CZ287185B6

CZ287185B6 - Glazing panel provided with pyrolytic coating and process for preparing thereof

Info

Publication number: CZ287185B6
Application number: CZ19951924A
Authority: CZ
Inventors: Philippe Legrand; Robert Terneu; Karel Vandiest; Michel Hannotiau
Original assignee: Glaverbel
Priority date: 1994-07-25
Filing date: 1995-07-25
Publication date: 2000-10-11
Also published as: DE19526223A1; ES2123387B1; GB2291653B; CZ192495A3; LU88640A1; ITTO950595A0; FR2722775A1; CH690302A5; ITTO950595A1; IL114700A0; NL1000882A1; FR2722775B1; AT408980B; HU219726B; TR199500889A2; HUT74415A; GB9414957D0; ATA125095A; IL114700A; ES2123387A1

Description

Zasklívací panel, opatřený pyrolytickým povlakem, a způsob jeho přípravy

Oblast techniky

Vynález se týká transparentních zasklívacích panelů neboli tabulí s kontrolovaným prostupem světelného záření. Konkrétně je možno uvést, že se vynález týká zasklívacích panelů, opatřených pyrolytickým povlakem, které jsou tvořeny substrátem, základní podkladovou vrstvou obsahující nitrid a vnější transparentní ochrannou vrstvou, která je přilehlá k uvedené základní podkladové vrstvě, přičemž obsahuje oxid kovu. Do rozsahu řešení podle vynálezu rovněž patří postup přípravy uvedených zasklívacích panelů, opatřených pyrolytickým povlakem.

Dosavadní stav techniky

Obecně má pyrolýza výhodu v tom, že se získá tvrdý povlak, čímž se eliminuje nutnost vytvoření ochranné vrstvy. Tyto povlaky vytvořené pyrolýzou projevují dlouhotrvající odolnost vůči opotřebení a korozi. Předpokládá se, že tyto vlastnosti se získají zejména proto, že tento postup zahrnuje nanášení povlakového materiálu na substrát, který je horký. Pyrolýza je také obecně levnější než jiné alternativní povlékací postupy, jako je například pokovování rozprašováním, zejména pokud se týče investičních nákladů na zařízení. Ukládání povlaků jinými procesy, jako je například pokovování rozprašováním, vede k získání produktů o velmi rozdílných vlastnostech zejména o nižší odolnosti vůči opotřebení a v některých případech o rozdílných hodnotách indexu lomu.

Odrazné transparentní zasklívací panely neboli tabule s kontrolovaným prostupem světla se staly vhodným materiálem pro architekty, kteří je používají k navržení vnější fasády budov. Estetická kvalita těchto panelů spočívá v tom, že zobrazují v odrazu svoje bezprostřední okolí a vzhledem k tomu, že jsou k dispozici v mnoha barevných odstínech, představují příležitost pro vhodné řešení designu budovy. Tyto panely mají rovněž svoje technické výhody, neboť poskytují obyvatelům budov ochranu proti slunečnímu záření tím, že tyto panely odrážejí a/nebo absorbují toto sluneční záření a eliminují tak účinek oslnění osob, vyskytujících se v budově, v důsledku intenzivního slunečního svitu a poskytují účinné odstínění před prudkým oslněním, čímž zlepšují vizuální pohodlí a snižují únavu očí. Pokud se týče dosavadního stavu techniky, existuje celá řada dokumentů, ve kterých se popisují zasklívací panely nebo desky, které mají povlak opatřený ochrannou vrstvou proti působení slunečního záření. Například je možno uvést evropský patent č. EP-A-239280 (autor Gordon), ve kterém se popisují transparentní skleněné desky, obsahující na svém povrchu vrstvu nitridu titanu o tloušťce přinejmenším 30 nm jako základní vrstvu, tvořící clonu před působením slunečního záření za účelem snížení propustnosti záření v oblasti přibližně infračerveného záření, a na této vrstvě další vrstvu oxidu cínu o tloušťce přibližně v rozmezí asi 30 až 80 nm. Tato vrstva oxidu cínu slouží k ochraně vrstvy nitridu titanu před oxidací a kromě toho zlepšuje odolnost proti opotřebení.

