、誘電体被覆の上にあり、その上方層が、好ましくは酸化亜鉛に基づく、安定化機能を有する誘電体層であり、かつ／若しくは、各機能性層が、誘電体被覆の下にあり、その下方層が、好ましくは酸化亜鉛に基づく、安定化機能を有する誘電体層である、
− 機能性金属性層の下に位置している少なくとも１層の誘電体被覆が、平滑化機能を有する少なくとも１層の誘電体層を含んでいる、かつ／又は、
− 機能性金属性層の下に位置している各誘電体被覆が、平滑化機能を有する少なくとも１層の誘電体層を含んでいる、かつ／又は、
− 平滑化機能を有する誘電体層が、好ましくは、Ｓｎ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇａから選択される少なくとも２種の金属の混合酸化物に基づいている、かつ／又は、
− 平滑化機能を有する誘電体層が、好ましくは、随意にドープされている、亜鉛スズ混合酸化物である。

好ましくは、各誘電体被覆は、１又は複数の誘電体層のみからなる。好ましくは、したがって、吸収性層は、誘電体被覆には存在せず、それによって、光透過率を減少させない。

本発明の積層体は、バリア機能を有する誘電体層を有していてよい。用語「バリア機能を有する誘電体層」は、周囲大気又は透明基材に由来する酸素及び水が、高温で機能性層の方向へ拡散することに対するバリアを形成することができる材料でできている層、を意味するものと理解される。バリア機能を有する誘電体層の構成材料は、したがって、それらの光学的な特性の変更を引き起こしうる、高温での化学的な又は構造的な改変を受けてはならない。バリア機能を有する層又は複数の層は、好ましくは、また、機能性層の構成材料に対するバリアを形成することができる材料から選択される。このようにして、バリア機能を有する誘電体層があることで、積層体は、過剰に大きく光学的に変化することなく、アニーリング、強化又は曲げ加工タイプの加熱処理を受けることができる。

本発明の積層体は、安定化機能を有する誘電体層を含んでよい。本発明の意味の範囲内で、「安定化」は、層の性質が選択されて、それによって、機能性層とこの層の間の接触面が安定化することを意味する。この安定化によって、機能性層を取り囲む層への機能性層の接着を補強する結果となり、したがって、機能性層を構成する材料が移動することに対して対抗することとなる。

安定化機能を有する１又は複数の誘電体層が、機能性層と直接接触していてよく、又はブロッキング層によって離されていてよい。

好ましくは、機能性層の下に位置する各誘電体被覆の最後の誘電体層が、安定化機能を有する誘電体層である。これはなぜならば、機能性層の下に、例えば酸化亜鉛に基づく、安定化機能を有する層があることが有利だからあり、この層によって、銀に基づく機能性層の接着及び結晶化が促進され、かつ高温でのその質及びその安定性が向上するからである。

機能性層の上に、例えば酸化亜鉛に基づく、安定化機能を有する層が存在することもまた、有利であり、それによって、機能性層の接着を増強し、かつ、基材とは反対側の積層体の側からの拡散に対して最適に対抗する。

したがって、安定化機能を有する１若しくは複数の誘電体層が、１以上の機能性層若しくは各機能性層の上及び／又は下に、それらと直接接触して、又はブロッキング層によって離されて、存在してよい。

有利には、バリア機能を有する各誘電体層は、安定化機能を有する少なくとも１層の誘電体層によって、機能性層から離されている。

安定化機能を有するこの誘電体層は、少なくとも４ｎｍの厚みを有してよく、特には、４ｎｍと１０ｎｍの間、さらには８〜１０ｎｍの厚みを有してよい。

薄層の積層体が、随意の、平滑化層を含んでいてよい。用語「平滑化層」は、好ましい結晶方位で安定化層の成長を促進する役割を有している層を意味するものと理解され、これによって、エピタキシャル現象を介して、銀層の結晶化が促進される。平滑化層は、安定化層の下に、好ましくは接触して、位置している。

混合酸化物に基づく平滑化層は、「非結晶性」として記述されうるが、これは、平滑化層が完全にアモルファスであってよく又は部分的にアモルファスであってよく、したがって部分的に結晶性であってよいが、しかしながら、その全厚みにわたって完全に結晶性であることはあり得ない、ということを意味する。平滑化層は、混合酸化物（混合酸化物は、少なくとも２種の元素の酸化物である）に基づいているので、金属性の性質を有することはあり得ない。

