JP2021501109A - 熱的特性を有する積層体を備えた基材 - Google Patents

Abstract

本発明は、片面を薄層の積層体で被覆された透明基材を含む材料であり、この薄層の積層体は、前記面から出発して連続的に、前記基材から外側に向かって第一、第二及び第三の機能性層と称される、又はそれぞれＡｇ１、Ａｒ２及びＡｇ３と称される、３つの銀ベースの機能性金属層と、前記基材から外側に向かってＭ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４と称され、それぞれ光学的厚さＥｏ１、Ｅｏ２、Ｅｏ３、Ｅｏ４を有する、４つの誘電性コーティングを、これらの層及びコーティングが交互となるように堆積されて、それにより各機能性金属層が２つの誘電性コーティングの間に配置されるように含んでおり、各誘電性コーティングが、誘電性層又は一組の誘電性層を含んでいる、材料であって、第二の機能性層Ａｇ２の幾何学的厚さが、第一の機能性層Ａｇ１の厚さより小さく、第二の機能性層Ａｇ２の幾何学的厚さが、第三の機能性層Ａｇ３の厚さより小さく、誘電性コーティングＭ２が、誘電性コーティングＭ１、Ｍ３及びＭ４のそれぞれの光学的厚さＥｏ１、Ｅｏ３、Ｅｏ４よりも小さい光学的厚さＥｏ２を有することを特徴とする、材料に関する。

Description

本発明は、太陽放射線及び／又は赤外放射線に影響を与えることができる複数の機能性層を含む薄層の積層体で被覆された透明基材を含む材料、例えばグレージングなどに関する。本発明はまた、これらの材料を含む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を製造するために使用することにも関する。

これらのグレージングは、建物及び乗物搭乗室におけるグレージングをはめた面の増加の一途をたどる重要性によって、建物及び乗物の両方に装備することが意図されることがある。特に、その目的は、空調設備の負荷を軽減し及び／又は極端な過熱を防止することであり、この場合には、これらのグレージングは、「太陽光制御」グレージングとして知られ、かつ／又はその目的は、外部に向かって放散されるエネルギーの量を低下させることであり、この場合には、「ｌｏｗ−ｅ」グレージングとして知られる。

これらのグレージングを取り付ける国の気候に応じて、光透過率及び日射係数に関する所望の性能品質は、特定の範囲内で様々になり得る。光透過率は、まぶしさを解消するために十分に低くなければならず、かつ、上記のグレージングにより区切られた空間の内部に入り込む光の量の減少が人工の光の使用を必須にしないために十分に高くなければならない。例えば、日光への暴露のレベルが高い国々では、一般に３０％以下の低い日射係数値に対して、５０％程度又はそれより高い、好ましくはできるだけ高い光透過率を示すグレージング、すなわち選択率がほぼ２又はそれよりわずかに低いグレージングに対する強い要望が存在する。

おのおのが２つの誘電性コーティングの間に配置された３つの機能性金属層を含む薄層の積層体で被覆された透明基材を含むグレージングが、十分な光透過率を保持しながら日射係数を向上させるために提供されている。これらの積層体は、一般に、任意選択的に磁場により支援される、陰極スパッタリングを行うことによる一連の堆積により得られる。これらのグレージングは、それらが、
・建物の内部に入り込む太陽エネルギーの量を減少させながら低い日射係数（ＳＦ又はｇ）を示すこと、
・十分な光透過率を保証すること、
・長波長の赤外線による熱の損失を減少させるために低い放射率を示すこと、
を可能にするので、えり抜きのものとして記載されている。

本発明によれば、
・日射係数ｇは、グレージングを通り抜けて建物に入ってくる全エネルギーの、入射太陽エネルギーに対する百分率としての比を意味するものと理解され、
・選択率ｓは、光透過率の日射係数に対する比Ｔ_Ｌ／ｇを意味するものと理解される。

従来技術の材料は、所望される範囲内の光透過率の値、日射係数の値、及び放射率の値を得ることを可能にする。しかし、そのようなグレージングの美的外観と反射における特性は、すっかり満足できるものではなく、特に次の不都合を生じる：
・外部反射における非中間色、又は不所望の色合いの顕著な着色、
・過度に低い外部反射レベル。

最後に、現在は、外部反射において輝きのある銀色の外観を示すグレージングが強く求められている。このような外観は、グレージングの外部光反射率（Ｒ_Ｌｅｘｔ）を最大にすることにより得られる。

外側面での反射においてこの輝きのある銀色の外観を得るのを可能にする現在市場に出回る材料は、次のものを含む：
・化学的ルート（ＣＶＤ）により堆積された積層体で被覆された基材、
・陰極スパッタリングにより堆積された積層体であって、銀をベースとせずに、例えばニオブをベースとした機能性層を含む積層体で被覆された基材。

これらの材料は、所望される光学的性能品質及びエネルギー性能品質を得ることを可能にしない。これは、これらの材料が、低い日射係数（ＳＦ又はｇ）、十分な光透過率、及び高い選択率を同時には示さないからである。

本発明の目標は、当該分野で要望される輝きのある銀色の外観と太陽防護特性とを同時に示す材料を開発することである。よって、本発明によれば、目的は、日射係数を最小限にする一方で、良好な断熱と良好な見通しを可能にし、それによりおよそ２の選択率を得るのに適した光透過率、特に５０％より大きい光透過率を保持することであり、外側の輝きのある銀色の外観は更に、十分に高い外部光反射率、すなわち少なくとも２５％の外部光反射率と、グレージングの反射における比較的中性の色合い、あるいはわずかに青い色合いを前提とするものと理解される。本発明の二次的な態様によれば、透過の色（建物の内側から外側の方を見るのに重要なもの）ができるだけ中性であり、あるいはわずかに青い色合いであるグレージングを得ることも求められる。