Z dosavadního stavu techniky je známo, že změna relativní tloušťky povlakových vrstev má za následek i změnu optických vlastností. Takže k optimalizování optických vlastností je vhodné použít specifických relativních tlouštěk povlakových vrstev. Ovšem obecně se předpokládá, že pro daný výběr povlakových materiálů dojde při měnících se tloušťkách povlakových vrstev ke změnám v dominantní vlnové délce odraženého světla (to znamená zabarvení). Například je možno uvést, že u zasklívacích panelů s kontrolovanou propustností slunečního záření, které obsahovaly první vrstvu na bázi nitridu titanu a další vrstvu na bázi oxidu železa, kobaltu a chrómu, byla v případě změny tloušťky uvedené oxidové vrstvy pozorována změna zabarvení odraženého světla. Tímto způsobem byly měřením zjištěny vlastnosti vzorků panelů, obsahujících povlakové vrstvy, vytvořené ukládáním chemických par na skleněném substrátu o tloušťce 4 milimetry, přičemž výsledky těchto testů jsou uvedeny v následující tabulce č. I.

-1 CZ 287185 B6

Tabulka I

	Vzorek
A	B
Nitrid	TiN	TiN
Tloušťka (nm)	45	45
Oxid	s	s
Tloušťka (mm)	32.5	45
T_L(%)	14	12
‘FS (%)	26	26
’Rl(%)	28	24
’t_l/fs	0,53	0,45
Odražené zabarvení ze strany povlakové vrstvy	šedé	modré
Čistota (%)	5	15

¹ = měřeno ze strany, na které nebyl povlak, s = směs oxidů železa, kobaltu a chrómu v hmotnostním poměru 26 : 61 : 13.

Podstata vynálezu

Cílem uvedeného vynálezu je vyvinout zasklívací panely, opatřené pyrolytickým povlakem, u kterých při měnících se relativních tloušťkách povlakových vrstev zůstává odražené zabarvení v podstatě konstantní, čímž se dosáhne optimalizace optických vlastností.

Podle uvedeného vynálezu bylo zcela neočekávatelně zjištěno, že tohoto cíle je možno dosáhnout se specifickými povlakovými materiály, aplikovanými tak, aby bylo dosaženo specifických tlouštěk povlakové vrstvy.

Podle prvního aspektu se uvedený vynález týká zasklívacího panelu, opatřeného pyrolytickým povlakem a obsahujícího substrát, základní podkladovou vrstvu obsahující nitrid, vybraný ze skupiny, zahrnující nitridy titanu, zirkonia, niobu a směsi dvou nebo více těchto nitridů, a dále vnější transparentní ochrannou vrstvu, přilehlou k uvedené základní podkladové vrstvě, obsahující oxid, přičemž podstata tohoto řešení spočívá v tom, že celková geometrická tloušťka uvedené základní podkladové vrstvy a ochranné vrstvy se pohybuje v rozmezí od 20 nm do 55 nm.

Ve výhodném provedení je geometrická tloušťka základní podkladové vrstvy v rozmezí od 10 nm do 50 nm a geometrická tloušťka vnější ochranné vrstvy je v rozmezí od 9 nm do 35 nm, ještě výhodněji v rozmezí od 15 nm do 35 nm. Index lomu vnější ochranné vrstvy je výhodně v rozmezí od 1,8 do 2,7.

Oxid vnější ochranné vrstvy se výhodně zvolí ze skupiny, zahrnující oxidy hliníku, křemíku, hořčíku, cínu, zinku, zirkonia, titanu, vizmutu, niobu a směsi dvou nebo více těchto oxidů. Nitrid základní podkladové vrstvy ve výhodném provedení obsahuje nitrid titanu a oxid vnější ochranné vrstvy obsahuje oxid cínu.

Zasklívací panel podle předmětného vynálezu výhodně dále obsahuje povlakovou vrstvu, umístěnou mezi uvedenou základní podkladovou vrstvou a uvedeným substrátem.

-2CZ 287185 B6

Geometrická tloušťka uvedené další vrstvy je ve výhodném provedení v rozmezí od 50 do 100 nm. Rovněž je výhodné řešení, podle kterého je uvedená další vrstva tvořena oxidem, podle ještě výhodnějšího provedení oxidem křemíku.

Dále je třeba zdůraznit, že v případě zasklívacího panelu podle vynálezu se vnější ochranná vrstva vybere tak, aby byla zvýšena čistota zabarvení odraženého světla ze strany panelu, neopatřené povlakem.