薄層の積層体は、随意の、保護層を有してよい。保護層は、好ましくは、積層体の最後の層であり、すなわち、積層体で被覆された基材から最も離れたところにある層である。これらの上方保護層は、第４誘電体被覆に含まれていると考えることができる。一般にこれらの層は、２ｎｍと１０ｎｍの間の厚みを有し、好ましくは２ｎｍと５ｎｍの間の厚みを有する。この保護層は、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、亜鉛及び／又はスズの層から選択されてよく、この又はこれらの金属は、金属、酸化物又は窒化物の形態である。

保護層は、例えば、酸化チタン層、亜鉛スズ酸化物層、又はチタンジルコニウム酸化物層から選ばれてよい。

特に有利な一つの実施態様は、積層体で被覆されている基材に関しており、積層体が、透明基材から出発して定義され、以下を含んでいる：
− バリア機能を有する少なくとも１層の誘電体層、及び安定化機能を有する少なくとも１層の誘電体層を有している、第１誘電体被覆、
− 随意の、ブロッキング層、
− 第１機能性層、
− 随意の、ブロッキング層、
− 安定化機能を有する少なくとも１層の下方誘電体層、バリア機能を有する少なくとも１層の誘電体層、及び安定化機能を有する少なくとも１層の上方誘電体層を有している、第２誘電体被覆
− 随意の、ブロッキング層、
− 第２機能性層、
− 随意の、ブロッキング層、
− 安定化機能を有する少なくとも１層の下方誘電体層、バリア機能を有する少なくとも１層の誘電体層、及び安定化機能を有する少なくとも１層の上方誘電体層を有している、第３の誘電体被覆、
− 随意の、ブロッキング層、
− 第３機能性層、
− 随意の、ブロッキング層、
− 安定化機能を有する少なくとも１層の誘電体層、バリア機能を有する少なくとも１層の誘電体層、及び随意の少なくとも１層の保護層を有している、第４誘電体被覆。

本発明に係る透明基材は、好ましくは、無機剛性材料製であり、例えばガラス製であり、又は、ポリマーに基づいた（若しくはポリマー製の）有機材料製である。

本発明に係る有機透明基材は、また、剛性又は可撓性のポリマー製であってもよい。本発明によれば適しているポリマーの例としては、特には以下が挙げられる：
− ポリエチレン
− ポリエステル、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）；
− ポリアクリレート、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）；
− ポリカーボネート；
− ポリウレタン；
− ポリアミド；
− ポリイミド；
− フルオロポリマー、例えば、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）コポリマーなどの、フルオロエステル；
− 光架橋性及び／又は光重合性樹脂、例えば、チオレン（ｔｈｉｏｌｅｎｅ）、ポリウレタン、ウレタンアクリレート、及びポリエステルアクリレート樹脂；並びに
− ポリチオウレタン。

基材は、好ましくは、ガラス板又はガラスセラミック板である。

基材は、好ましくは透明であり、無色であり（その場合には、透明ガラス若しくは超透明ガラスである）又は着色されており、例えば青色、灰色若しくはブロンズ色に着色されている。ガラスは、好ましくは、ソーダ石灰シリカタイプであるが、しかしながら、ホウケイ酸又はアルミノホウケイ酸タイプのガラスでできていてもよい。

基材は、有利には、１以上の寸法が、１ｍ以上又はさらには２ｍ以上さらには３ｍ以上である。基材の厚みは、一般には、０．５ｍｍと１９ｍｍの間で変化し、好ましくは、０．７ｍｍと９ｍｍの間で変化し、特には２ｍｍと８ｍｍの間で変化し、又はさらには４ｍｍと６ｍｍの間で変化する。基材は、平坦であってよく又は湾曲していてよく、又はさらには可撓性であってよい。

材料、すなわち積層体で被覆された基材は、高温加熱処理を受けてよく、例えばレーザー若しくはフレームアニーリング（火炎アニーリング）などのフラッシュアニーリングなどのアニーリング、強化及び／又は曲げ加工などを受けてよい。加熱処理の温度は４００℃よりも大きく、好ましくは、４５０℃よりも大きく、さらには、５００℃よりも大きい。積層体で被覆された基材は、したがって、湾曲されていてよく及び／又は強化されていてよい。

本発明は、また、本発明に係る材料を有しているグレージングに関する。慣用的には、グレージングの面は、建物の外部から出発して、かつ、外部からグレージングが備え付けられている客室又は部屋の内部に向かって、基材の面に番号をふることによって、表現される。このことは、入射する太陽光が、複数の面を、面の番号が増えてゆく順番で通過することを意味する。