３つの機能性層を含む積層体の複雑さは、太陽光制御性能品質に悪影響を与えずにこれらの可視光の反射及び透過の特性を一緒に改善することを困難にする。

したがって、グレージングで使用するために次のことを可能にする材料を開発する必要がある：
・日射係数を最小限にすること、
・グレージングを魅力的にするために、反射において輝きのある銀色の外観を得ること、
・特にプライバシーを保つために（プライバシー効果のために）、外側面での反射を増加させること、
・材料を通しての良好な眺めを保証するために、できるだけ高い光透過率を保証すること、
・可能ならば、かつ更に、材料の又は材料を組み入れたグレージングの透過の色合いを中性にすること。

同様の技術的問題には、国際公開第２０１７／００６０３０号で既に触れられている。そこでは、５０％の光透過率に対して３０％の外部光反射率を示し、選択率がほぼ２程度である、銀で製作された３つの機能性層を含む積層体を説明している。この刊行物の教示によれば、各誘電性コーティングは、屈折率が少なくとも２．１５であり光学的厚さが２０ｎｍより大きい少なくとも１つの高屈折率誘電性層を含む。この刊行物には、第一の機能性層の厚さが第二及び第三の機能性層の厚さよりも小さい例が示されている。しかし、光透過率のこの値は、説明されている構成について得られた目標の限界値であるように思われ、この刊行物には、光透過率の値を更に増大させる可能性及びそれを実現するためになすべき変更に関しての情報は提示されていない。

それに関して、国際公開第２０１１／１４７８７５号には、銀で製作された３つの機能性層を含み、第二の機能性層がその他の機能性層よりも小さい物理的（幾何学的）厚さを示す積層体が記載されている。しかし、この特許出願には、先に説明したように外部反射で輝きのある銀色の外観を示す本発明により所望されるグレージングを得るのに適した高い外部反射率を示すグレージングは記載されていない。

出願人の会社は、思いもよらぬことに、誘電性コーティングの厚さの特定の選択と相まって、３つの機能性層の厚さを選択することにより、所望の特性を示しやすい材料を得ることが可能であることを見いだした。特に、外側で輝きのある銀色の外観と高い反射率を得ることができ、かつまた、断熱特性を保持しながら、特に２よりもわずかに小さい選択率を保持しながら、５０％よりも実質的に高い光透過率も得ることもできる。

したがって、本発明の解決策は、光学的性能品質と熱的性能品質の間、透明性と美的外観の間の優れた歩み寄りを実現する。

本発明の主題は、第一に、請求項１に記載されたとおりの材料である。この材料は、片面を薄層の積層体で被覆された透明基材を含んでおり、その薄層の積層体は、前記面から出発して連続的に、３つの銀ベースの機能性金属層と４つの誘電性コーティングが交互になって、それにより各機能性金属層が２つの誘電性コーティングの間に配置されたものを含み、３つの銀ベースの機能性金属層は、前記基材から出発して、それぞれ第一、第二及び第三の機能性層Ａｇ１、Ａｇ２及びＡｇ３と称され、４つの誘電性コーティングは、前記基材から出発してＭ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４と称され、それぞれＴｏ１、Ｔｏ２、Ｔｏ３及びＴｏ４の光学的厚さを有しており、各誘電性コーティングが、１つの誘電性層又は誘電性層の集成体を含んでいる、材料であって、次のことを特筆すべきものである：
・第二の機能性層Ａｇ２の幾何学的厚さが、第一の機能性層Ａｇ１の厚さより小さいこと、
・第二の機能性層Ａｇ２の幾何学的厚さが、第三の機能性層Ａｇ３の厚さより小さいこと、
・誘電性コーティングＭ２が、誘電性コーティングＭ１、Ｍ３及びＭ４のそれぞれの光学的厚さＴｏ１、Ｔｏ３及びＴｏ４よりも小さい光学的厚さＴｏ２を示すこと。

積層体の３つの機能性層の厚さと誘電性コーティングの厚さをこのように調整することによって、グレージングの透明性を制御し、それにより（５０．０％と５７．０％の間の、好ましくは同時に５０．０％より大きくかつ５７．０％より小さい）実質的に５０．０％より大きく、強烈な日光にさらされる地域での使用を意図するグレージングにとってまさに好適な範囲の、小さい光透過率Ｔ_Ｌの値を得ることができる。本発明の重要な利点によれば、外部反射における特に特定の色を持った外観と、そしてまた十分に高い外部反射率値とが、太陽光防護の性能品質を損ねることなく得られる。

上述の薄層の積層体は、
・基材から出発してそれぞれＡｇ１、Ａｇ２及びＡｇ３の第一、第二及び第三の機能性層で表される、３つだけの銀ベースの機能性金属層、及び
・基材から出発してＭ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４で表され、それぞれＴｏ１、Ｔｏ２、Ｔｏ３及びＴｏ４の光学的厚さを有していて、おのおのが１つの誘電性層又は誘電性層の集成体を含んでいる、４つだけの誘電性コーティング、
が、各機能性金属層が２つの誘電性コーティングの間に配置されるように、基材の前記面から出発して、連続して交互になったものを含むことができる。