Zasklívací panel podle předmětného vynálezu je dále charakterizován tím, že složení a tloušťka 10 základní podkladové vrstvy a vnější ochranné vrstvy je taková, že dominantní vlnová délka odraženého světla ze strany panelu, neopatřené povlakem, ve viditelné oblasti leží v rozmezí od 470 do 490 nm. Dále je třeba zdůraznit, že zasklívací panel podle předmětného vynálezu je charakteristický tím, že čistota zabarvení odraženého světla ze strany, neopatřené povlakem, je větší než 5 %.

Do rozsahu předmětného vynálezu rovněž náleží postup přípravy zasklívacího panelu, opatřeného povlakem, zahrnující následující stupně:

(I) vytvoření základní podkladové vrstvy na substrátu pyrolýzou, přičemž tato základní podkla20 dová vrstva obsahuje nitrid, vybraný ze skupiny, zahrnující nitridy titanu, zirkonia, niobu a směsi dvou nebo více těchto uvedených látek, a (II) vytvoření vnější transparentní ochranné vrstvy, přilehlé k uvedené základní podkladové vrstvě, pyrolýzou, přičemž tato vnější ochranná vrstva obsahuje oxid, přičemž podstata tohoto postupu spočívá v tom, že se substrát povleče k získání uvedené základní podkladové vrstvy a vnější ochranné vrstvy takovým způsobem, aby celková geometrická tloušťka byla v rozmezí od 20 nm do 55 nm.

Uvedený substrát je ve výhodném provedení ve formě pásu sklovitého materiálu, jako je napřík30 lad sklo nebo některé jiné další pevné materiály. Vzhledem k podílu dopadajícího slunečního záření, které je absorbováno tímto zasklívacím panelem, zejména v prostředí, ve kterém je tento panel vystaven silnému a dlouhotrvajícímu působení slunečního záření, dochází u těchto materiálů k tepelnému účinku na panel, což může způsobit, že je zapotřebí tento skleněný substrát v následující fázi podrobit vytvrzovacímu procesu. Ovšem odolnost těchto povlaků umožňuje 35 umísťování těchto zasklívacích panelů povlečenou stranou orientovanou směrem k vnějšímu okolí, čímž se snižuje tepelný účinek.

Ve výhodném provedení podle vynálezu je uvedeným substrátem čiré sklo, i když v rozsahu vynálezu je rovněž i použití barevných skel jako substrátu.

Jak již bylo uvedeno, výhodná geometrická tloušťka základní podkladové vrstvy je v rozmezí od 10 nm do 50 nm. Uvedené rozmezí tlouštěk základní podkladové vrstvy je zejména vhodné pro průmyslovou výrobu, přičemž umožňuje dosažení účinného působení proti slunečnímu záření při současném zachování dostatečné úrovně propustnosti světla panelem.

Rovněž již bylo uvedeno, že výhodná geometrická tloušťka vnější ochranné vrstvy je v rozmezí od 9 nm do 35 nm, nej výhodněji v rozmezí od 15 do 35 nm. Index lomu této vnější ochranné vrstvy je ve výhodném provedení podle vynálezu v rozmezí od 1,8 do 2,7. Mezi materiály, vhodné k vytvoření této transparentní ochranné vrstvy, je možno zařadit takové látky, které mají 50 „index lomu“ n(lambda) větší, ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu o hodně větší, než je hodnota spektrálního absorpčního indexu k(lambda) v celém rozsahu viditelného spektra (to znamená v rozmezí od 380 do 780 nm). Definice indexu lomu a spektrálního absorpčního indexuje možno nalézt v publikaci Intemational Lighting Vocabulary, publikované Intemational Commission on Illumination (CIE), 1987, str. 127, 138 a 139. Podle uvedeného vynálezu bylo

-3CZ 287185 B6 zejména zjištěno jako výhodné vybrat takový materiál, u něhož je index lomu n(lambda) větší než desetinásobek spektrálního absorpčního indexu k(lambda) v celém rozsahu vlnových délek v rozmezí od 380 nm do 780 nm. Vnější ochrannou vrstvu ve výhodném provedení podle vynálezu tvoří vrstva oxidu. Tento transparentní materiál ochranné vrstvy může být nezávisle vybrán ze skupiny, zahrnující oxidy hliníku, vizmutu, hořčíku, niobu, křemíku (jak SiO_x tak SÍO2), cínu, titanu (jak rutil tak anatas), zinku a směsi těchto dvou nebo více oxidů. V následující tabulce č. II je uveden přehled hodnot indexů lomu n(lambda) a hodnot spektrálního absorpčního indexu k(lambda) řady vhodných transparentních materiálů v celém rozmezí od 380 nm do 780 nm.

