BR112020006810B1 - Material que compreende um substrato transparente e vidraça - Google Patents

Abstract

A invenção refere-se a um material que compreende um substrato transparente revestido em uma face com uma pilha de camadas finas que compreende sucessivamente a partir da referida face uma alternância de três camadas metálicas funcionais à base de prata, denominadas a partir do substrato primeira, segunda e terceira camadas funcionais, respectivamente Ag1, Ag2 e Ag3, e quatro revestimentos dielétricos denominados a partir do substrato M1, M2, M3 e M4, de espessuras ópticas respectivamente Eo1, Eo2, Eo3, Eo4, cada revestimento dielétrico compreendendo uma camada dielétrica ou um conjunto camada dielétrica, de modo que cada camada funcional metálica esteja disposta entre dois revestimentos dielétricos, o referido material sendo caracterizado pelo fato de que: - a espessura geométrica da segunda camada funcional Ag2 é menor que a espessura da primeira camada funcional Ag1, - a espessura geométrica da segunda camada funcional Ag2 é menor que a espessura da terceira camada funcional Ag3, o revestimento dielétrico M2 apresenta uma espessura óptica Eo2 menor que as espessuras ópticas Eo1, Eo3, Eo4 respectivamente dos revestimentos dielétricos M1, M3 e M4.

Description

[0001] A invenção refere-se a um material, como uma vidraça, que compreende um substrato transparente revestido com uma pilha de camadas finas que compreende várias camadas funcionais capazes de atuar sobre a radiação solar e/ou a radiação infravermelha. A invenção também se refere a vidraças que compreendem esses materiais, bem como o uso de tais materiais para fabricar vidraças para isolamento térmico e/ou proteção solar.

[0002] Essas vidraças podem ser destinadas a equipar tanto edifícios quanto veículos, especialmente com o objetivo de reduzir o esforço de climatização e/ou evitar o superaquecimento excessivo, vidraças denominadas “de controle solar” e/ou diminuir a quantidade de energia dissipada para o exterior, vidraças denominadas “de baixa emissividade” causados pela crescente importância das superfícies envidraçadas nos edifícios e no interior dos veículos.

[0003] Dependendo do clima dos países onde essas vidraças estão instaladas, os desempenhos em termos de transmissão de luz e fator solar requeridos pode variar dentro de um determinado intervalo. A transmissão de luz deve ser baixa o suficiente para suprimir o brilho e alta o suficiente para que a redução na quantidade de luz que entra no interior do espaço delimitado pela referida vidraça não torne obrigatório o uso de luz artificial. Por exemplo, em países onde os níveis de luz solar são altos, há uma forte demanda por vidraças apresentando uma transmissão de luz da ordem de 50% ou mais e, de preferência, a mais alta possível para valores baixos de fator solar, tipicamente menor ou igual a 30%, ou seja, cuja seletividade é da ordem de 2 ou um pouco menor.

[0004] As vidraças que compreendem substratos transparentes revestidos com uma pilha de camadas finas que compreendem três camadas funcionais metálicas, cada uma disposta entre dois revestimentos dielétricos, foram propostas a fim de melhorar a proteção solar enquanto conserva uma transmissão de luz suficiente. Essas pilhas são geralmente obtidas por uma sucessão de depósitos feitos por pulverização catódica opcionalmente assistida por campo magnético. Essas vidraças são qualificados como seletivas porque elas permitem: - reduzir a quantidade de energia solar que penetra no interior dos edifícios apresentando um baixo fator solar (FS ou g), - garantir uma transmissão luminosa suficiente, - apresentar uma baixa emissividade para reduzir a perda de calor por radiação infravermelha de longo comprimento de onda.

[0005] De acordo com a invenção, entende-se por: - fator solar "g", a razão percentual entre a energia total que entra no local através da vidraça e a energia solar incidente, - seletividade "s", a razão entre a transmissão de luz e o fator solar TL/g.

[0006] Os materiais do estado da técnica permitem obter valores de transmissão de luz, fator solar e emissividade nas faixas requeridas. No entanto, a aparência estética e as propriedades refletivas de tais vidraças não são totalmente satisfatórias e, em especial, apresentam os seguintes inconvenientes: - cores de reflexão externa não neutras ou coloração acentuada em tons indesejados, e - níveis de reflexão externa muito baixos.

[0007] Finalmente, atualmente existe uma forte demanda por vidraças que apresentam uma aparência prateada brilhante na reflexão externa. Essa aparência é obtida maximizando a reflexão de luz externa (RLext.) da vidraça.