本書の以下において示される好ましい特徴は、本発明による方法にも、そして該当する場合には製品にも、すなわち材料又はこの材料を含むグレージングにも当てはまる。

本発明のいくつかの好ましい、とは言え限定するものでない実施形態を、以下に示す：
・誘電性コーティングＭ２が、４０ｎｍと９０ｎｍの間、好ましくは５０ｎｍと７０ｎｍの間の光学的厚さＴｏ２を示す。
・第二の機能性層Ａｇ２の幾何学的厚さが、２ｎｍと１０ｎｍの間、好ましくは５ｎｍと１０ｎｍの間、実際のところ更には５ｎｍと８ｎｍの間である。
・第一の機能性層Ａｇ１の幾何学的厚さが、８ｎｍと２０ｎｍの間、好ましくは１０ｎｍと１８ｎｍの間、実際のところ更には１０ｎｍと１６ｎｍの間である。
・第三の機能性層Ａｇ３の幾何学的厚さが、８ｎｍと２０ｎｍの間、好ましくは１０ｎｍと１８ｎｍの間、実際のところ更には１２ｎｍと１５ｎｍの間である。
・機能性層Ａｇ１、Ａｇ２及びＡｇ３の累計の幾何学的厚さが、２５ｎｍと５０ｎｍの間、好ましくは３０ｎｍと４０ｎｍの間である。
・誘電性コーティングＭ３が、誘電性コーティングＭ１及びＭ４のそれぞれの光学的厚さＴｏ１及びＴｏ４よりも大きい光学的厚さＴｏ３を示す。
・誘電性コーティングの光学的厚さが次のようなものである：
Ｔｏ２＜Ｔｏ４＜Ｔｏ１＜Ｔｏ３。
・誘電性コーティングＭ３及びＭ２のそれぞれの光学的厚さＴｏ３及びＴｏ２が、Ｔｏ３＞１．５Ｔｏ２であるようなもの、好ましくはＴｏ３＞２Ｔｏ２であるようなものであり、非常に好ましくはＴｏ３＞２．５Ｔｏ２である。
・誘電性コーティングＭ３及びＭ４のそれぞれの光学的厚さＴｏ３及びＴｏ４が、Ｔｏ３＞１．５Ｔｏ４であるようなもの、好ましくはＴｏ３＞２Ｔｏ４であるようなものである。
・誘電性コーティングＭ３及びＭ１のそれぞれの光学的厚さＴｏ３及びＴｏ１が、Ｔｏ３＞１．５Ｔｏ１であるようなものである。
・誘電性コーティングＭ１の光学的厚さＴｏ１が、７５ｎｍと１２０ｎｍの間であり、好ましくは、Ｔｏ１は、８０ｎｍと１００ｎｍの間である。
・誘電性コーティングＭ２の光学的厚さＴｏ２が、５０ｎｍと７０ｎｍの間である。
・誘電性コーティングＭ３の光学的厚さＴｏ３が、１３０ｎｍと１９０ｎｍの間であり、好ましくは、Ｔｏ３は、１４０ｎｍと１８０ｎｍの間であり、より好ましくは１５０ｎｍと１７５ｎｍの間である。
・誘電性コーティングＭ４の光学的厚さＴｏ４が、６０ｎｍと１１０ｎｍの間であり、好ましくは、Ｔｏ４は、７０ｎｍと９０ｎｍの間である。
・第一の機能性層Ａｇ１の厚さの第二の機能性層Ａｇ２の厚さに対する比が、１．３より大きい。
・第三の機能性層Ａｇ３の厚さの第二の機能性層Ａｇ２の厚さに対する比が、１．３より大きい。
・第三の機能性層Ａｇ３の厚さが、第一の機能性層Ａｇ１の厚さより大きい。このような構成において、第一の機能性層Ａｇ３の厚さの第二の機能性層Ａｇ１の厚さに対する比は、１．１より大きいことが有利であり、より好ましくは１．２より大きく、又は更には１．３より大きい。
・積層体は更に、機能性金属層と接触して位置する少なくとも１つのブロッキング層を含み、好ましくは、各機能性層がその上に位置するブロッキング層と接触している。
・積層体は、透明基材から出発して、次のものを含む：
・第一の誘電性コーティングＭ１、好ましくは、バリア機能を有する少なくとも１つの誘電性層と安定化機能を有する１つの誘電性層とを含む、第一の誘電性コーティングＭ１、
・任意選択的に、ブロッキング層、
・第一の機能性層Ａｇ１、
・任意選択的に、ブロッキング層、
・第二の誘電性コーティングＭ２、好ましくは、安定化機能を有する少なくとも１つの下方誘電性層、バリア機能を有する１つの誘電性層及び安定化機能を有する１つの上方誘電性層を含む、第二の誘電性コーティングＭ２、
・任意選択的に、ブロッキング層、
・第二の機能性層Ａｇ２、
・任意選択的に、ブロッキング層、
・第三の誘電性コーティングＭ３、好ましくは、安定化機能を有する少なくとも１つの下方誘電性層、バリア機能を有する１つの誘電性層及び安定化機能を有する１つの上方誘電性層を含む、第三の誘電性コーティングＭ３、
・任意選択的に、ブロッキング層、
・第三の機能性層Ａｇ３、
・任意選択的に、ブロッキング層、
・第四の誘電性コーティングＭ４、好ましくは、安定化機能を有する少なくとも１つの誘電性層、バリア機能を有する１つの誘電性層を含み、任意選択的に１つの保護層を含む、第四の誘電性コーティングＭ４。

本発明は更に、上述したとおりの材料を少なくとも１つ含むグレージングに関する。このようなグレージングは、一体式、積層式又は複層式グレージングの形態をとることができる。

本書において提示する全ての光特性は、建設業向けのガラスで用いられるグレージングの光及び太陽光線特性の測定に関する欧州標準規格ＥＮ ４１０に記載された原理及び方法に従って得られる。

慣例的に、屈折率は、５５０ｎｍの波長で測定される。光透過率Ｔ_Ｌ及び光反射率Ｒ_Ｌは、Ｄ６５光源のもとで２°の視野で測定される。

特に断らない限り、光学的及び熱的特性についての値と値の範囲は全て、薄層の積層体を支持している、第一の６ｍｍの基材を含んだ、通常のソーダ石灰ガラスタイプの透明な基材と、９０％の割合のアルゴン及び１０％の割合の空気が封入された１６ｍｍの中間層の空間と、厚さ４ｍｍのソーダ石灰ガラスタイプの、やはり透明な、コーティングされていないもう一つの基材からなる、二層グレージングについて与えられる。コーティングされている第一の基材は、二層グレージング中に、薄層の積層体がこのグレージングの面２に存在するように配置される。二層グレージングの外部光反射率Ｒ_Ｌｅｘｔは、第一の基材の側で測定され、その一方、二層グレージングの反射率Ｒ_Ｌｉｎｔは、第二の基材（積層体を含んでいない）の側で測定される。

