BE1020114A3 - Procede de fabrication de feuille de verre decoree. - Google Patents
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Abstract
L'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'une feuille de verre décorée recouverte d'un revêtement fonctionnel comprenant les étapes successives d'application par impression d'au moins un motif décoratif sur au moins une partie d'une face de la feuille de verre, de séchage du motif décoratif imprimé, de dépôt par pulvérisation cathodique magnétron du revêtement fonctionnel couvrant au moins partiellement ledit motif décoratif. L'invention concerne également l'utilisation de la feuille de verre décorée ainsi recouverte comme élément de façade.
Description
Procédé de fabrication de feuille de verre décorée 1. Domaine de l’invention
Le domaine de l’invention est celui des procédés de fabrication de feuille de verre décorée recouverte d’un revêtement fonctionnel conférant des propriétés basses émissives, antisolaires, de protection ou de conductivité électrique.
Plus précisément, l’invention concerne un procédé de fabrication de feuille de verre décorée recouverte d’un revêtement fonctionnel conférant des propriétés basses émissives ou antisolaires, le revêtement fonctionnel étant déposé sur ladite face de la feuille de verre munie du motif décoratif et couvrant au moins partiellement ledit motif décoratif.
2. Solutions de l’art antérieur
Les applications utilisant une feuille de verre décorée par un motif sont telles que ledit motif est généralement vu à travers l’épaisseur de la feuille de verre. Lorsque la feuille de verre décorée est destinée à être utilisée comme élément de façade d’immeuble, il est indispensable qu’outre sa fonction décorative, la feuille de verre présente une fonction énergétique. Par les termes « fonction énergétique », on entend désigner le fait que la feuille de verre décorée permet également de réduire les échanges caloriques de part et d’autre de celle-ci. La réduction des échanges caloriques à travers la feuille de verre décorée est obtenue par dépôt d’un revêtement bas émissif ou antisolaire. Par ailleurs, le revêtement fonctionnel ne doit, de part sa position, en rien altérer la couleur du motif, en d’autres termes la couleur du motif vue au travers de la feuille de verre ne doit pas être influencée par le revêtement fonctionnel.
Le revêtement bas émissif ou antisolaire peut être disposé entre la feuille de verre et le motif décoratif ou bien au-dessus dudit motif décoratif. Il a été cependant observé, comme rapporté dans le document W02006/061541 A2, qu’un positionnement du revêtement fonctionnel au-dessus du motif présente l’avantage d’éviter une dénaturation du motif mais également de permettre d’atténuer la perception de défauts éventuels présents dans ledit revêtement et ainsi conduire à une meilleure esthétique.
Le document W02006/061541 A2 décrit, par ailleurs, un procédé de fabrication d’une feuille de verre décorée et à revêtement fonctionnel comprenant les étapes successives suivantes : • dimensionnement de la feuille de verre, • sérigraphie du motif décoratif à base d’émail, • dépôt du revêtement fonctionnel sur la feuille de verre par pyrolyse • en un passage dans un four, réalisation des opérations de cuisson d’émail et de dépôt du revêtement fonctionnel simultanément.
Un tel procédé nécessite, obligatoirement, le dimensionnement préalable de la feuille de verre avant toute impression du motif décoratif. Cette opération de découpe préalable induit une flexibilité moindre du procédé. Par ailleurs, le dépôt du revêtement fonctionnel est effectué par pyrolyse ce qui exclut la possibilité d’utiliser des revêtements fonctionnels bas émissifs ou antisolaires à base d’argent métallique obtenu par pulvérisation cathodique de type magnétron.
3. Objectifs de l’invention L’invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l’art antérieur.
Plus précisément, un objectif de l’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de fournir un procédé de fabrication de feuille de verre décorée recouverte d’un revêtement fonctionnel, ledit procédé présentant une plus grande flexibilité.
Un autre objectif de l’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de mettre en oeuvre un procédé permettant de travailler sur des feuilles de verre de grande dimension de format de type PLF ou DLF susceptibles d’être découpées à façon par la suite.
L’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, a encore pour objectif de fournir un procédé permettant l’obtention d’une feuille de verre décorée recouverte d’un revêtement fonctionnel conférant des propriétés basses émissives ou antisolaires ou recouverte d’un revêtement de protection à base d’oxyde ou de nitrure ou recouverte d’un revêtement conducteur électrique à base d’au moins un oxyde dopé, ladite feuille présentant une esthétique agréable par le fait que l’aspect du motif décoratif n’est pas altéré par le dépôt dudit revêtement fonctionnel.