[0008] Os materiais atualmente disponíveis no mercado que permitem obter essa aparência prateada brilhante na reflexão do lado externo incluem: - substratos revestidos com pilhas depositadas por via química (DCV), - substratos revestidos com pilhas depositadas por pulverização catódica que compreendem camadas funcionais que não são à base de prata, mas por exemplo à base de nióbio.

[0009] Esses materiais não permitem obter os desempenhos óptico e energético requeridos. De fato, esses materiais não possuem baixo fator solar (FS ou g), uma transmissão de luz suficiente e alta seletividade.

[0010] O objetivo da invenção é desenvolver um material que apresenta uma aparência prateada brilhante e as propriedades de controle solar requeridas no campo. De acordo com a invenção, busca-se, portanto, minimizar o fator solar, mantendo uma transmissão de luz adaptada para permitir um bom isolamento e boa visão, em particular superior a 50%, de modo a obter uma seletividade próxima a 2, sendo entendido que a aparência externa prateada brilhante também supõe uma reflexão de luz externa suficientemente alta, ou seja, pelo menos 25% e uma coloração relativamente neutra da vidraça em reflexão ou, alternativamente, uma leve coloração azul. De acordo com um aspecto secundário da presente invenção, também se busca obter uma vidraça cuja cor de transmissão (importante para a visão de dentro para fora do edifício) seja a mais neutra possível ou, alternativamente, apresente uma leve coloração azul.

[0011] A complexidade das pilhas que compreendem três camadas funcionais dificulta a melhoria combinada dessas propriedades de reflexão e transmissão de luz visível sem prejudicar o desempenho do controle solar.

[0012] Existe, portanto, uma necessidade de desenvolver um material para uso em uma vidraça que permita: - minimizar o fator solar, - obter em reflexão uma aparência prateada brilhante para a estética, - aumentar a reflexão do lado externo para em especial preservar a privacidade (efeito "privacidade"), - garantir uma transmissão de luz a mais alta possível para garantir uma boa visão através do material, - se possível e, adicionalmente, obter uma coloração neutra na transmissão do material ou da vidraça que incorpora o material.

[0013] Um problema técnico semelhante já foi mencionado no pedido de patente internacional n° WO2017/006030 A1. Ele descreve uma pilha que compreende três camadas funcionais de prata, que apresentam uma reflexão de luz externa de 30% para uma transmissão de luz de 50%, a seletividade sendo da ordem de 2. De acordo com os ensinamentos desta publicação, cada revestimento dielétrico compreende pelo menos uma camada dielétrica de alto índice, cujo índice de refração é de pelo menos 2,15 e cuja espessura óptica é superior a 20 nm. Esta publicação mostra exemplos com a espessura da primeira camada funcional que é menor que a espessura da segunda e terceira camadas funcionais. Este valor da transmissão de luz parece, no entanto, ser um valor-alvo e limite atingido para as configurações descritas, mas nenhuma indicação é fornecida nesta publicação sobre a possibilidade de aumentar ainda mais o valor da transmissão de luz e as modificações a serem feitas para alcançar isso.

[0014] O pedido de patente internacional n° WO2011/147875 descreve pilhas que compreendem três camadas funcionais de prata nas quais a segunda camada funcional tem uma espessura física (geométrica) menor que a das outras camadas funcionais. Este pedido não descreve, no entanto, as vidraças apresentando uma forte reflexão externa, adequada para obter as vidraças requeridas de acordo com a invenção apresentando uma aparência prateada brilhante na reflexão externa, como explicado anteriormente.

[0015] A requerente descobriu de maneira surpreendente que, selecionando as espessuras das três camadas funcionais combinadas com uma escolha específica das espessuras dos revestimentos dielétricos, é possível obter um material suscetível de apresentar as propriedades requeridas. Uma aparência prateada brilhante e uma alta reflexão do lado externo podem, em especial, ser obtidas, bem como uma transmissão de luz substancialmente superior a 50%, mantendo as propriedades de isolamento térmico, em especial uma seletividade ligeiramente inferior a 2.

[0016] A solução da invenção apresenta assim um excelente compromisso entre desempenho óptico, térmico, transparência e aparência estética.