特に断らない限り、更なる情報なしに本書で言及する厚さは、物理的な、あるいは実際の又は幾何学的な厚さであり、Ｔｐで表され、ナノメートルで表示される。その一方、層の、又は層の集成体の光学的厚さＴｏは、検討中の層の物理的厚さに５５０ｎｍの波長での屈折率（ｎ）を乗じたもの、すなわちＴｏ＝ｎ_５５０×Ｔｐとして定義される。屈折率は無次元の値であるから、光学的厚さの単位は、物理的厚さについて選ばれたものと同じであると見なすことができる。本書では、厚さについて選ばれる単位は、特に断らない限り、ナノメートルである。誘電性コーティングが複数の誘電性層から構成される場合には、誘電性コーティングの光学的厚さは、誘電性コーティングを構成している種々の誘電性層の光学的厚さの合計に相当する。

本書の全体を通して、本発明による基材は、水平の位置にあるものと見なされる。薄層の積層体は、基材の上にかつ基材に接触して堆積される。「上」及び｛下」並びに「下方」及び「上方」という表現が意味するところは、この方向づけに関するものと見なされるべきである。特別に明記しない限り、「上」及び「下」という表現は、２つの層及び／又はコーティングが互いに接触して配置されることを必ずしも意味しない。層が別の層と、又はコーティングと「接触して」堆積されると明記される場合には、これは、これらの２つの層（又は層とコーティング）の間に１つの（又はそれより多くの）層を挿入することができないことを意味する。

本発明の意義の範囲内で、機能性層又は誘電性コーティングについての「第一」、「第二」、「第三」及び「第四」という標示は、積層体を支持している基材から出発して、かつ同じ機能を有する層又はコーティングに関して規定される。例えば、基材に一番近い機能性層が第一の機能性層であり、基材から離れた次のものが第二の機能性層であり、以下同様である。

前述の通り、本発明は、本発明による材料を含むグレージングにも関する。慣例として、グレージングの面は、それを装備した搭乗室又は建物の外側から内側に向かって基材の面に番号をつけて表示される。これは、入射する日光がそれらの面をその番号が増加する順に通過することを意味する。

積層体は、好ましくは、外部からやってくる入射光が第一の機能性金属層を通過する前に第一の誘電性コーティングを通過するようにグレージングに配置される。積層体は、グレージングの外壁を規定する基材の面には堆積されず、基材の内側面に堆積される、したがって、通常のとおり、積層体は、面２に配置されるのが有利であり、グレージングの面１がグレージングの一番外側の面となる。

グレージングをこのようにして取り付けることを選択することにより、第一の誘電性コーティング（Ｍ１）は、外側と積層体の全ての銀ベースの機能性層との間に位置する。

好ましくは、積層体は、磁場に支援される陰極スパッタリング（マグネトロン法）により堆積される。この有利な実施形態によれば、積層体の全ての層が、磁場に支援される陰極スパッタリングにより堆積される。

本発明はまた、本発明による材料を得るための方法であって、積層体の層をマグネトロン陰極スパッタリングにより堆積させる方法にも関する。

銀ベースの機能性金属層は、機能性層の重量に対して、少なくとも９５．０重量％、好ましくは少なくとも９６．５重量％、なおも好ましくは少なくとも９８．０重量％の銀を含む。銀ベースの金属機能性層は、好ましくは、銀ベースの金属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む。

積層体は、更に、少なくとも１つの上方保護層、特にＴｉＺｒ（又はＴｉＺｒＯ）をベースとする上方保護層を含むことができる。

本発明による積層体には、ブロッキング層が存在してもよい。それらは、慣例的に、上方の反射防止コーティングを堆積する間の、及び／又はアニール処理、曲げ加工処理及び／又は強化処理タイプの可能性のある高温熱処理の間の、起こり得る損傷から機能性層を保護するという役割を有する。

ブロッキング層は、例えば、チタン、ニッケル、クロム及びニオブから選ばれる１種以上の元素の金属又は合金をベースとする金属層、金属窒化物層、金属酸化物層及び金属酸窒化物層から選ばれ、例としてＴｉ、ＴｉＮ、ＴｉＯ_ｘ、Ｎｂ、ＮｂＮ、Ｎｉ、ＮｉＮ、Ｃｒ、ＣｒＮ、ＮｉＣｒ又はＮｉＣｒＮ、あるいはＮｂＮＯ_ｘ又はＮｉＣｒＯ_ｘなどから選ばれる。

このような層の幾何学的厚さは、数ナノメートル程度であり、一般には７ナノメートル未満、ほとんどの場合はおよそ１ナノメートル又は更には１ナノメートル未満である。

これらのブロッキング層を金属、窒化物又は酸窒化物の形態で堆積させると、これらは、例えば次の層を堆積する間に又は下にある層と接触して酸化することにより、それらの厚さに従いかつそれらを囲む層の性質に従って部分的又は完全な酸化を被ることができる。

本発明の有利な実施形態によれば、ブロッキング層は、次の条件のうちの１つ以上を満足する：
・各機能性金属層が、下層ブロッキング層及び上層ブロッキング層から選ばれる少なくとも１つのブロッキング層と接触する、及び／又は
・各ブロッキング層の厚さが、少なくとも０．１ｎｍであり、好ましくは０．１ｎｍと１．０ｎｍの間である、及び／又は
・機能性層と接触する全てのブロッキング層の総計の厚さが、０．１ｎｍと２ｎｍの間であってこれらの値を含み、好ましくは０．３ｎｍと１．５ｎｍの間、実際のところ更には０．５ｎｍと１．０ｎｍの間である。