Tabulka II

Materiál	η(λ)	k(X)
MgO	1,77-1,73	0*
TiO₂ ^r	2,9 - 2,3	0 *
Bi₂O₃	2,92 - 2,48	0,1 - 0 *
TiO₂ ^a	2,64-2,31	0*
ZnO	2,3 - 2,02	0,08-0,001
SÍ3N4	2,08-2,01	0 *
SnO₂	1,94-1,85	0*
Al₂o₃	1,79-1,76	0*
SiO₂	1,47-1,45	0 *
ZrO₂	2,1	0*
SiO_x	1,7	0 *

Poznámka: r - forma rutilu, a - forma anatasu, * znamená méně než 10’³.

Podle zejména výhodného provedení je materiál transparentní povlakové vrstvy tvořen oxidem titanu a/nebo oxidem cínu. Transparentní povlaková vrstva tvoří vnější vrstvu, takže vzhledem k výše uvedenému je použití oxidu cíničitého výhodné, jestliže je požadována vyšší odolnost vůči opotřebení, jako je tomu v případech, kdy je panel situován s povlakovou stranou směrem do vnějšího prostředí.

Jak již bylo uvedeno, ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu obsahuje nitrid v základní podkladové vrstvě nitrid titanu a oxid ve vnější vrstvě obsahuje oxid cínu. V této souvislosti je třeba poznamenat, že v případě vrstev, tvořených oxidovými nebo nitridovými materiály, není v případě kovu a kyslíku nebo dusíku důležité, aby tyto byly přítomny ve stechiometrických množstvích.

Z technického hlediska je nutné, aby tyto zasklívací panely nepropouštěly příliš velký podíl celkově dopadajícího slunečního záření, aby nedocházelo uvnitř těchto budov při slunečném počasí k přehřátí. Prostup celkově dopadajícího slunečního záření je možno vyjádřit tak zvaným „solárním faktorem“. V tomto textu se uvedeným termínem „solární faktor“ míní součet celkové energie přímo propuštěné a energie, která je absorbována a opětně vyzářena na opačné straně od energetického zdroje, jako podíl celkové radiační energie, dopadající na sklo s povlakem. Zasklívací panely podle uvedeného vynálezu mají hodnotu tohoto solárního faktoru (FS) menší než 70 %, ve výhodném provedení menší než 60 %.

V případě těchto panelů je vhodné, aby rovněž propouštěly vhodný podíl viditelného světla, čímž se dosáhne jednak přirozeného osvětlení vnitřního prostoru budovy, a jednak mohou obyvatelé této budovy vidět ven. Tato transmise (neboli propustnost) viditelného světla může být vyjádřena

-4CZ 287185 B6 „činitelem prostupnosti“, neboli propuštěným podílem světla, dopadajícího na povlečený substrát. Vzhledem k výše uvedenému je vhodné zvýšit selektivitu povlaku, to znamená zvýšit hodnotu poměru činitele prostupnosti vzhledem k hodnotě solárního faktoru. Ve výhodném provedení je tento činitel prostupnosti světla (T_L) u panelů podle uvedeného vynálezu v rozmezí od 30 % do 65 %.

Ve výhodném provedení má tento panel střední hodnotu propustnosti ultrafialového záření (Tuv), to znamená ve spektru ultrafialového záření (v rozmezí od 280 nm do 380 nm), menší nebo rovnou 45 %, nejvýhodněji menší nebo rovnou 20 %, což může být výhodné z hlediska zmenšení poškození na světlo citlivých materiálů, vyskytujících se uvnitř budovy.

Podle uvedeného vynálezu je výhodné, jestliže složení a tloušťka základní podkladové vrstvy a vnější ochranné vrstvy jsou takové, že dominantní vlnová délka odraženého záření ze strany panelu bez povlaku se ve viditelné oblasti pohybovala v rozmezí od 470 do 490 nm (modré zabarvení). Z estetického hlediska je vhodné opatřit tyto zasklívací panely povlakem, který má v odrazu modré zabarvení. Všude tam, kde mají budovy relativně velké zasklené plochy a rovněž v případě vysokých budov, poskytuje modré zabarvení v odrazu méně nápadný a nevtíravý vzhled pro pozorovatele. V jiných provedeních je možno připravit zasklívací panely s neutrálním vzhledem.