4. Exposé de l’invention
Conformément à un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de fabrication d’une feuille de verre décorée recouverte d’un revêtement fonctionnel comprenant les étapes successives suivantes: • application par impression d’au moins un motif décoratif sur au moins une partie d’une face de la feuille de verre, • séchage du motif décoratif imprimé,
Selon l'invention, un tel procédé comprend également le dépôt par pulvérisation cathodique magnétron du revêtement fonctionnel couvrant au moins partiellement ledit motif décoratif.
Le principe général de l’invention repose sur le dépôt par pulvérisation cathodique magnétron du revêtement fonctionnel sur au moins une partie du motif décoratif après impression et séchage dudit motif.
Ainsi, l’invention repose sur une approche tout à fait nouvelle et inventive. Les inventeurs ont en effet déterminé que de manière surprenante, il est possible de déposer un revêtement fonctionnel par pulvérisation cathodique magnétron après un simple séchage du motif décoratif imprimé sans avoir une dégradation dudit motif par dégazage lors de la mise sous vide de Γinstallation de pulvérisation cathodique et donc une contamination de ladite installation. Par séchage, on entend désigner un procédé de traitement thermique dont les conditions en termes de températures et de temps de traitement sont moins élevées que celles utilisées dans le cadre de la cuisson dudit motif. Les inventeurs ont également déterminés de manière tout aussi surprenante qu’un revêtement fonctionnel obtenu par pulvérisation cathodique, bien que présentant une épaisseur beaucoup plus faible que les revêtements obtenus par pyrolyse, ne présentent pas de problème de discontinuité à la « marche d’escalier » créée par le dénivelé entre la surface de la feuille de verre et la surface du motif décoré imprimé, cette discontinuité du revêtement fonctionnel étant révélée par la présence de halos.
L’invention permet ainsi de fournir un procédé de fabrication de feuille de verre décorée recouverte d’un revêtement fonctionnel présentant une plus grande flexibilité au niveau de la logistique des verres produits. En effet, différents décors peuvent être réunis sur une même feuille de verre, ladite feuille étant transportée vers un transformateur final qui pourra par la suite la découper à façon et la tremper. En outre, l’esthétisme de la feuille de verre décorée est conservé après le dépôt du revêtement fonctionnel.
Par les termes « feuille de verre », on entend désigner une feuille de verre inorganique. Le verre peut appartenir à diverses catégories. Le verre peut être un verre de type sodo-calcique, un verre au bore, un verre de type aluminosilicate, un verre comprenant un ou plusieurs additifs répartis de manière homogène dans sa masse, tels que, par exemple, au moins un colorant inorganique, un composé oxydant, un agent régulateur de la viscosité et/ou un agent facilitant la fusion. De préférence, le verre est de type sodo-calcique. Le verre de l’invention peut être un verre flotté, un verre étiré ou un verre texturé. Il peut être clair, extra-clair, sablé et/ou maté. L’expression « verre sodo-calcique » est utilisée ici dans son sens large et concerne tout verre qui contient les composants de base suivant (exprimé en pourcentages en poids total de verre):
Si02 60 à 75%
Na20 10 à 20%
CaO 0 à 16%
KgO 0 à 10%
MgO 0 à 10% A1203 0 à 5%
BaO 0 à 2%
BaO + CaO + MgO 10 à 20%
Na20 + KgO 10 à 20%
Elle désigne aussi tout verre comprenant les composants de base précédents qui peut comprendre en outre un ou plusieurs additifs. Par verre extraclair, on entend un verre dont la composition comprend moins de 0,06% en poids de fer total, exprimé sous formes de Fe203, et de préférence, moins de 0,02% en poids de fer total, exprimé sous forme de Fe203. Par les termes « feuille de verre », on entend également désigner une feuille de verre d’épaisseur au moins égale à 0,5 mm et au plus 20,0 mm, préférentiellement au moins égale à 4,0 mm et au plus égale à 10,0 mm.
Dans la présente invention, on entend désigner par motif décoratif, un seul motif ou une pluralité de motifs disjoints, juxtaposés ou superposés. Lorsque l’on a une pluralité de motifs, ceux-ci peuvent être de même forme ou de formes différentes. Le ou les motifs peuvent être de forme géométrique simple (rond, quadrilatère, polygones,...) ou complexe (dessins, logo, lettrage, label, ...). Le motif décoratif peut être unicolore (blanc, noire, bleu, rouge, vert, ...) ou multicolore. Par ailleurs, ledit motif décoratif peut être opaque ou translucide. L’épaisseur du motif décoratif peut être inférieure ou égale à 30 μηη, de préférence inférieure ou égale à 15 μηη.