本発明の有利な実施形態によれば、誘電性コーティングは、次の条件のうちの１つ以上を満足する：
・誘電性コーティングは、ケイ素、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、スズ又は亜鉛から選ばれる１種以上の元素の酸化物又は窒化物をベースとする少なくとも１つの誘電性層を含む、及び／又は
・少なくとも１つの誘電性コーティングは、バリア機能を有する少なくとも１つの誘電性層を含む、及び／又は
・誘電性コーティングのおのおのが、バリア機能を有する少なくとも１つの誘電性層を含む、及び／又は
・バリア機能を有する誘電性層が、ケイ素及び／又はアルミニウムの化合物、例えばＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３又はそれらの混合物などの酸化物、ケイ素窒化物Ｓｉ_３Ｎ_４及びＡｌＮ又はそれらの混合物、及び酸窒化物ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ及びＡｌＯ_ｘＮ_ｙ又はそれらの混合物から選ばれる化合物をベースとする、及び／又は
・バリア機能を有する誘電性層が、ケイ素及び／又はアルミニウムの化合物をベースとし、任意選択的に少なくとも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などを含む、及び／又は
・少なくとも１つの誘電性コーティングが、安定化機能を有する少なくとも１つの誘電性層を含む、及び／又は
・各誘電性コーティングが、安定化機能を有する少なくとも１つの誘電性層を含む、及び／又は
・安定化機能を有する誘電性層が、好ましくは、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ジルコニウム、又はそれらのうちの少なくとも２種の混合物から選ばれる酸化物をベースとする、及び／又は
・安定化機能を有する誘電性層が、好ましくは、アルミニウムなどの少なくとも１種の他の元素を使って任意選択的にドープされた、結晶質の酸化物、特に酸化亜鉛をベースとする、及び／又は
・各機能性層が、誘電性コーティングの上にあり、その上層が、安定化層を有する誘電性層であって、好ましくは酸化亜鉛をベースとしており、及び／又は、各機能性層が、誘電性コーティングの下にあり、その下層が、安定化層を有する誘電性層であって、好ましくは酸化亜鉛をベースとしている。

好ましくは、各誘電性コーティングは、１種以上の誘電性層だけからなる。したがって、好ましくは、光透過率を低下させないために、誘電性コーティング中には吸収する層がない。

本発明の積層体は、バリア機能を有する誘電性層を含むことができる。「バリア機能を有する誘電性層」という用語は、周囲雰囲気に由来する又は透明基材に由来する水や酸素が高温で機能性層へ向かって拡散することへのバリアを形成することができる材料で製作された層を意味する。したがって、バリア機能を有する誘電性層の構成材料は、それらの光学的特性の変更を招く高温での化学的又は構造的な変更を受けてはならない。バリア機能を有する層はまた、好ましくは、それらが機能性層の構成材料に対してバリアを形成することができる材料で製作されるように選ばれる。こうして、バリア機能を有する誘電性層は、積層体が、過度に大きな光学的変化なしに、アニーリング処理、強化処理又は曲げ加工処理タイプの熱処理を受けるのを可能にする。

本発明の積層体は、安定化機能を有する誘電性層を含むことができる。本発明の意義の範囲内で、「安定化」とは、層の性質が機能性層とこの層との界面を安定化させるように選ばれることを意味する。この安定化の結果として、機能性層のそれを囲む層への密着力が強まることになり、そして実際のところ、それは構成材料のマイグレーションを妨げる。

安定化機能を有する誘電性層は、機能性層と直接接触していてもよく、あるいはブロッキング層により分離されていてもよい。

好ましくは、機能性層の下に位置する各誘電性コーティングの誘電性層は、安定化機能を有する誘電性層である。これは、機能性層の下にある安定化機能を有する層、例えば酸化亜鉛をベースとする層が、銀ベースの機能性層の密着と結晶化を促進し、かつその品質と高温でのその安定性を増進するので、それの存在することが有利であるからである。

機能性層の密着力を高めるため及び基材と反対側の積層体の側での拡散を最大限に妨げるために、例えば酸化亜鉛をベースとする、安定化機能を有する層を機能性層の上に有することも有利である。

したがって、安定化機能を有する誘電性層が、少なくとも１つの機能性層の上及び／又は下に、あるいは各機能性層の上及び／又は下に、それらと直接接触するか又はブロッキング層により分離されて、存在することができる。

有利には、バリア機能を有する各誘電性層は、安定化機能を有する少なくとも１つの誘電性層によって機能性層から分離される。

安定化機能を有するこの誘電性層は、少なくとも４ｎｍの厚さ、特に４ｎｍと１０ｎｍの間の厚さ、更に好ましくは８〜１０ｎｍの厚さを有することができる。

薄層の積層体は、任意選択的に、保護層を含むことができる。保護層は、好ましくは、積層体の最終の層であり、すなわち積層体で被覆された基材から一番遠い層である。これらの上方保護層は、第四の誘電性コーティングに含まれると見なされる。これらの層は一般に、２ｎｍと１０ｎｍの間、好ましくは２ｎｍと５ｎｍの間の厚さを有する。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ぶことができ、この又はこれらの金属は、金属、酸化物、窒化物又は酸窒化物の形をとっている。

保護層は、例えば、酸化チタンの層、酸化亜鉛の層、又は酸化チタンジルコニウムの層から選ぶことができる。

特に有利な実施形態は、透明基材から出発して規定して、以下のものを含む積層体で被覆された基材に関する：
・第一の誘電性コーティング、好ましくは、バリア機能を有する少なくとも１つの誘電性層と安定化機能を有する１つの誘電性層とを含む、第一の誘電性コーティング、
・任意選択的に、ブロッキング層、
・第一の機能性層、
・任意選択的に、ブロッキング層、
・第二の誘電性コーティング、好ましくは、安定化機能を有する少なくとも１つの下方誘電性層、バリア機能を有する１つの誘電性層、及び安定化機能を有する１つの上方誘電性層を含む、第二の誘電性コーティング、
・任意選択的に、ブロッキング層、
・第二の機能性層、
・任意選択的に、ブロッキング層、
・第三の誘電性コーティング、好ましくは、安定化機能を有する少なくとも１つの下方誘電性層、バリア機能を有する１つの誘電性層、及び安定化機能を有する１つの上方誘電性層を含む、第三の誘電性コーティング、
・任意選択的に、ブロッキング層、
・第三の機能性層、
・任意選択的に、ブロッキング層、
・第四の誘電性コーティング、好ましくは、安定化機能を有する少なくとも１つの誘電性層とバリア機能を有する１つの誘電性層を含み、そして任意選択的に１つの保護層を含む、第四の誘電性コーティング。