積層体は、好ましくは、グレージング内に配置され、それによって、外部から来る入射光は、第１誘電体被覆を通過して、その後に、第１機能性金属性層を通過する。積層体は、基材の、グレージングの外側壁を規定する面上ではなく、この基材の内側面上に堆積される。積層体は、したがって、有利には、第２面上に配置され、慣用される通り、グレージングの第１面が、グレージングの最外面である。

本材料は、積層体で被覆された基材が高温で加熱処理されていることを必要とする用途、例えば強化、アニーリング又は曲げ加工などを必要とする用途を対象としてよい。

本発明のグレージングは、単層グレージング、積層グレージング、又は複層グレージング、特には二重グレージング又は三重グレージングであってよい。

単層グレージング又は複層グレージングの場合には、積層体は、好ましくは、第２面上に堆積される。すなわち、積層体は、グレージングの外側壁を規定する基材上にあり、より特定的には、この基材の内側面上にある。

単層グレージングは、２つの面を有している；第１面は、建物の外側にあり、したがって、グレージングの外側壁を構成しており、第２面は、建物の内側にあり、したがって、グレージングの内側壁を構成している。

複層グレージングは、距離を開けて保持される少なくとも２個の基材を有しており、そのようにして、絶縁性の気体で充填される空洞が画定される。本発明に係る材料は、非常に特には、強化型断熱（ｅｎｈａｎｃｅｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ、ＥＴＩ）を有する二重グレージングで使用される場合に適している。

二重グレージングは、４つの面を有している；第１面は、建物の外側にあり、したがって、グレージングの外側壁を構成しており、第４面は、建物の内側にあり、したがって、グレージングの内側壁を構成しており、第２面及び第３面は、二重グレージングの内部にある。

同様に、三重グレージングは、６つの面を有している；第１面は、建物の外側にあり（グレージングの外側壁であり）、第６面は、建物の内側にあり（グレージングの内側壁であり）、かつ第２面〜第５面は、三重グレージングの内部にある。

積層グレージングは、第１基材／１又は複数のシート／第２基材タイプの構造を１以上有している。薄層の積層体は、基材のうちの１個の、少なくとも１つの面の面上に配置される。積層体は、好ましくはポリマーのシートであるシートとは接触せずに、第２基材の面上に存在していてよい。この実施態様は、積層グレージングが、第３の基材を有する二重グレージングとして組み立てられる場合に、有利である。

本発明に係るグレージングは、単層グレージングとして使用され、又は二重グレージングタイプの複層グレージングにおいて使用され、外部反射において、青色若しくは青〜緑（主要な波長の値がおよそ４７０〜５００ナノメートルである）の範囲内の、ニュートラルで、好ましく、かつ落ち着いた色を有している。さらには、この視覚的外観は、グレージングが観察される入射角に係わらず（垂直入射及び角度をもった入射）、実際的に不変を保つ。このことが意味するのは、色又は外観での均一性が実質的に欠如しているとの印象を、観察者が抱かないということである。

用語「青〜緑の色」は、本発明の意味の範囲内で、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色計測系において、ａ^＊が−１０．０と０．０の間であり、好ましくは−５．０と０．０の間であり、かつ、ｂ^＊が−１０．０と０．０の間であり、好ましくは−５．０と０．０の間であることを意味するものと理解されるべきである。

本発明のグレージングは、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色計測系で、透過において、色を有する：
− ａ^＊が、−６．０と０．０の間であり、好ましくは、−５．０と−１．０であり、
− ｂ^＊が、−６．０と３．０の間であり、好ましくは、−５．０と０．０の間である。

本発明のグレージングは、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色計測系で、外側面における反射において、色を有する：
− ａ^＊が、−５．０と０．０の間であり、好ましくは、−４．０と−１．０であり、かつ／又は
− ｂ^＊が、−１０．０と０．０の間であり、好ましくは、−９．０と−５．０の間である。

有利な実施態様によると、第２面上に配置された積層体を有している二重グレージングの形態での本発明のグレージングによって、特には、以下の性能を達成することが可能である：
− ２０％以下のソーラーファクター、若しくはさらには１９％以下のソーラーファクター、及び／又は、
− ５０％未満の光透過率、好ましくは、３０％と５０％の間の、若しくはさらには３５％と４５％の間の光透過率、及び／又は、
− より好ましくなる順で、１．８以上の、１．９以上の、２．０以上の、２．１以上の高選択性、及び／又は、
− 低放射率、特には１％未満の低放射率、及び／又は、
− ２５％以下の、好ましくは２２．５％以下の、若しくはさらには２０％以下の、外側面上での光反射率、及び／又は、
− 外部反射でのニュートラル色。