Odrazivost viditelného světla (R_L) ze strany neopatřené povlakem je ve výhodném provedení 10% až 30%. Ve výhodném provedení podle vynálezu je čistota zabarvení odraženého světla z této strany neopatřené povlakem větší než 5 %, ještě výhodněji přinejmenším 8 % a nejvýhodněji přinejmenším 15 %, jako například v rozmezí od 19 % do 22 %. Tato čistota zabarvení je definována podle lineární škály, kde definovaný zdroj bílého světla má čistotu nula a čisté zabarvení má čistotu 100%. Termínem „čistota zabarvení“, který byl použit v tomto textu, se míní excitační čistota, změřená pomocí osvětlovací jednotky C, definované v publikaci Intemational Lighting Vocabulary, publikované Intemational Commission of Illumination (CIE), 1987, str. 87 a 89.

Tuto vnější ochrannou vrstvu je možno zvolit tak, aby poskytla vyšší čistotu odraženého světla ze strany panelu neopatřené povlakem v porovnání s podobným panelem, který není opatřen oxidovou ochrannou vrstvou. Například je možno uvést, že zasklívací panel, opatřený povlakem nitridu titanu o tloušťce 40 nm, má šedo-modré zabarvení (čistota = 5 %) v odrazu ze strany neopatřené povlakem, přičemž jestliže se na tuto vrstvu aplikuje další vnější ochranná vrstva oxidu cínu o tloušťce 10 nm, potom tento panel získá modrý vzhled ze strany neopatřené povlakem a čistota zabarvení stoupne na 8 %. V případě povlaku nitridu titanu TiN o tloušťce 20 nm se pomocí vnější ochranné vrstvy oxidu cíničitého SnO? o tloušťce 20 nm zvýší čistota zabarvení z 15 % na 21 %.

Podle jednoho z provedení podle uvedeného vynálezu nejsou na zasklívacím panelu přítomny žádné další povlakové vrstvy. Z výše uvedeného vyplývá, že uvedená první vrstva je aplikována přímo na substrát. Ovšem v alternativním provedení podle uvedeného vynálezu může tento panel dále obsahovat další povlakovou vrstvu, umístěnou mezi základní povlakovou vrstvou a uvedeným substrátem. Konkrétně je možno uvést, že za účelem zmenšení interakce mezi reakčními složkami a substrátem během tvorby nitridové vrstvy je možno aplikovat vrstvu oxidu křemíku, jak je například uvedeno v patentu Velké Británie č. 2234264 a 2247691 (majitelem těchto patentů je firma Glaverbel). Geometrická tloušťka uvedené další vrstvy se může pohybovat v rozmezí od 50 nm do 100 nm.

Podle druhého aspektu se uvedený vynález týká způsobu přípravy povlečeného zasklívacího panelu, který zahrnuje následující stupně:

-5CZ 287185 B6 (I) vytvoření základní podkladové vrstvy na substrátu pyrolýzou, přičemž tato základní podkladová vrstva obsahuje nitrid, vybraný ze skupiny, zahrnující nitridy titanu, zirkonia, niobu a směsi dvou nebo více těchto uvedených látek, a (II) vytvoření vnější transparentní ochranné vrstvy, přilehlé k uvedené základní podkladové vrstvě, pyrolýzou a tato vnější ochranná vrstva obsahuje oxid, přičemž podstata tohoto postupu spočívá v tom, že povlak, vytvořený z uvedené základní podkladové vrstvy a vnější ochranné vrstvy, je takový, že celková geometrická tloušťka je v rozmezí od 20 nm do 55 nm.

Tyto panely podle uvedeného vynálezu je možno instalovat jednotlivě nebo vytvářet vícečlenné zasklívací sestavy. Povlečený povrch tohoto panelu může tvořit vnitřní povrch do vnějšího prostoru umístěného zasklívacího panelu. V tomto provedení není povlaková vrstva vystavena působení vnějších povětrnostních podmínek, které jinak mohou způsobit rychlé snížení životnosti této vrstvy zašpiněním, fyzickým poškozením a/nebo oxidací. Povlaky, vytvořené pyrolyzním postupem, mají obecně větší mechanickou odolnost než povlaky, získané jinými metodami, a takto vytvořené povlaky mohou být vystaveny působení okolní atmosféry. Panely podle uvedeného vynálezu je možno rovněž vhodně použít v laminovaných skleněných strukturách, například v případech, kdy povlečený povrch tvoří vnitřní povrch do vnějšího prostoru umístěného laminátu.