La composition d’impression dudit motif décoratif est à base d’émail, qui est incorporé dans un toner céramique, une encre céramique ou une pâte céramique. Par le terme « émail », on entend désigner une substance vitreuse composée, notamment, de silice, de feldspath, de kaolin et d'oxydes métalliques. Les conditions de séchage du motif décoratif imprimé dépendent de la nature de la composition d’impression. Le rôle du séchage est l’élimination des composés organiques susceptibles d’une part de contaminer l’installation de pulvérisation cathodique magnétron lors de l’opération de dépôt du revêtement fonctionnel et d’autre part de dégazer lors de la phase ultérieure de cuisson/trempe avec pour effet une détérioration du revêtement fonctionnel. Ces composés correspondent à la matrice organique dans laquelle sont incorporés les émaux. Dans le cas des pâtes et des encres céramique, cette matrice est plus ou moins liquide et le séchage permet de rigidifier et de fixer l’émail sur le verre. Dans le cas des toners ou encres en poudre, la matrice est solide et le rôle du séchage est également de rigidifier et de fixer le toner sur le verre après application de celui-ci, afin d’éviter une dispersion de la poudre constituant ledit toner dans l’installation de pulvérisation cathodique magnétron. Les conditions de séchages vont dépendre du type de composition d’impression du motif décoratif choisi (encre, pâte ou toner céramique). Ainsi, un motif décoratif ayant une composition d’impression à base de pâte céramique ou de toner céramique nécessite un séchage à une température au moins égale à 500°C, préférentiellement au moins égale à 550°C, la durée de ce traitement étant conditionnée par l’épaisseur de la feuille de verre sur laquelle la composition d’impression à base d’émail incorporé dans un toner céramique ou une pâte céramique est appliquée. Ce temps de séchage est compris dans la gamme de temps allant de 40 à 90 secondes par millimètre d’épaisseur de la feuille de verre, préférentiellement ce temps de séchage est égal à 60 seconde par millimètre d’épaisseur de la feuille de verre. Les inventeurs ont déterminé que de manière surprenante, une encre nécessite quand à elle un séchage à une température d’au moins 150°C durant un temps d’au moins 320 secondes. Les inventeurs ont également déterminé que le séchage est réalisé lorsqu’au moins 90%, préférentiellement au moins 95% des matières organiques qui constituent la composition d’impression sont évaporées, et ce quelle que soit la nature de cette composition : toner, pâte ou encre céramique. Ce taux d’évaporation est mesuré par une mesure standard de thermogravimétrie, technique connue de l’homme de métier, qui permet également de déterminer précisément la température nécessaire pour évaporer la quantité d’organique nécessaire.
L’étape de séchage conditionne également la composition d’impression à base d’émail du motif décoratif utilisé : toner céramique, encre céramique ou pâte céramique. Afin de limiter le temps de séchage et les températures de séchage utilisées, des compositions d’impression comprenant des solvants organiques s’évaporant à une température inférieure ou égale à 300 °C sont préférés. Parmi ces compositions d’impression à base d’émail, on préfère les encres céramiques, plus particulièrement les encres céramiques utilisées par l’imprimante à Jet d’encre de marque « Dip Tech ». Toutefois, l’utilisation de composition d’impression à base d’émail comprenant des solvants à plus hautes températures d’évaporation n’est pas exclue, ces émaux nécessitant des températures de séchage d’au moins 500°C, préférentiellement d’au moins 550°C.
Selon une mise en oeuvre avantageuse, une découpe à dimension de la feuille de verre décorée est effectuée, directement ou non, après le dépôt du revêtement fonctionnel.
Ainsi, l’invention permet de travailler des feuilles de verres de grandes dimensions pouvant avoir un format de type PLF (Pleine Largeur de Feuille) ou DLF (Demi Largeur de Feuille)
Selon une mise en oeuvre préférée, un traitement thermique de la feuille de verre décorée est effectué, directement ou non, après le dépôt du revêtement fonctionnel, ledit traitement thermique correspondant à une cuisson de la composition d’impression à base d’émail du motif décoratif. Cette cuisson a pour effet de solidifier le motif décoratif par frittage ou sintérisation et elle permet également d’enlever les composés organiques éventuels restant après le séchage. Par frittage ou sintérisation, on entend désigner un processus faisant évoluer par traitement thermique un système constitué de particules individuelles (ou un aggloméré poreux), en l’absence de pression externe exercée ou sous l’effet d’une telle pression, de sorte que cette évolution entraîne une diminution importante (sinon complète) de la porosité initiale. Les températures de cuisson des compositions d’impression à base d’émail sont généralement comprises dans la gamme de température allant de 650°C à 700°C.
Selon un mode avantageux de mise en oeuvre, le traitement thermique correspond à un traitement thermique de trempe de la feuille de verre décorée lorsque ladite feuille est destinée à être un verre à tremper. Un tel mode de mise en oeuvre permet d’obtenir de manière simultanée la cuisson du motif décoratif et la trempe de la feuille de verre. Les températures nécessaires pour réaliser la trempe thermique de la feuille de verre sont au maximum de l’ordre de 700°C. Ces températures sont préférentiellement au maximum de l’ordre de 690°C, plus préférentiellement au maximum de l’ordre de 670°C.