本発明の有利な詳細及び特徴は、添付の図面を用いて説明される、以下の非制限的な例示によって表されるであろう。

様々な構成要素間での比率は、順守されてはおらず、これによって、図の理解を容易にしている。

図１は、３層の機能性金属性層４０、８０、１２０を有している積層体の構造を図解しており、この構造は、透明ガラス基材１０の上に堆積されている。各機能性層４０，８０，１２０は、以下のようにして、２層の誘電体被覆２０，６０，１００、１４０の間に配置されている：
− 第１機能性層４０は、基材から出発して、誘電体被覆２０と６０の間に配置されている、
− 第２機能性層８０は、誘電体被覆６０と１００の間に配置されている、
− 第３機能性層１２０は、誘電体被覆１００と１４０の間に配置されている。

これらの誘電体被覆２０，６０，１００，１４０は、それぞれ、少なくとも１層の誘電体層２４，２８；６２，６４，６８；１０２，１０４，１０６，１０８；１４２，１４４を有している。

積層体は、また、以下を有していてよい：
− 機能性層と接触して配置されている、ブロッキング下方層３０，７０及び１１０（図示されていない）、
− 機能性層と接触して配置されている、ブロッキング上方層５０，９０及び１３０、
− 保護層１６０（図示されていない）。

［Ｉ．基材の調製：積層体、積層条件及び加熱処理］
薄層の、以下で定義される積層体が、６ｍｍの厚みを有する透明なソーダ石灰ガラス製の基材上に堆積される。

本発明の例においては：
− 機能性層は、銀（Ａｇ）の層であり、
− ブロッキング層は、ニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）製の金属性層であり、
− バリア層は、アルミニウムでドープされた窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４：Ａｌ）に基づいており、
− 安定化層は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）製であり、
− 平坦化層は、亜鉛スズ混合酸化物（ＳｎＺｎＯｘ）に基づいており、
− 保護層は、チタンジルコニウム酸化物（ＴｉＺｒＯｘ）製である。

スパッタリング（マグネトロンスパッタリング）によって堆積された層の、堆積のための条件を、表１にまとめる。

表２では、積層体を形成している各層又は各被覆に関する、材料及び（別段の指示がない限り）ナノメートルでの物理的厚みを、積層体を保持している基材（表の底にある最後の行）に対するそれらの位置に応じて一覧表にする。「参照」番号は、図１からの符号に対応している。

機能性層４０，８０，１２０の下の誘電体被覆２０，６０，１００それぞれは、結晶性酸化亜鉛に基づく最終安定化層２８，６８，１０８を有しており、これら安定化層は、そのすぐ上に堆積された機能性層４０，８０，１２０と接触している。

機能性層４０，８０，１２０の上の誘電体被覆６０，１００，１４０それぞれは、結晶性酸化亜鉛に基づく一次安定化層６２，１０２、１４２を有しており、これら安定化層は、そのすぐ上に堆積された機能性層４０，８０，１２０と接触している。

誘電体被覆２０，６０，１００，１４０それぞれは、ここではＳｉ_３Ｎ_４として言及される、アルミニウムでドープされた窒化ケイ素に基づいた、バリア機能を有する誘電体層２４，６４，１０４，１４４を有している。

誘電体被覆１００は、また、亜鉛スズ混合酸化物に基づく平滑化層１０６を含んでいる。

機能性金属性層４０，８０，１２０それぞれは、ブロッキング層３０，７０及び１１０（図１では示されていない）の上にあり、かつ、ブロッキング層５０，９０及び１３０の下に接触して存在している。

積層体はまた、チタンジルコニウム酸化物製の保護層１６０（図１では示されていない）も含んでいる。

以下の表３は、機能性層及び誘電体被覆の厚みに関連する特性をまとめている。

［II．「太陽光制御」及び測色性能］
表４は、グレージングが、６／１６／４構造：６ｍｍのガラス／９０％アルゴン及び１０％空気で充填された１６ｍｍの層間空間／４ｍｍのガラス、を有している二重グレージングの一部である場合に計測される、主な光学的特性を一覧表にしている。積層体は、第２面上に配置されている（グレージングの第１面は、慣用されるように、グレージングの最外面である）。