Zasklívací panely podle uvedeného vynálezu je možno připravit následujícím způsobem. Každý pyrolytický stupeň, při kterém se tvoří povlak, je možno provádět při teplotě v rozmezí od 550 °C do 750 °C.

Tyto povlaky je možno vytvořit na desce skla, která se pohybuje v tunelové peci, nebo na pásu skla během jeho tvorby, ve stavu, kdy je stále ještě horký. Povlaky je možno vytvořit uvnitř chladicí pece, která je zařazena za zařízením na výrobu skleněného pásu, nebo uvnitř tanku na horním povrchu skleněného pásu, kdy tento pás plave na lázni roztaveného cínu.

Tyto povlakové vrstvy se ve výhodném provedení podle vynálezu aplikují na substrát metodou ukládání chemických par. Toto ukládání chemických par je zejména výhodné z toho důvodu, že je u tohoto postupu tendence ke vzniku povlaků o pravidelné tloušťce a složení, přičemž stejnoměrnost tohoto produktu je zejména důležitá v případech, kdy se tyto zasklívací panely používají ve formě velkých ploch. Při použití kapalin jako reakčních materiálů není možno působit na odpařovací proces. Kromě toho je nutno uvést, že ukládání z chemických par je mnohem ekonomičtější, pokud se týče použitých surovin, neboť při něm dochází k menším ztrátám látek, odváděných do odpadu.

Při vytváření každého povlaku se substrát uvádí do kontaktu v povlékací komoře s plynným médiem, obsahujícím jednu nebo více látek v plynném stavu. Do této povlékací komory se přivádí plynná reakční složka prostřednictvím jedné nebo více trysek, jejichž délka je přinejmenším rovná šířce vytvářeného povlaku. Jestliže je použito několika reakčních látek, potom v závislosti na vytvářeném povlaku a reaktivitě použitých látek jsou tyto složky distribuovány buďto ve formě směsi jednou ejekční tryskou v povlékací komoře, nebo jsou distribuovány prostřednictvím několika ejekčních trysek.

Metody a přístroje k vytváření těchto povlaků jsou z dosavadního stavu techniky běžně známé, přičemž jsou popisované například ve francouzském patentu č. 2 348 166 (BFG Glassgroup) nebo ve francouzské patentové přihlášce č. 2 648 453 Al (Glaverbel). Pomocí těchto metod a zařízení je možno dosáhnout vytvoření zejména pevných povlaků s výhodnými optickými vlastnostmi.

Při vytváření povlaků oxidu cíničitého SnO₂ nebo oxidu titaničitého TiO₂ se používá dvou následně zařazených trysek. Reakční činidlo, které obsahuje uvedený kov (to znamená cín nebo

-6CZ 287185 B6 titan) a které je přiváděno do první trysky, je ve formě tetrachloridu, přičemž tato látka je při teplotě okolí kapalná a při tomto postupu se při zvýšené teplotě odpaří účinkem proudu bezvodého nosného plynu. Toto odpaření je usnadněno atomizací reakčních složek v nosném plynu. Oxid se vytvoří tak, že se molekuly tetrachloridu přivedou do kontaktu s vodní párou, zaváděnou do druhé trysky. Tato vodní páraje přehřátá a nastřikuje se do nosného plynu. Oxid cíničitý SnO₂ je možno připravit za použití podílů chloridu ciničitého SnCl₄ a vody, podrobně uvedených a vysvětlených v patentu Velké Británie č. 2026454 (Glaverbel).

V případě potřeby je možno použít dopujících látek, jako je například fluorovodík HF, který se přidává do vodní páry za účelem získání vodivého povlaku oxidu cínu.

Povlaky oxidu křemičitého SiO₂ nebo oxidů křemíku SiO_x je možno ukládat za použití silanu S1H4 a kyslíku, přičemž se použije postupu podle patentů Velké Británie ě. 2234264 a 2247691, viz výše.

Příklady provedení vynálezu

Zasklívací panely, opatřené pyrolytickým povlakem, a postup jejich přípravy a jejich vlastnosti budou v dalším blíže vysvětleny s pomocí konkrétních příkladů, které jsou pouze ilustrativní a nijak neomezují rozsah vynálezu.