Selon un autre mode de mise en oeuvre du procédé selon l’invention, le traitement thermique de la feuille de verre décorée correspond à un traitement de thermique de bombage de ladite feuille de verre. Les températures nécessaires pour réaliser le bombage thermique de la feuille de verre sont au moins supérieures à 605°C. Selon un mode de mise en oeuvre avantageux, le traitement thermique correspond à un traitement thermique de bombage suivi par un traitement thermique de trempe.
Selon un mode de mise en oeuvre avantageux, l’impression du motif décoratif est effectuée par au moins un des moyens d’impression sélectionnés parmi la sérigraphie, l’imprimante laser ou l’imprimante Jet d’encre. Lorsque chaque feuille de verre doit être décorée de façon différente, en d’autres terme lorsque le motif décoratif varie de feuille à feuille, les moyens d’impression tels que l’imprimante laser ou l’imprimante à Jet d’encre sont préférés. Ces moyens dits d’impression digitale ou impression numérique permettent d’inclure dans le dessin les cibles pour une découpe ultérieure sans que le procédé ne devienne complexe. Dans le cas d’un motif décoratif destiné à être produit en grande série, la sérigraphie est avantageusement utilisée.
Selon un mode de mise en oeuvre avantageux, le procédé de fabrication selon l’invention, est tel que le revêtement fonctionnel est un revêtement fonctionnel bas émissif, antisolaire, de protection et/ou conducteur électrique à base d’au moins un oxyde dopé. Par les termes « revêtement fonctionnel », on entend désigner tout type de revêtement. Par le terme « revêtement » au sens de la présente invention, on entend désigner le fait que ledit revêtement peut être constitué d’une couche en matériau unique ou d’une pluralité de couches chacune en un matériau différent. Le revêtement fonctionnel peut ainsi être un revêtement de protection ayant par exemple une durabilité suffisante pour résister au transport, un revêtement conducteur électrique à base d’au moins un oxyde dopé, préférentiellement sélectionné parmi l’oxyde d’indium dopé à l’étain, l’oxyde de zinc dopé par au moins un élément dopant sélectionné parmi l’aluminium, le gallium ou leur mélange et/ou un revêtement de type bas émissif ou antisolaire. Lorsque le revêtement fonctionnel est de type bas émissif, ledit revêtement comprend une couche à base d’argent, préférentiellement une seule couche d’argent. Lorsque le revêtement fonctionnel est de type antisolaire, ledit revêtement comprend au moins une couche à base d’argent, préférentiellement au moins deux couches à base d’argent et/ou ledit revêtement antisolaire comprend au moins une couche à base d’oxyde d’au moins un élément sélectionné parmi le titane, le zirconium, l’étain ou les oxydes mixtes d’au moins deux d’entre eux, préférentiellement l’oxyde mixte titane zirconium et/ou une couche à base de nitrure d’au moins un élément sélectionné parmi le silicium, l’aluminium, citons comme exemple de revêtement fonctionnel antisolaire sans couche d’argent les produits commercialisés sous le nom de « Stopsol Phoenix » par la société AGC et/ou ledit revêtement fonctionnel comprend au moins une couche à base de semi-métaux choisi parmi le tungstène, le chrome ou le mélange nickel-chrome, ladite couche à base de semi-métaux étant protégée de part et d’autre par au moins une couche à base d’oxyde, préférentiellement à base d’oxyde de titane, d’oxyde de zirconium, d’oxyde d’étain ou d’oxyde mixte titane zirconium ou à base de nitrure, préférentiellement à base d’au moins un élément sélectionné parmi le silicium, l’aluminium. Lorsque le revêtement fonctionnel de type bas émissif ou antisolaire comprend une couche à base d’argent, l’argent est présent sous forme pure ou alliée à un autre métal, la forme pure étant préférée, ladite couche d’argent étant protégée de par et d’autre par au moins une couches à base d’oxyde ou de nitrure. Lorsque l’argent est présent sous forme alliée, l’autre métal comprend préférentiellement au moins le palladium et/ou l’or, plus préférentiellement le palladium. Lorsque le revêtement fonctionnel est un revêtement fonctionnel bas émissif ou antisolaire comprenant au moins une couche à base d’argent, ledit revêtement comprend également un ensemble de couches diélectriques disposées de part et d’autre de ladite couche à base d’argent. La couche d’argent a une épaisseur géométrique d’au moins 5,0 nm, préférentiellement d’au moins 9,0 nm. La couche d’argent a une épaisseur géométrique d’au plus 25,0 nm, préférentiellement d’au plus 18,0 nm, plus préférentiellement d’au plus 14,0 nm. Le plus préférentiellement, la couche d’argent a une épaisseur égale à 12,5 nm. Le revêtement bas émissif ou antisolaire, préférentiellement le revêtement antisolaire, peut comprendre plusieurs couches à base d’argent, lesdites couches étant séparées par des couches diélectriques rendant la feuille de verre décorée recouverte d’un revêtement fonctionnel selon l’invention anti-réfléchissante dans une partie du spectre du rayonnement solaire, en particulier sans le domaine des longueurs du visible. Citons comme exemple de revêtement fonctionnel antisolaire, les produits commercialisés sous le nom de « Stopray » par la société AGC et comme exemple de revêtement bas émissif les produits commercialisé sous le terme « TopN, TopN+, TopN+T » par la même société.