本発明の可能性がありかつ有利なその他の実施形態によれば：
・機能性層の下の各誘電性コーティングは、結晶質の酸化亜鉛をベースとする最終の安定化層を含み、そしてそれは、その直ぐ上に堆積される機能性層と接触する。
・機能性層の上の各誘電性コーティングは、結晶質の酸化亜鉛をベースとする第一の安定化層を含み、そしてそれは、その直ぐ上に堆積される機能性層と接触する。
・各誘電性コーティングは、アルミニウムをドープされ、ここではＳｉ_３Ｎ_４と称される、窒化ケイ素をベースとしたバリア機能を有する誘電性層を含む。
・各機能性金属層は、ブロッキング層の下にあって、かつそれと接触している。
・積層体は、ＴｉＺｒ又は酸化チタンジルコニウムで製作されて厚さが５ｎｍ未満の保護層を更に含む。

本発明による透明基材は、好ましくは、剛性の無機材料で製作され、例えばガラスで製作されるか、又は有機質であって、ポリマーをベースとする（若しくはポリマーで製作される）。

剛性であるか又は可撓性である、本発明による透明な有機基材は、ポリマーで製作することもできる。本発明にとって好適なポリマーの例には、特に次のものが含まれる：
・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）又はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）など、
・ポリアクリレート、例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）など、
・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、例えばフルオロエステル、例としてエチレン−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）又はフッ素化エチレン−プロピレンコポリマー（ＦＥＰ）など、
・光架橋性及び／又は光重合性樹脂、例えばチオレン、ポリウレタン、ウレタン−アクリレート又はポリエステル−アクリレート樹脂など、及び
・ポリチオウレタン。

基材は、好ましくはガラス又はガラスセラミックのシートである。

基材は、好ましくは透明であるか、無色であるか（この場合、それは透明又は超透明ガラスである）又は着色されており、例えば青、グレー又はブロンズ色である。ガラスは、好ましくはソーダ石灰シリカタイプであるが、ホウケイ酸又はアルミノホウケイ酸タイプのガラスであってもよい。

基材は、有利には、１ｍ以上の、実際のところ更には２ｍ以上又は更には３ｍ以上の寸法を少なくとも１つ有する。基材の厚さは一般に、０．５ｍｍと１９ｍｍの間、好ましくは０．７ｍｍと９ｍｍの間、とりわけ２ｍｍと８ｍｍの間、実際のところ更には４ｍｍと６ｍｍの間で様々である。基材は、平坦であっても又は湾曲していてもよく、実際のところ更には可撓性であってもよい。

材料、すなわち積層体で被覆された基材は、高温の熱処理を受けることができ、例えばアニーリング処理、例としてレーザー又はフレームアニーリングなどのフラッシュアニーリングによる処理、強化処理及び／又は曲げ加工処理などの高温熱処理を受けることができる。熱処理の温度は、４００℃より高く、好ましくは４５０℃より高く、なおも好ましくは５００℃より高い。このように、積層体で被覆された基材は、曲げ加工及び／又は強化処理をすることができる。

本発明のグレージングは、一体式、積層式又は複層式グレージングの形をとることができ、特に二層式グレージング又は三層式グレージングの形をとることができる。

一体式又は複層式グレージングの場合、積層体は、好ましくは、面２に堆積され、すなわちそれは、グレージングの外壁を規定する基材上にあり、より具体的に言えばこの基材の内側面にある。

一体式グレージングは、２つの面を含み、面１が建物の外側にあり、したがってグレージングの外壁を構成し、面２が建物の内側にあり、したがってグレージングの内壁を構成する。

複層式グレージングは、断熱用のガスが封入された空隙を画定するように距離をおいて保持された少なくとも２つの基材を含む。本発明による材料は、断熱を強化した（ＥＴＩ）二層式グレージングで使用する場合に、とりわけ好適である。

二層式グレージングは、４つの面を含み、面１が建物の外側にあり、したがってグレージングの外壁を構成し、そして面４が建物の内側にあり、したがってグレージングの内壁を構成しており、面２と３が二層式グレージングの内側にある。

同じように、三層式グレージングは、６つの面を含み、面１が建物の外側（グレージングの外壁）にあり、面６が建物の内側（グレージングの内壁）にあり、面２〜５が三層式グレージングの内側にある。

積層式グレージングは、第一の基材／シート（単数又は複数）／第二の基材タイプの少なくとも１つの構造体を含む。薄層の積層体が、一方の基材の面のうちの少なくとも一方に配置される。積層体は、第二の基材の、シート、好ましくはポリマーと接触しない面にあることができる。この実施形態は、積層式グレージングが第三の基材を有する二層式グレージングに取り付けられる場合に有利である。

一体式グレージングとして使用される、又は二層式グレージングタイプの複層式グレージングで使用される、本発明によるグレージングは、青又は青緑の範囲内の、中性で、心地よくかつ控えめな外部反射の色（特に、主波長が４５０〜５００ｎｍ程度である色）を示す。更に、この外観は、グレージングを観測する入射角がどんなものであれ（垂直入射及び特定角度での入射）、実質的に変わりがない。これは、観測者が、色合い又は外観の均一性を有意に欠くという印象を持たないということを意味する。

「青緑の範囲内の色」というのは、本発明の意義の範囲内においては、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊測色系において、ａ^＊が−１０．０と０．０の間にあり、かつｂ^＊が−１０．０と０．０の間にあるということを意味すると解すべきである。

本発明のグレージングは、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊測色系において、
・ａ^＊が−５．０と０．０の間にあり、かつ
・ｂ^＊が−７．０と０．０の間にある、
外側での反射の色を示すのが好ましい。

本発明のグレージングは、好ましくは、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊測色系において、ａ^＊が−１０．０と０．０の間、好ましくは−５．０と０．０の間、及びｂ^＊値が負である、又はそれが正である場合にはおおよそ０である、特に３．０未満である、透過の色を示す。