Příklad 1

Podle tohoto provedení byl substrát, tvořený čtyřmilimetrovou deskou čirého sodno-vápenatého skla, opatřen povlakem aplikovaným pyrolýzou, přičemž se postupovalo následujícím způsobem. Při tomto postupu bylo použito zařízení se dvěma následně zařazenými tryskami. Reakční činidlo, které obsahovalo chlorid titaničitý T1CI4, bylo odpařeno v proudu bezvodého plynného dusíku při teplotě asi 600 °C, načež bylo přivedeno do první trysky. Odpaření bylo usnadněno atomizací těchto reakčních složek v tomto nosném plynu. Do druhé trysky byl přiveden plynný amoniak. Tento amoniak byl zahřát na teplotu asi 600 °C, přičemž byl rovněž nastřikován do nosného plynu, který byl ohřát vzduchem na teplotu asi 600 °C. Průtočné množství plynu (to znamená nosný plyn plus reakční činidlo) v každé trysce odpovídalo hodnotě 1 m³/cm šířky substrátu/hodinu při dané provozní teplotě.

Tento proces vytváření povlaku probíhal tak dlouho, dokud geometrická tloušťka povlaku, který se vytvořil na substrátu, nedosahovala 11 nm. Tento substrát byl potom podroben vytvoření druhého povlaku. Reakční činidlo v tomto případě tvořil chlorid cíničitý, který byl odpařen v proudu bezvodého plynného dusíku při teplotě asi 600 °C, a tento proud byl přiveden do první trysky. Vodní pára byla přivedena do druhé trysky. Tato vodní pára byla přehřátá na teplotu asi 600 °C, přičemž byla rovněž nastřikována do nosného plynu, který byl ohřát vzduchem na teplotu asi 600 °C. Průtočné množství plynu (to znamená nosný plyn plus reakční činidlo) bylo v každé trysce 1 m³/cm šířky substrátu/hodinu při dané provozní teplotě.

Tento proces vytváření druhého povlaku probíhal tak dlouho, dokud geometrická tloušťka povlaku oxidu ciničitého, vytvořená na substrátu a uložená na absorpční povlakové vrstvě, nedosahovala 30 nm.

V alternativním provedení postupu podle tohoto příkladu 1 byla na substrátu před vytvořením vrstvy nitridu titanu TiN vytvořena povlaková vrstva oxidu křemíku. Tento skleněný substrát byl opatřen povlakem v povlékací jednotce, umístěné podél komory na plavení skla, ve které má sklo teplotu asi 700 °C. Do přívodního potrubí byl přiváděn dusík, přičemž silan byl přiváděn do

-7CZ 287185 B6 tohoto potrubí o parciálním tlaku 0,25 % a kyslík byl přiváděn o parciálním tlaku 0,5 %. Vytvořená vrstva byla tvořena oxidem křemičitým o tloušťce asi 70 nm.

Zasklívací panel, získaný shora uvedeným způsobem, měl intenzivní modré zabarvení při pozo5 rování odrazu ze strany neopatřené povlakem. U tohoto panelu byly zjišťovány různé vlastnosti, které jsou souhrnně uvedeny v následující tabulce č. III.

Příklady 2 až 7

Při provádění postupů podle těchto příkladů bylo použito podobného postupu, jako je postup podle příkladu 1, přičemž byly připraveny další vzorky. Detailní charakteristiky těchto povlaků a vlastnosti takto získaných panelů jsou uvedeny v následující tabulce č. III.

Tabulka III

	1	2	3	Příklad 4	5	6	7
Nitrid	TiN	TiN	TiN	TiN	TiN	TiN	TiN
Tloušťka (nm)	11	15	20	25	31	40	31
Tolerance (± %)	15	6	12	8	10	4	4
Oxid	SnO₂	SnO₂	SnO₂	SnO₂	SnO₂	SnO₂	TiO₂ ^a
Tloušťka	30	27,5	20	17,5	10	10	10
Tolerance (± %)	7	3	12	9	15	16	15
T_L(%)	52	45	37	31	25	19	25
‘FS (%)	55	49	42	38	34	29	34
*Rl(%)	15	17	17	20	21	25	21
’t_l/fs	0,96	0,93	0,86	0,81	0,73	0,65	0,73
Tuv(%)	39,5		24,8	19,8		9,9
Odražené zabarvení		<-----	— neutrální z povlečené strany/
²Čistota (%)		modré ze strany neopatřené povlakem----	—>
22	22	21	19	15	8	15

^a forma anatasu, ¹ měřeno ze strany neopatřené povlakem, ' „čistotou“ se míní čistota zabarvení, měřená z odrazu ze strany neopatřené povlakem.