Selon un mode de mise en oeuvre avantageux, le procédé de fabrication selon l’invention est tel que le revêtement fonctionnel est un revêtement fonctionnel de protection comprenant au moins un oxyde d’un élément sélectionné parmi le titane, le zirconium, le vanadium, le niobium, le tantale, l’aluminium, le zinc, le silicium, l’étain, le bismuth, l’indium, les mélanges d’au moins deux d’entre eux ou les oxydes mixtes d’au moins deux d’entre eux et/ou un nitrure d’un élément sélectionné parmi le titane, le zirconium, l’aluminium, le silicium ou les mélanges d’au moins deux d’entre eux ou les nitrures mixtes d’au moins deux d’entre eux.
Selon un mode particulier du mode précédent, le revêtement de protection est un revêtement à base de nitrure de silicium et/ou à base d’oxyde de titane, ledit oxyde de titane étant associé à au moins un autre oxyde de dureté élevée sélectionné parmi le groupe comprenant l’oxyde de niobium, l’oxyde dé silicium, l’oxyde de chrome, l’oxyde de zirconium, préférentiellement sélectionné parmi le groupe comprenant l’oxyde de silicium, l’oxyde de chrome, l’oxyde de zirconium. Les proportions respectives d’oxyde de titane et des autres oxydes peuvent recouvrir une large gamme. Pour que la fonction de protection soit remplie, le ou les oxydes additionnels doivent représenter au moins 5% en poids de l’ensemble et de préférence au moins 10%. Dans le cas d’un oxyde mixte, l’oxyde de titane représente au moins à 50% en poids, préférentiellement au moins 55% en poids de l’oxyde mixte. Dans les oxydes mixtes utilisés en plus de l’oxyde de titane, l’oxyde de zirconium est particulièrement préféré en raison de sa dureté très élevée. 11 est avantageusement présent à raison de 15 à 50% en poids de la couche de protection. En dehors de l’oxyde de titane et des autres oxydes énumérés ci-dessus, la couche de protection peut encore contenir des oxydes supplémentaires pratiquement indissociables des oxydes précédents. C’est le cas en particulier des lanthanides comme l’oxyde d’yttrium ou celui d’hafnium. Lorsque ces oxydes additionnels sont présents, leur teneur reste relativement limitée et ne dépasse pas 8% en poids de l’ensemble et le plus souvent reste inférieure à 5%.
Selon un mode de mise en oeuvre, le procédé de fabrication selon l’invention est tel que le revêtement fonctionnel est un revêtement de type bas émissif ou antisolaire comprenant au moins une couche à base d’argent, ledit revêtement comprend également un ensemble de couches diélectriques disposées de part et d’autre de ladite couche à base d’argent.
Selon un mode avantageux de mise en oeuvre, le procédé de fabrication selon l’invention est tel que le revêtement fonctionnel bas émissif ou antisolaire comprend au moins un moyen de protection physique. Par «protection physique », on entend désigner une protection contre une usure mécanique, par frottement, à la griffe,... Les couches obtenues par pulvérisation cathodique magnétron étant des couches dites tendres, il est nécessaire de les protéger contre toute dégradation physique. Parmi les moyens de protection, citons pour exemple une feuille plastique, une couche magnétron de dureté élevée telle qu’une couche d’oxyde mixte titane zirconium, une couche en carbone, lesdits moyens de protection physique étant déposés sur le revêtement fonctionnel bas émissif ou antisolaire.
Selon un mode de mise en oeuvre particulier, le procédé de fabrication selon l’invention est tel que le revêtement fonctionnel bas émissif ou antisolaire comprenant une couche à base d’argent comprend également au moins un moyen de protection chimique de ladite couche d’argent. Par les termes « protection chimique », on entend désigner une protection contre tout phénomène de dégradation chimique de l’argent (oxydation, diffusion d’ions alcalins provenant de la feuille de verre, diffusion de l’argent lors du traitement thermique de trempe).