これらの二重グレージングについて：
− Ｔ_Ｌは、以下のことを示している：２°観察者で、Ｄ６５光源に従って計測される、％での、可視領域での、光透過率；
− ａ^＊Ｔ及びｂ^＊Ｔは、２°観察者で、Ｄ６５光源に従って計測され、かつグレージングとは垂直方向で計測される、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊系での、透過のａ^＊及びｂ^＊色を示している；
− Ｒ_Ｌｅｘｔは、以下を示している：最外面である第１面の側で、２°観察者で、Ｄ６５光源に従って計測される、％での、可視領域での、光反射；
− ａ^＊Ｒ_ｅｘｔ及びｂ^＊Ｒ_ｅｘｔは、最外面の側で、２°観察者で、Ｄ６５光源に従って計測され、かつグレージングに垂直な方向でそのように計測される、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊系での、反射のａ^＊及びｂ^＊色を示している；
− Ｒ_Ｌｉｎｔは、内側面である第４面の側で、２°観察者で、Ｄ６５光源に従って計測される、％での、可視領域での、光反射を示している；
− ａ^＊Ｒ_ｉｎｔ及びｂ^＊Ｒ_ｉｎｔは、内側面の側で、２°観察者で、Ｄ６５光源に従って計測され、かつグレージングに垂直な方向でそのように計測される、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊系での、反射のａ^＊及びｂ^＊色を示している。

斜めでの測色値ａ^＊ｇ６０°及びｂ^＊ｇ６０°を、単一のグレージングにおいて、６０°の入射下で計測する。これによって、斜めでの色のニュートラル性が考慮される。

本発明に係る例は、すべて、透過において、好ましくかつ落ち着いた色を有しており、好ましくは、青又は青〜緑の範囲の色を有している。

本発明に係るグレージングは、２０％以下のソーラーファクター及び２．０よりも大きい選択性の両方を有している。これらのグレージングは、追加的には、少なくとも２０％未満の外部反射を示す。

したがって、提案される解決策によって、２．０よりも大きい選択性及び好ましい美観を保持しつつ、２０％未満のソーラーファクターを有することが可能となる。

本発明に係る実施例３及び実施例４は、特に有利であり、これはなぜならば、これらの例では、低ソーラーファクター及び高選択性に加えて、外部側での光反射の値が極めて低く、特には１５％未満であるからである。

Claims (15)