有利な実施形態によれば、面２に配置された積層体を含む二層式グレージングの形をとる本発明のグレージングは、特に次の性能品質を得るのを可能にする：
・３０％以下の日射係数、及び
・実質的に５０．０％より大きい（５０．０％と５７．０％の間、好ましくは５０．０％より大きくて同時に５７．０％より小さい）光透過率、及び
・少なくとも１．８の高い選択率（特に、本発明による薄層の積層体を面２に有する二層式グレージングについて１．８程度の選択率Ｓ）、及び／又は
・好ましさの増す順に、２０．０％以上、２０．０％と３５．０％の間、２５．０％以上、２５．０％と３５．０％の間、２６％以上、２６．０％と３５．０％の間、実際のところ更には３０．０％程度、３０．０％と３５．０％の間の、外側での光反射率。

本発明の詳細及び有利な特徴は、添付の図面を用いて説明される、限定することのない次の例から明らかになる。

種々の構成部材間の比率は、図の読み取りを容易にするため、順守されていない。

透明ガラス基材１０の上に堆積させた３つの機能性金属層４０、８０、１２０を含む、本発明による積層体構造を説明する図である。

図１において、各機能性層４０、８０、１２０は、２つの誘電性コーティング２０、６０、１００、１４０の間に、
・基材から出発して第一の機能性層４０が誘電性コーティング２０、６０の間に配置され、
・第二の機能性層８０が誘電性コーティング６０、１００の間に配置され、かつ
・第三の機能性層１２０が誘電性コーティング１００、１４０の間に配置される、
ように配置されている。

これらの誘電性コーティング２０、６０、１００、１４０は、それぞれが少なくとも１つの誘電性層２４、２８；６２、６４、６８；１０２、１０４、１０８；１４２、１４４を含んでいる。

この積層体は、次のものを含むこともできる：
・機能性層と接触して位置するブロッキング下層３０、７０、
・機能性層と接触して位置するブロッキング上層５０、９０及び１３０、
・例えばＴｉＺｒ又は酸化チタンジルコニウムで製作された、保護層１６０。

Ｉ．基材の作製：積層体、堆積条件
下記に明示する薄層の積層体を、透明ソーダ石灰ガラス製の厚さ６ｍｍの基材上に堆積させる。

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、ニッケルとクロムの合金（ＮｉＣｒ）製の金属層であり、
・バリア層は、アルミニウムをドープされた窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４：Ａｌ）をベースとしており、
・安定化層は、アルミニウムをドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ）製である。

スパッタリング（「マグネトロン陰極」スパッタリング）により堆積させたこれらの層の堆積条件を、表１に要約して示す。

表２は、各層の材料とナノメートル（特に断らない限り）での物理的厚さ、及び各誘電性コーティングの対応する光学的厚さ（ナノメートルでの）を、積層体を支持している基材（表の下部の最終行）に対するそれらの位置に応じて記載している。

例１と例２は、本発明による例である。比較例３と４は、国際公開第２０１１／１４７８７５号に記載されている例である。比較例５は、国際公開第２０１７／００６０３０号の例１によるものである。

ＩＩ．「太陽光制御」及び測色性能品質
表３は、積層体が、６／１６／４構造体の、すなわち（外側の）６ｍｍのガラス／９０％アルゴンを封入した１６ｍｍの中間層空間／（内側の）４ｍｍのガラスの、二層グレージングの一部を形成している場合に測定された主な光学的特性を記載しており、積層体は、面２に配置されている（通常のとおり、グレージングの面１がグレージングの一番外側の面である）。

これらの二層グレージングについて、
・Ｔ_Ｌは、Ｄ６５光源により観測者が２°で測定した％で表した可視領域での光透過率を表しており、
・ａ^＊ _Ｔとｂ^＊ _Ｔは、Ｄ６５光源により観測者が２°で測定した、及びグレージングに対し垂直に測定した、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊系における透過の色のａ^＊とｂ^＊を表しており、
・Ｒ_Ｌｅｘｔは、一番外側の面、すなわち面１の側で、Ｄ６５光源により観測者が２°で測定した、％で表した可視領域での光反射率を表しており、
・ａ^＊ _Ｒｅｘｔとｂ^＊ _Ｒｅｘｔは、一番外側の面の側でＤ６５光源により観測者が２°で測定した、及びグレージングに対し垂直にそのようにして測定した、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊系における反射の色のａ^＊とｂ^＊を表しており、
・Ｒ_Ｌｉｎｔは、内側の面、すなわち面４の側で、Ｄ６５光源により観測者が２°で測定した、％で表した可視領域での光反射率を表しており、
・ａ^＊ _Ｒｉｎｔとｂ^＊ _Ｒｉｎｔは、内側の面の側でＤ６５光源により観測者が２°で測定した、及びグレージングに対し垂直にそのようにして測定した、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊系における反射の色のａ^＊とｂ^＊を表している。

本発明によれば、３つの機能性金属層を有する積層体を含み、外側での反射において輝きのある銀色の外観を示し、５０％より大きい光透過率、高い選択率、高い光反射率及び小さい日射係数を有する、グレージングを製造することが可能である。

本発明による例は全てが、好ましくは青又は青緑の範囲内の、心地よく控えめな透過の色を示す。

表３に示したデータに関して言えば、本発明によるグレージング（例１及び２）は、２よりもわずかに小さい選択率について３０％以下の日射係数を同時に示すことが分かる。更に、これらのグレージングは、少なくとも２５％より大きい外側反射率を、係数ａ^＊ _Ｒｅｘｔ及びｂ^＊ _Ｒｅｘｔの小さな負の値とともに示し、所望の「輝き」効果を得ることを可能にする。これらのグレージングはまた、中性の透過色、あるいはわずかに青緑の色合いを有する。

Claims (18)