Parmi ces moyens, citons pour exemple : • au moins une couche barrière, ladite couche barrière étant, par rapport à la feuille de verre la première couche constituant le revêtement fonctionnel bas émissif ou antisolaire. Le matériau constituant la couche barrière étant sélectionné parmi l’oxyde de titane, l’oxyde de zinc, le nitrure de silicium, l’oxynitrure de silicium, l’oxycarbure de silicium, l’oxycarbonitrure de silicium, le nitrure d’aluminium, l’oxynitrure d’aluminium, l’oxyde d’aluminium, cette couche barrière étant éventuellement dopée ou alliée à l’étain. La couche barrière a une épaisseur géométrique d’au moins 3,0 nm, de préférence d’au moins 10,0 nm, plus préférentiellement d’au moins 30,0 nm, encore plus préférentiellement d’au moins 50,0 nm. La couche barrière a une épaisseur d'au plus 100 nm.
• au moins une couche sacrificielle, la couche sacrificielle étant située sur au moins une face de la couche à base d’argent. Par couche sacrificielle, on entend une couche pouvant être oxydée en tout ou partie. Cette couche permet d’éviter une détérioration de la couche d’argent, notamment par oxydation. Lorsqu’elle est présente, la couche sacrificielle comprend au moins un composé choisi parmi les métaux, les nitrures, les oxydes, les oxydes métalliques sous-stoechiométriques en oxygène. Préférentiellement, les métaux, nitrures, oxydes, oxydes métalliques sous-stoechiométriques comprennent au moins un élément sélectionné parmi le Ti, le Zr, l’Hf, le V, le Nb, le Ta, le Cr, le Mo, le W, le Mn, le Fe, le .Co, le Ni, le Cu, Zn, ΓΑ1. Plus préférentiellement, la couche sacrificielle comprend au moins le Ti, le TiOx (avec x < 2), le NiCr. L’épaisseur de la couche sacrificielle est d’au moins 0,5 nm. L’épaisseur de la couche sacrificielle est d’au plus 6,0 nm, Plus préférentiellement, l’épaisseur est égale à 2,5 nm. Selon un mode préféré de réalisation, une couche sacrificielle est déposée sur la face de la couche de couche à base d’argent la plus éloignée par rapport à la feuille de verre.
Selon un mode de mise en oeuvre particulier, le procédé de fabrication selon l’invention est tel que le revêtement fonctionnel bas émissif ou antisolaire comprenant une couche à base d’argent comprend une couche barrière comprenant au moins un composé sélectionné parmi le nitrure de silicium, l’oxynitrure de silicium, le nitrure d’aluminium, l’oxynitrure d’aluminium, l’oxyde d’aluminium, préférentiellement la couche barrière est en oxyde de silicium. Ladite couche bloquant la diffusion de l’argent lorsque la feuille de verre décorée revêtue de la dite couche est soumise à un traitement thermique de trempe.
Selon un mode de mise en oeuvre, le procédé de fabrication selon l’invention est tel qu’une couche de fond est déposée sur la feuille de verre préalablement à l’application par impression d’au moins un motif décoratif sur au moins une partie d’une face de la feuille de verre. Ladite couche de fond comprend au moins un composé sélectionné parmi l’oxyde de titane, l’oxyde de zirconium, l’oxyde de niobium, l’oxyde de zinc, l’oxyde d’étain, les oxydes mixtes d’au moins deux d’entre eux, le nitrure de silicium, l’oxynitrure de silicium, l’oxycarbure de silicium, l’oxycarbonitrure de silicium, le nitrure d’aluminium, l’oxynitrure d’aluminium, l’oxyde d’aluminium, cette couche de fond étant éventuellement dopée ou alliée à l’étain. Les matériaux constituant la couche de fond peuvent également contenir de l’ordre de 10%, voire 15% en pourcentage atomique d’éléments additionnels tel que le silicium. La couche de fond a une épaisseur géométrique d’au moins 10,0 nm, préférentiellement d’au moins 30,0 nm, encore plus préférentiellement d’au moins 50,0 nm. La couche de fond a une épaisseur d'au plus 100 nm. Préférentiellement la couche de fond comprend au moins un composé sélectionné le nitrure de silicium, l’oxynitrure de silicium, le nitrure d’aluminium, l’oxyniture d’aluminium, l’oxyde d’aluminium, plus préférentiellement la couche de fond est en oxyde de silicium. Cette couche de fond a un double rôle, d’une part, elle agit également comme barrière à la diffusion au travers de l’émail, de l’argent venant du revêtement fonctionnel comprenant une couche d’argent et d’autre part, elle permet généralement d’avoir une meilleure adhésion de l’émail. En effet, un revêtement fonctionnel bas émissif ou antisolaire comprenant une couche à base d’argent pose un problème de diffusion de l’argent au travers de l’émail lors du traitement thermique de trempe avec pour conséquence un jaunissement, voir un brunissement, de la feuille de verre et par conséquent de la feuille de verre revêtue du motif décoratif.