[0017] A invenção tem inicialmente como objetivo um material de acordo com a reivindicação 1. Este material compreende um substrato transparente revestido em uma face com uma pilha de camadas finas que compreende sucessivamente a partir da referida face uma alternância de três camadas metálicas funcionais à base de prata, denominadas a partir do substrato primeira, segunda e terceira camadas funcionais, respectivamente Ag1, Ag2 e Ag3, e quatro revestimentos dielétricos denominados a partir do substrato M1, M2, M3 e M4, de espessuras ópticas respectivamente Eo1, Eo2, Eo3, Eo4, cada revestimento dielétrico compreendendo uma camada dielétrica ou um conjunto dielétrico de camadas, de modo que cada camada metálica funcional esteja disposta entre dois revestimentos dielétricos, o referido material sendo notável pelo fato de que: - a espessura geométrica da segunda camada funcional Ag2 é menor que a espessura da primeira camada funcional Ag1, - a espessura geométrica da segunda camada funcional Ag2 é menor que a espessura da terceira camada funcional Ag3, - o revestimento dielétrico M2 apresenta uma espessura óptica Eo2 menor que as espessuras ópticas Eo1, Eo3, Eo4 respectivamente dos revestimentos dielétricos M1, M3 e M4.

[0018] Ajustando assim as espessuras das três camadas funcionais e dos revestimentos dielétricos da pilha, a transparência da vidraça pode ser controlada de modo a obter baixos valores de transmissão de luz TL, substancialmente maiores que 50,0% (compreendido entre 50,0% e 57,0%, de preferência ambos superiores a 50,0% e inferiores a 57,0%), uma faixa particularmente adequada para vidraças destinadas a serem utilizadas em regiões com luz solar intensa. De acordo com uma grande vantagem da invenção, a obtenção da aparência visual satisfatória, em especial com cores em reflexão externa particulares bem como valores de reflexão externa suficientemente altos, não opera em detrimento dos desempenhos de proteção solar.

[0019] A referida pilha de camadas finas pode compreender sucessivamente a partir da referida face do substrato uma alternância de - apenas três camadas metálicas funcionais à base de prata, denominadas a partir do substrato primeira, segunda e terceira camadas funcionais, respectivamente Ag1, Ag2 e Ag3, - e apenas quatro revestimentos dielétricos denominados a partir do substrato M1, M2, M3 e M4, de espessuras ópticas Eo1, Eo2, Eo3, Eo4 respectivamente, cada revestimento dielétrico compreendendo uma camada dielétrica ou um conjunto dielétrico de camadas,

[0020] de modo que cada camada metálica funcional esteja disposta entre dois revestimentos dielétricos.

[0021] As características preferidas que aparecem na descrição a seguir são aplicáveis tanto ao processo de acordo com a invenção quanto, quando apropriado, aos produtos, isto é, aos materiais ou às vidraças que compreendem o material.