1. 片面を薄層の積層体で被覆された透明基材を含む材料であり、前記薄層の積層体は、前記面から出発して連続的に、３つの銀ベースの機能性金属層と４つの誘電性コーティングが交互になって、それにより各機能性金属層が２つの誘電性コーティングの間に配置されているものを含み、３つの銀ベースの機能性金属層は、前記基材から出発して、それぞれ第一、第二及び第三の機能性層Ａｇ１、Ａｇ２及びＡｇ３と称され、４つの誘電性コーティングは、前記基材から出発してＭ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４と称され、それぞれＴｏ１、Ｔｏ２、Ｔｏ３及びＴｏ４の光学的厚さを有しており、各誘電性コーティングが、１つの誘電性層又は誘電性層の集成体を含んでいる、材料であって、次のことを特徴とする材料：
   ・前記第二の機能性層Ａｇ２の幾何学的厚さが、前記第一の機能性層Ａｇ１の厚さより小さいこと、
   ・前記第二の機能性層Ａｇ２の幾何学的厚さが、前記第三の機能性層Ａｇ３の厚さより小さいこと、
   ・前記誘電性コーティングＭ２が、前記誘電性コーティングＭ１、Ｍ３及びＭ４のそれぞれの光学的厚さＴｏ１、Ｔｏ３及びＴｏ４よりも小さい光学的厚さＴｏ２を示すこと。
2. 前記誘電性コーティングＭ２が、４０ｎｍと９０ｎｍの間、好ましくは５０ｎｍと７０ｎｍの間の光学的厚さＴｏ２を示す、請求項１に記載の材料。
3. 前記第二の機能性層Ａｇ２の幾何学的厚さが、２ｎｍと１０ｎｍの間、好ましくは５ｎｍと１０ｎｍの間、実際のところ更には５ｎｍと８ｎｍの間である、請求項１又は２に記載の材料。
4. 前記第一の機能性層Ａｇ１の幾何学的厚さが、８ｎｍと２０ｎｍの間、好ましくは１０ｎｍと１８ｎｍの間、実際のところ更には１０ｎｍと１６ｎｍの間である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の材料。
5. 前記第三の機能性層Ａｇ３の幾何学的厚さが、８ｎｍと２０ｎｍの間、好ましくは１０ｎｍと１８ｎｍの間、実際のところ更には１２ｎｍと１５ｎｍの間である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の材料。
6. 前記機能性層Ａｇ１、Ａｇ２及びＡｇ３の累計の幾何学的厚さが、２５ｎｍと５０ｎｍの間、好ましくは３０ｎｍと４０ｎｍの間である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の材料。
7. 前記誘電性コーティングＭ３が、前記誘電性コーティングＭ１及びＭ４のそれぞれの光学的厚さＴｏ１及びＴｏ４よりも大きい光学的厚さＴｏ３を示す、請求項１〜６のいずれか一項に記載の材料。
8. Ｔｏ２＜Ｔｏ４＜Ｔｏ１＜Ｔｏ３である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の材料。
9. Ｔｏ３＞１．５Ｔｏ２、好ましくはＴｏ３＞２Ｔｏ２、非常に好ましくはＴｏ３＞２．５Ｔｏ２である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の材料。
10. Ｔｏ３＞１．５Ｔｏ４、好ましくはＴｏ３＞２Ｔｏ４である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の材料。
11. Ｔｏ３＞１．５Ｔｏ１である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の材料。
12. ・Ｔｏ１が、７５ｎｍと１２０ｎｍの間であり、
    ・Ｔｏ２が、５０ｎｍと７０ｎｍの間であり、
    ・Ｔｏ３が、１３０ｎｍと１９０ｎｍの間であり、かつ
    ・Ｔｏ４が、７０ｎｍと１１０ｎｍの間である、
    請求項１〜１１のいずれか一項に記載の材料。
13. 前記第一の機能性層Ａｇ１の厚さの、前記第二の機能性層Ａｇ２の厚さに対する比が、１．３より大きく、及び／又は前記第三の機能性層Ａｇ３の厚さの、前記第二の機能性層Ａｇ２の厚さに対する比が、１．３より大きい、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の材料。
14. 前記第三の機能性層Ａｇ３の厚さが、前記第一の機能性層Ａｇ１の厚さより大きい、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の材料。
15. 前記積層体が更に、機能性金属層と接触して位置する少なくとも１つのブロッキング層を含み、好ましくは各機能性層が、その上に位置するブロッキング層と接触している、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の材料。
16. 前記積層体が、前記透明基材から出発して次のものを含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の材料：
    ・第一の誘電性コーティングＭ１、好ましくは、バリア機能を有する少なくとも１つの誘電性層と安定化機能を有する１つの誘電性層とを含む、第一の誘電性コーティングＭ１、
    ・任意選択的に、ブロッキング層、
    ・第一の機能性層Ａｇ１、
    ・任意選択的に、ブロッキング層、
    ・第二の誘電性コーティングＭ２、好ましくは、安定化機能を有する少なくとも１つの下方誘電性層、バリア機能を有する１つの誘電性層、及び安定化機能を有する１つの上方誘電性層を含む、第二の誘電性コーティングＭ２、
    ・任意選択的に、ブロッキング層、
    ・第二の機能性層Ａｇ２、
    ・任意選択的に、ブロッキング層、
    ・第三の誘電性コーティングＭ３、好ましくは、安定化機能を有する少なくとも１つの下方誘電性層、バリア機能を有する１つの誘電性層、及び安定化機能を有する１つの上方誘電性層を含む、第三の誘電性コーティングＭ３、
    ・任意選択的に、ブロッキング層、
    ・第三の機能性層Ａｇ３、
    ・任意選択的に、ブロッキング層、
    ・第四の誘電性コーティングＭ４、好ましくは、安定化機能を有する少なくとも１つの誘電性層、バリア機能を有する１つの誘電性層、及び任意選択的に１つの保護層を含む、第四の誘電性コーティングＭ４。
17. 請求項１〜１６のいずれか一項に記載の材料を少なくとも１つ含む、グレージング。
18. 一体式、積層型式又は複層式グレージングの形態であり、特に二層グレージング又は三層グレージングの形態である、請求項１７に記載のグレージング。

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