Selon un autre mode de mise en oeuvre, le procédé de fabrication selon l’invention est tel que la composition d’impression du motif décoratif à base d’émail contient des éléments bloquant la diffusion de l’argent lorsque le revêtement fonctionnel est un revêtement bas émissif ou antisolaire comprenant une couche à base d’argent. En particulier du mode de réalisation précédent, l’email contient avantageusement de l’oxyde de zinc en quantité de 15 à 70% en poids, du dioxyde de silicium en quantité de 15 à 40% en poids, du trioxyde de bore en quantité de 5 à 25% en poids et de 0,05% à 15 moles % de soufre et/ou de sulfures, de préférence du sulfure de zinc, lesdits sulfures étant dissociés au moins en partie.
Selon un mode de mise en oeuvre avantageux, le procédé selon l’invention comprend à la suite des étapes d’application par impression d’au moins un motif décoratif sur au moins une partie d’une face de la feuille de verre, de séchage du motif décoratif imprimé, de dépôt par pulvérisation cathodique magnétron du revêtement fonctionnel, les étapes additionnelles successives suivantes : de transport vers un façadier ou « processeur », de stockage, de découpe à dimension de la feuille de verre, de trempe des feuilles découpées. Par les termes « façadier ou processeur », on entend désigner une personne mettant en oeuvre une au moins des étapes de stockage, de découpe à dimension de la feuille de verre, de trempe des feuilles découpées
Un autre objet de l’invention se rapporte à une feuille de verre décorée recouverte d’un revêtement fonctionnel obtenu à l’aide du procédé de fabrication selon l’invention. L’invention se rapporte également à l’utilisation d’une feuille de verre décorée recouverte du revêtement fonctionnel obtenu par un procédé de fabrication conforme à l’invention comme élément de façade ainsi qu’à une façade comprenant au moins une feuille de verre décorée recouverte d’un revêtement fonctionnel obtenue selon un procédé de fabrication conforme à l’invention. D’autres utilisations de ce type de feuille de verre décorée recouverte d’un revêtement fonctionnel obtenu par un procédé de fabrication conforme à l’invention sont cependant possibles, à titre d’exemple citons les produits permettant à réduire les transferts de chaleur ou les produits à vocation décorative sous la forme par exemple d’éléments d’étagère, d’armoire, de porte, plus particulièrement de porte de frigo ou de four, de comptoir réfrigéré, de plafonnier, de support, de table vitrée, d’applique, de cloison, de devanture de magasin, de partie vitrée pour véhicule, plus particulièrement automobile,...
5. Liste des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d’un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif et des dessins annexés, parmi lesquels :
La figure 1 représente schématiquement les différentes étapes d’un mode de mise en oeuvre préféré du procédé de fabrication d’une feuille de verre décorée recouverte d’un revêtement fonctionnel selon l’invention comprenant successivement les étapes d’application par impression d’au moins un motif décoratif sur au moins une partie d’une face de la feuille de verre (1), séchage du motif décoratif imprimé (2), dépôt par pulvérisation cathodique magnétron du revêtement fonctionnel (3), transport vers un façadier ou «processeur» (4), stockage (5), découpe à dimension de la feuille de verre (6), trempe des feuilles découpées (7).
La figure 2 représente un exemple de structure de feuille de verre décorée recouverte d’un revêtement fonctionnel comprenant la feuille de verre (1), un motif décoratif (2) et un revêtement fonctionnel (3).
6. Description d’un mode de mise en oeuvre de l’invention
Exemple 1 :
Un échantillon de 30x40 cm est découpé dans une feuille de verre recouverte d’une couche Si02 de 30 nm d’épaisseur. Il est lavé et on imprime sur cet échantillon 6 carrés de couleurs différentes à l’aide d’une imprimante à Jet d’Encre de marque « Dip tech ». L’encre utilisée est une encre céramique commercialisée par le fournisseur de la machine. Une fois imprimée, l’échantillon passe dans un sécheur. La longueur du sécheur est de 8 m, sa vitesse est de 1.5 m/min et sa température de consigne est de 150°C. L’échantillon passe ensuite dans le coater où un revêtement antisolaire de type « double argent », commercialisé sous le nom de revêtement « Stopray » par AGC, est appliqué. L’échantillon ainsi réalisé est transporté vers l’usine de trempe où il est trempé suivant les conditions usuelles pour la trempe d’un verre recouvert d’un revêtement antisolaire.