[0022] Algumas modalidades preferidas, mas não limitativas, da presente invenção são apresentadas abaixo: - O revestimento dielétrico M2 apresenta uma espessura óptica Eo2 compreendida entre 40 e 90 nm, de preferência compreendida entre 50 e 70 nm. - A espessura geométrica da segunda camada funcional Ag2 está compreendida entre 2 e 10 nanômetros, de preferência entre 5 e 10 nanômetros, ou mesmo entre 5 e 8 nanômetros. - A espessura geométrica da primeira camada funcional Ag1 está compreendida entre 8 e 20 nanômetros, de preferência entre 10 e 18 nanômetros, ou mesmo entre 10 e 16 nanômetros. - A espessura geométrica da terceira camada funcional Ag3 está compreendida entre 8 e 20 nanômetros, de preferência entre 10 e 18 nanômetros, ou mesmo entre 12 e 15 nanômetros. - A espessura geométrica acumulada das camadas funcionais Ag1, Ag2 e Ag3 está compreendida entre 25 e 50 nanômetros, de preferência está compreendida entre 30 e 40 nanômetros. - O revestimento dielétrico M3 apresenta uma espessura óptica Eo3 maior que as espessuras ópticas Eo1 e Eo4 respectivamente dos revestimentos dielétricos M1 e M4. - As espessuras ópticas dos revestimentos dielétricos são tais que: Eo2 < Eo4 < Eo1 < Eo3. - As espessuras ópticas Eo3 e Eo2 respectivamente dos revestimentos dielétricos M3 e M2 são tais que Eo3 > 1,5 Eo2, de preferência tal que Eo3 > 2 Eo2 e muito preferencialmente em que Eo3 > 2,5 Eo2. - As espessuras ópticas Eo3 e Eo4 respectivamente dos revestimentos dielétricos M3 e M4 são tais que Eo3 > 1,5 Eo4 e, de preferência, tais que Eo3 > 2 Eo4. - As espessuras ópticas Eo3 e Eo1 respectivamente dos revestimentos dielétricos M3 e M1 são tais que Eo3 > 1,5 Eo1. - A espessura óptica Eo1 do revestimento dielétrico M1 está compreendida entre 75 e 120 nm, de preferência Eo1 está compreendida entre 80 e 100 nm, - A espessura óptica Eo2 do revestimento dielétrico M2 está compreendida entre 50 e 70 nm, - A espessura óptica Eo3 do revestimento dielétrico M3 está compreendida entre 130 e 190 nm, de preferência Eo3 está compreendida entre 140 e 180 nm, mais preferencialmente está compreendida entre 150 e 175 nm, - A espessura óptica Eo4 do revestimento dielétrico M4 está compreendida entre 60 e 110 nm, de preferência Eo4 está compreendida entre 70 e 90 nm, - A razão entre a espessura da primeira camada funcional Ag1 e a espessura da segunda camada funcional Ag2 é maior que 1,3. - A razão entre a espessura da terceira camada funcional Ag3 e a espessura da segunda camada funcional Ag2 é maior que 1,3. - A espessura da terceira camada funcional Ag3 é maior que a espessura da primeira camada funcional Ag1. Em tal configuração, a razão entre a espessura da primeira camada funcional Ag3 e a espessura da segunda camada funcional Ag1 é vantajosamente maior que 1,1, mais preferencialmente ainda maior que 1,2, ou mesmo maior que 1,3. - A pilha compreende ainda pelo menos uma camada de bloqueio situada em contato com uma camada metálica funcional e, de preferência, cada camada funcional está em contato com uma camada de bloqueio situada acima dela. - A pilha compreende, a partir do substrato transparente: - um primeiro revestimento dielétrico M1 que compreende de preferência pelo menos uma camada dielétrica com função de barreira e uma camada dielétrica com função estabilizante, - opcionalmente uma camada de bloqueio, - uma primeira camada funcional Ag1, - opcionalmente uma camada de bloqueio, - um segundo revestimento dielétrico M2 que compreende de preferência pelo menos uma camada dielétrica com função estabilizante inferior, uma camada dielétrica com função de barreira e uma camada dielétrica com função estabilizante superior, - opcionalmente uma camada de bloqueio, - uma segunda camada funcional Ag2, - opcionalmente uma camada de bloqueio, - um terceiro revestimento dielétrico M3 que compreende de preferência pelo menos uma camada dielétrica com função estabilizante inferior, uma camada dielétrica com função de barreira e uma camada dielétrica com função estabilizante superior, - opcionalmente uma camada de bloqueio, - uma terceira camada funcional Ag3, - opcionalmente uma camada de bloqueio, - um quarto revestimento dielétrico M4 que compreende de preferência pelo menos uma camada dielétrica com função estabilizante, uma camada dielétrica com função de barreira e, opcionalmente, uma camada de proteção.

[0023] A invenção também se refere a uma vidraça que compreende pelo menos um material tal como descrito anteriormente. Tal vidraça pode ter a forma de vidraça monolítica, laminada ou múltipla.

[0024] Todas as características luminosas apresentadas na descrição são obtidas de acordo com os princípios e métodos descritos na norma europeia EN 410, relativa à determinação das características luminosas e solares das vidraças utilizadas no vidro para construção.

[0025] De maneira convencional, os índices de refração são medidos a um comprimento de onda de 550 nm. Os fatores de transmissão de luz TL e de reflexão de luz RL são medidos sob o iluminante D65 com um campo de visão de 2°.

[0026] Salvo indicação em contrário, todos os valores e faixas de valores das características ópticas e térmicas são indicados para uma vidraça dupla constituída por substratos claros do tipo vidro de soda-cal comum, incluindo um primeiro substrato de 6 mm que carrega a pilha de camadas finas, com um espaço intercalar de 16 mm preenchido com 90% de argônio e 10% de ar e um outro substrato claro também do tipo vidro de soda-cal, sem revestimento, com 4 mm de espessura. O primeiro substrato revestido é colocado na vidraça dupla, de modo que a pilha de camadas finas esteja localizada na face 2 da referida vidraça. A reflexão de luz externa RLext da vidraça dupla é medida no lado do primeiro substrato, enquanto a reflexão RLint da vidraça dupla é medida no lado do segundo substrato (não compreendendo a pilha).