1. 薄層の積層体で被覆されている透明基材を有している材料であって、前記基材から出発して、３層の銀に基づく機能性金属性層、及び４層の誘電体被覆が交互になったものを逐次的に含んでおり、前記３層の銀に基づく機能性金属性層が、前記基材から出発して、第１、第２及び第３機能性層として言及され、前記４層の誘電体被覆が、前記基材から出発して、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３及びＭ４として言及され、前記誘電体被覆が、それぞれ、１以上の誘電体層を有しており、そのようにして、前記機能性金属性層が、それぞれ、２層の誘電体被覆の間に配置されるようになっており、下記であることを特徴とする、材料：
   − 前記第１機能性層の厚みが、前記第２機能性層の厚みよりも小さく、
   − 前記第１機能性層の厚みが、前記第３機能性層の厚みよりも小さく、
   − 前記第２機能性層の厚みに対する、前記第３機能性金属性層の厚みの比が、０．９０と１．１０の間であり、これらの値を含んでおり、
   − 前記誘電体被覆Ｍ１，Ｍ２、Ｍ３及びＭ４が、それぞれ、式：Ｅｏ４＜Ｅｏ１＜Ｅｏ２＜Ｅｏ３を満たす光学的厚みＥｏ１、Ｅｏ２，Ｅｏ３及びＥｏ４を有しており，
   − 前記誘電体被覆Ｍ１の前記光学的厚みＥｏ１が、８０ｎｍよりも大きく、
   − 前記誘電体被覆Ｍ２の前記光学的厚みＥｏ２が、１００ｎｍよりも大きく、
   − 前記誘電体被覆Ｍ３の前記光学的厚みＥｏ３が、１２０ｎｍよりも大きく、
   − 前記誘電体被覆Ｍ４の前記光学的厚みＥｏ４が、６０ｎｍよりも大きい。
2. 前記第２機能性層の厚みが、１５ｎｍよりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の材料。
3. 前記３層の機能性金属性層が、下記の特徴を満たすことを特徴とする、請求項１又は２に記載の材料：
   − 前記第１機能性金属性層の厚みが、６ｎｍと１２ｎｍの間、
   − 前記第２機能性金属性層の厚みが、１５ｎｍと２０ｎｍの間、
   − 前記第３機能性金属性層の厚みが、１５ｎｍと２０ｎｍの間。
4. 前記積層体が、機能性金属性層に接触して配置される少なくとも１層のブロッキング層を有しており、このブロッキング層が、チタン、ニッケル、クロム及びニオブから選ばれる１以上の元素の、金属に基づく又は金属合金に基づく金属性層、金属窒化物層、金属酸化物層、及び金属酸窒化物から選ばれ、例えばＴｉ，ＴｉＮ，ＴｉＯｘ，Ｎｂ，ＮｂＮ，Ｎｉ，ＮｉＮ，Ｃｒ，ＣｒＮ，ＮｉＣｒ又はＮｉＣｒＮ層であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の材料。
5. 前記機能性層と接触しているすべての前記ブロッキング層の合計の厚みが、４ｎｍと７ｎｍの間であり、これらの値を含んでいることを特徴とする、請求項４に記載の材料。
6. 前記誘電体被覆が、下記の特徴を満たすことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の材料：
   − 前記第１誘電体被覆Ｍ１の前記光学的厚みが、８０〜１４０ｎｍ、
   − 前記第２誘電体被覆Ｍ２の前記光学的厚みが、１００〜１７０ｎｍ、
   − 前記第３誘電体被覆Ｍ３の前記光学的厚みが、１２０〜２４０ｎｍ、
   − 前記第４誘電体被覆Ｍ４の前記光学的厚みが、６０〜１２０ｎｍ。
7. 前記誘電体被覆それぞれが、バリア機能を有する誘電体層を少なくとも１層有しており、バリア機能を有するこの誘電体層が、ＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３などの酸化物、窒化ケイ素Ｓｉ_３Ｎ_４及びＡｌＮ、並びに、酸窒化物ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ及びＡｌＯ_ｘＮ_ｙから選択されるケイ素及び／又はアルミニウム化合物に基づいていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の材料。
8. 前記誘電体被覆のそれぞれが、安定化機能を有する誘電体層を少なくとも１層有しており、安定化機能を有するこの誘電体層が、随意に例えばアルミニウムなどの少なくとも１種の他の元素でドープされた、結晶性酸化物、特には酸化亜鉛に基づいていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の材料。
9. 機能性層のそれぞれが、誘電体被覆の上にあり、誘電体被覆の上方層が、好ましくは酸化亜鉛に基づいている、安定化機能を有する誘電体層であり、かつ／又は、機能性層のそれぞれが、誘電体被覆の下にあり、誘電体被覆の下方層が、好ましくは酸化亜鉛に基づいている、安定化機能を有する誘電体層であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の材料。
10. 前記材料が、積層体を有しており、この積層体が、前記透明基材から出発して定義され、以下を含んでいることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の材料：
    − バリア機能を有する少なくとも１層の誘電体層、及び安定化機能を有する少なくとも１層の誘電体層を有している、第１誘電体被覆、
    − 随意の、ブロッキング層、
    − 第１機能性層、
    − 随意の、ブロッキング層、
    − 安定化機能を有する少なくとも１層の下方誘電体層、バリア機能を有する少なくとも１層の誘電体層、及び安定化機能を有する少なくとも１層の上方誘電体層を有している、第２誘電体被覆
    − 随意の、ブロッキング層、
    − 第２機能性層、
    − 随意の、ブロッキング層、
    − 安定化機能を有する少なくとも１層の下方誘電体層、バリア機能を有する少なくとも１層の誘電体層、及び安定化機能を有する少なくとも１層の上方誘電体層を有している、第３誘電体被覆、
    − 随意の、ブロッキング層、
    − 第３機能性層、
    − 随意の、ブロッキング層、
    − 安定化機能を有する少なくとも１層の誘電体層、バリア機能を有する少なくとも１層の誘電体層、及び、随意の少なくとも１層の保護層を有している、第４誘電体被覆。
11. ５０％未満の光透過率、及び／又は２０％未満の外側面における光反射率を示すことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の材料。
12. 前記積層体の層が、マグネトロンスパッタリングによって積層される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の材料を得るための方法。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の材料を少なくとも１個有している、グレージング。
14. 外側から来る入射光が、前記第１誘電体被覆を通過し、次いで前記第１機能性金属性層を通過するように、前記積層体が前記グレージングにおいて配置されていることを特徴とする、請求項１３に記載のグレージング。
15. 単層グレージング、積層グレージング、又は複層グレージングの形態であり、特には二重グレージング若しくは三重グレージングであることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載のグレージング。

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