Exemple 2 :
Un échantillon de 30x30 cm est découpé dans une feuille de verre de 6mm d’épaisseur. Il est rodé et lavé. On imprime sur cet échantillon par sérigraphie un bord noir de 5 cm qui se termine par une marie-louise vers l’intérieur du verre et le logo d’une marque de voiture. La pâte utilisée est une pâte céramique commercialisée par la société Jonhson Matthey et comprenant des agents bloquant la diffusion de l’argent. Une fois imprimée, l’échantillon passe dans un sécheur. Dans ce cas-ci la température de séchage est de 550°C et le temps de séchage est de 360s. L’échantillon passe ensuite dans le coater où un revêtement bas émissif de type « simple argent », commercialisée sous le nom de revêtement « TopN+T » par AGC, est appliqué. L’échantillon ainsi réalisé est transporté vers l’usine de trempe où il est trempé suivant les conditions usuelles pour la trempe d’un verre recouvert d’un revêtement bas émissif.
Claims (15)
1. Procédé de fabrication d’une feuille de verre décorée recouverte d’un revêtement fonctionnel comprenant les étapes successives suivantes: • application par impression d’au moins un motif décoratif sur au moins une partie d’une face de la feuille de verre, • séchage du motif décoratif imprimé, caractérisé en ce qu’il comprend également le dépôt par pulvérisation cathodique magnétron du revêtement fonctionnel couvrant au moins partiellement ledit motif décoratif.
2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel une découpe à dimension de la feuille de verre décorée est effectuée, directement ou non, après le dépôt du revêtement fonctionnel.
3. Procédé de fabrication selon une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la feuille de verre à un format de type PLF ou DLF.
4. Procédé de fabrication selon une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un traitement thermique de la feuille de verre décorée est effectué, directement ou non, après le dépôt du revêtement fonctionnel, ledit traitement thermique correspondant à une cuisson de la composition d’impression à base d’émail du motif décoratif.
5. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’impression du motif décoratif est effectué par au moins un des moyens d’impressions sélectionnés parmi la sérigraphie, l’imprimante laser ou l’imprimante Jet d’encre.
6. Procédé de fabrication selon une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le revêtement fonctionnel est un revêtement fonctionnel de type bas émissif, antisolaire, de protection et/ou conducteur électrique à base d’au moins un oxyde dopé.
7. Procédé de fabrication selon la revendication 6, dans lequel le revêtement fonctionnel est un revêtement fonctionnel de protection comprenant au moins un oxyde d’un élément sélectionné parmi le titane, le zirconium, le vanadium, le niobium, le tantale, l’aluminium, le zinc, le silicium, l’étain, le bismuth, l’indium, les mélanges d’au moins deux d’entre eux ou les oxydes mixtes d’au moins deux d’entre eux et/ou un nitrure d’un élément sélectionné parmi le titane, le zirconium, l’aluminium, le silicium ou les mélanges d’au moins deux d’entre eux ou les nitrures mixtes d’au moins deux d’entre eux.
8. Procédé de fabrication selon la revendication 7, dans lequel le revêtement fonctionnel de protection est un revêtement à base de nitrure de silicium et/ou à base d’oxyde de titane et d’au moins un autre oxyde de dureté élevée sélectionné parmi le groupe comprenant : l’oxyde de niobium, l’oxyde de silicium, l’oxyde de chrome, l’oxyde de zirconium.
9. Procédé de fabrication selon la revendication 6, dans lequel le revêtement fonctionnel est un revêtement de type bas émissif ou antisolaire comprenant au moins une couche à base d’argent, ledit revêtement comprend également un ensemble de couches diélectriques disposées de part et d’autre de ladite couche à base d’argent.
10. Procédé de fabrication selon la revendication 9, tel que le revêtement fonctionnel de type bas émissif ou antisolaire comprend au moins un moyen de protection physique.
11. Procédé de fabrication selon une quelconque des revendications 9 à 10, dans lequel le revêtement fonctionnel bas émissif ou antisolaire à base d’argent comprend au moins un moyen de protection chimique de la couche à base d’argent.
12. Procédé de fabrication selon une quelconque des revendications précédente, tel qu’une couche de fond est déposée sur la feuille de verre préalablement à l’application par impression d’au moins un motif décoratif sur au moins une partie d’une face de la feuille de verre
13. Feuille de verre décorée recouverte d’un revêtement fonctionnel obtenu à l’aide du procédé de fabrication selon une quelconque des revendications 1 à 12.
14. Utilisation d’une feuille de verre décorée recouverte d’un revêtement fonctionnel selon la revendication 13 comme élément de façade, d’étagère, d’armoire, de porte, plus particulièrement de porte de frigo ou de four, de comptoir réfrigéré, de plafonnier, de support, de table vitrée, d’applique, de cloison, de devanture de magasin, de partie vitrée pour véhicule.
15. Façade comprenant au moins une feuille de verre décorée recouverte d’un revêtement fonctionnel selon la revendication 13.
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