[0027] Salvo indicação em contrário, as espessuras mencionadas no presente documento sem mais detalhes são espessuras físicas, ou ainda reais ou geométricas, denominadas Ep e são expressas em nanômetros. Por outro lado, uma espessura óptica Eo de uma camada ou de um conjunto de camadas é definida como a espessura física da camada considerada multiplicada pelo seu índice de refração (n) no comprimento de onda de 550 nm: Eo = n550 x Ep. O índice de refração sendo um valor adimensional, podemos considerar que a unidade da espessura óptica é a mesma que a escolhida para a espessura física. Na presente descrição, a unidade escolhida para as espessuras é o nanômetro, salvo indicação em contrário. Se um revestimento dielétrico é composto por várias camadas dielétricas, a espessura óptica do revestimento dielétrico corresponde à soma das espessuras ópticas das diferentes camadas dielétricas que constituem o revestimento dielétrico.

[0028] Ao longo da descrição, o substrato de acordo com a invenção é considerado colocado horizontalmente. A pilha de camadas finas é depositada acima e em contato com o substrato. O significado das expressões "acima" e "abaixo" e "inferior" e "superior" deve ser considerado em relação a essa orientação. Na ausência de uma estipulação específica, as expressões "acima" e "abaixo" não significam necessariamente que duas camadas e/ou revestimentos estão dispostos em contato um com o outro. Quando é especificado que uma camada é depositada "em contato" com outra camada ou revestimento, isso significa que não pode haver uma (ou mais) camada(s) interposta(s) entre essas duas camadas (ou camada e revestimento).

[0029] Dentro do significado da presente invenção, as qualificações "primeiro", "segundo", "terceiro" e "quarto" para as camadas funcionais ou os revestimentos dielétricos são definidas a partir do substrato que carrega a pilha e se refere às camadas ou revestimentos de mesma função. Por exemplo, a camada funcional mais próxima do substrato é a primeira camada funcional, a seguinte em distância do substrato é a segunda camada funcional, etc.

[0030] Como indicado anteriormente, a invenção também se refere a uma vidraça que compreende um material de acordo com a invenção. De maneira convencional, as faces de uma vidraça são designadas a partir do exterior do edifício e numerando as faces dos substratos do exterior para o interior do compartimento de passageiros ou do local que ela equipa. Isso significa que a luz solar incidente passa pelas faces em ordem crescente de seu número.

[0031] A pilha é de preferência posicionada na vidraça de modo que a luz incidente vinda do exterior passe pelo primeiro revestimento dielétrico antes de passar pela primeira camada metálica funcional. A pilha não é depositada na face do substrato que define a parede externa da vidraça, mas na face interior desse substrato. A pilha é, portanto, vantajosamente posicionada na face 2, a face 1 da vidraça sendo a face mais externa da vidraça, como de costume.

[0032] Ao optar por montar a vidraça dessa maneira, o primeiro revestimento dielétrico (M1) fica localizado entre o exterior e todas as camadas funcionais à base de prata da pilha.

[0033] De preferência, a pilha é depositada por pulverização catódica assistida por um campo magnético (processo magnetron). De acordo com esta modalidade vantajosa, todas as camadas da pilha são depositadas por pulverização catódica assistida por um campo magnético.

[0034] A invenção também se refere ao processo de obtenção de um material de acordo com a invenção, no qual as camadas da pilha são depositadas por pulverização catódica de magnetron.

[0035] As camadas funcionais metálicas à base de prata compreendem pelo menos 95,0%, de preferência pelo menos 96,5% e melhor ainda pelo menos 98,0% em massa de prata em relação à massa da camada funcional. De preferência, a camada metálica funcional à base de prata compreende menos de 1,0% em massa de metais que não a prata em relação à massa da camada metálica funcional à base de prata.

[0036] A pilha também pode compreender pelo menos uma camada de proteção superior, em especial à base de TiZr (ou TiZrO).

[0037] Camadas de bloqueio podem estar presentes na pilha de acordo com a invenção. Elas possuem tradicionalmente como função a proteção das camadas funcionais de uma possível degradação durante a deposição do revestimento antirreflexo superior e/ou durante um possível tratamento térmico a alta temperatura, do tipo recozimento, flexão e/ou têmpera.