Termínem „tolerance“, který je uveden v této tabulce č. III, se míní změny tloušťky povlaku, které jsou možné, aniž by měly patrný vliv na vlastnosti získaného konečného produktu.

Ve výše uvedených příkladech 1 až 6 je demonstrována ta skutečnost, že pro v podstatě konstantní celkovou tloušťku povlaku je možno změny optických vlastností dosáhnout měněním relativní tloušťky nitridové a oxidové vrstvy, přičemž zabarvení odraženého světla zůstává v podstatě konstantní. V příkladu 7 jsou demonstrovány vlastnosti, kterých je možno dosáhnout 30 v případě, že se oxid cíničitý, použitý v příkladech 1 až 6, nahradí anatasem. Podobných výsledků je možno dosáhnout, jestliže se nitrid titanu nahradí nitridem zirkonia nebo nitridem niobu.

-8CZ 287185 B6

Příklad 8

Podle tohoto příkladu byl připraven zasklívací panel s kontrolovaným prostupem slunečního záření v neutrálním provedení. Povlakové vrstvy byly stejné jako v příkladu 1, ovšem tento zasklívací panel byl pozorován ze strany vytvořeného povlaku místo ze strany neopatřené povlakem. Získané výsledky byly následující:

T_l = 52%

FS = 53 %

R_l = 14 % T_L/FS = 0,98

T_uv = 39,5%.

Dominantní vlnová délka v odrazu z povlečené strany byla 491 nm, přičemž čistota činila 3,9 % (neutrální provedení).

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zasklívací panel, opatřený pyrolytickým povlakem a obsahující substrát, základní podkladovou vrstvu, obsahující nitrid, vybraný ze skupiny, zahrnující nitridy titanu, zirkonia, niobu a směsi dvou nebo více těchto nitridů, a dále vnější transparentní ochrannou vrstvu, přilehlou k uvedené základní podkladové vrstvě, obsahující oxid, vyznačující se tím, že celková geometrická tloušťka základní podkladové vrstvy a ochranné vrstvy je v rozmezí od 20 nm do 55 nm.
2. Zasklívací panel podle nároku 1, vyznačující se tím, že geometrická tloušťka základní podkladové vrstvy je v rozmezí od 10 nm do 50 nm.
3. Zasklívací panel podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že geometrická tloušťka vnější ochranné vrstvy je v rozmezí od 9 nm do 35 nm, výhodně v rozmezí od 15 nm do 35 nm.
4. Zasklívací panel podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že index lomu vnější ochranné vrstvy je v rozmezí od 1,8 do 2,7.
5. Zasklívací panel podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že oxid vnější ochranné vrstvy se zvolí ze skupiny, zahrnující oxidy hliníku, křemíku, hořčíku, cínu, zinku, zirkonia, titanu, vizmutu, niobu a směsi dvou nebo více těchto oxidů.
6. Zasklívací panel podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že nitrid základní podkladové vrstvy obsahuje nitrid titanu a oxid vnější ochranné vrstvy obsahuje oxid cínu.
7. Zasklívací panel podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že dále obsahuje povlakovou vrstvu, umístěnou mezi uvedenou základní podkladovou vrstvou a uvedeným substrátem.

-9CZ 287185 B6
8. Zasklívací panel podle nároku 7, vyznačující se tím, že geometrická tloušťka uvedené další vrstvy je v rozmezí od 50 do 100 nm.
9. Zasklívací panel podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že uvedená další vrstva je tvořena oxidem.
10. Zasklívací panel podle nároku 9, vyznačující se tím, že uvedená další vrstva je tvořena oxidem křemíku.
11. Způsob přípravy zasklívacího panelu, opatřeného povlakem, zahrnující následující stupně:

(I) vytvoření základní podkladové vrstvy na substrátu pyrolýzou, přičemž tato základní podkladová vrstva obsahuje nitrid, vybraný ze skupiny, zahrnující nitridy titanu, zirkonia, niobu a směsi dvou nebo více těchto uvedených látek, a (II) vytvoření vnější transparentní ochranné vrstvy, přilehlé k uvedené základní podkladové vrstvě, pyrolýzou, přičemž tato vnější ochranná vrstva obsahuje oxid, vyznačující se tím, že se substrát povleče k získání uvedené základní podkladové vrstvy a vnější ochranné vrstvy takovým způsobem, aby celková geometrická tloušťka byla v rozmezí od 20 nm do 55 nm.