[0038] As camadas de bloqueio são, por exemplo, escolhidas entre camadas metálicas à base de um metal ou de uma liga metálica, camadas de nitreto metálico, camadas de óxido metálico e camadas de oxinitreto metálico de um ou mais elementos escolhidos entre titânio, níquel, cromo e nióbio, tais como Ti, TiN, TiOx, Nb, NbN, Ni, NiN, Cr, CrN, NiCr, NiCrN ou ainda NbNOx, NiCrOx.

[0039] A espessura geométrica de tais camadas é da ordem de alguns nanômetros, geralmente inferior a 7 nanômetros e, na maioria das vezes, próxima de um nanômetro ou até inferior a um nanômetro.

[0040] Quando essas camadas de bloqueio são depositadas na forma metálica, nitretada ou oxinitretada, essas camadas podem sofrer oxidação parcial ou total, dependendo da espessura e da natureza das camadas que as circundam, por exemplo, no momento da deposição da próxima camada ou por oxidação ao contato com a camada subjacente.

[0041] De acordo com modalidades vantajosas da invenção, a camada ou camadas de bloqueio satisfazem uma ou mais das seguintes condições: - cada camada metálica funcional está em contato com pelo menos uma camada de bloqueio escolhida a partir de uma subcamada de bloqueio e de uma sobrecamada de bloqueio, e/ou - a espessura de cada camada de bloqueio é de pelo menos 0,1 nm, de preferência compreendida entre 0,1 e 1,0 nm, e/ou - a espessura total de todas as camadas de bloqueio em contato com as camadas funcionais está compreendida entre 0,1 e 2 nm, incluindo esses valores, de preferência entre 0,3 e 1,5 nm, ou mesmo 0,5 e 1,0 nm.

[0042] De acordo com modalidades vantajosas da invenção, os revestimentos dielétricos satisfazem uma ou mais das seguintes condições: - os revestimentos dielétricos compreendem pelo menos uma camada dielétrica à base de óxido ou nitreto de um ou mais elementos escolhidos entre silício, titânio, zircônio, alumínio, estanho, zinco, e/ou - pelo menos um revestimento dielétrico compreende pelo menos uma camada dielétrica com função de barreira, e/ou - cada um dos revestimentos dielétricos compreende pelo menos uma camada dielétrica com função de barreira, e/ou - as camadas dielétricas com função de barreira são à base de compostos de silício e/ou alumínio escolhidos entre óxidos como SiO2 e Al2O3 ou uma mistura dos mesmos, os nitretos de silício Si3N4 e AlN ou uma mistura dos mesmos e oxinitretos SiOxNy e AlOxNy ou uma mistura dos mesmos, e/ou - as camadas dielétricas com função de barreira são à base de compostos de silício e/ou alumínio opcionalmente compreendendo pelo menos um outro elemento, como alumínio, háfnio e zircônio, e/ou - pelo menos um revestimento dielétrico compreende pelo menos uma camada dielétrica com função estabilizante, e/ou - cada revestimento dielétrico compreende pelo menos uma camada dielétrica com função estabilizante, e/ou - as camadas dielétricas com função estabilizante são de preferência à base de óxido escolhido entre óxido de zinco, óxido de estanho, óxido de zircônio ou uma mistura de pelo menos dois deles, - as camadas dielétricas com função estabilizante são de preferência à base de óxido cristalizado, em especial à base de óxido de zinco, opcionalmente dopado usando pelo menos um outro elemento, como alumínio, e/ou - cada camada funcional está acima de um revestimento dielétrico, cuja camada superior é uma camada dielétrica com função estabilizante, de preferência à base de óxido de zinco e/ou abaixo de um revestimento dielétrico, cuja camada inferior é uma camada dielétrica com função estabilizante, de preferência à base de óxido de zinco.

[0043] De preferência, cada revestimento dielétrico é constituído unicamente de uma ou mais camadas dielétricas. De preferência, não há, portanto, camada absorvente nos revestimentos dielétricos, a fim de não diminuir a transmissão de luz.

[0044] As pilhas da invenção podem compreender camadas dielétricas com função de barreira. Entende-se por camadas dielétricas com função de barreira, uma camada feita de um material capaz de formar uma barreira à difusão de oxigênio e água a alta temperatura, proveniente da atmosfera ambiente ou do substrato transparente, em direção à camada funcional. Os materiais que constituem a camada dielétrica com função de barreira não devem, portanto, sofrer modificações químicas ou estruturais a alta temperatura, o que causaria uma modificação de suas propriedades ópticas. A camada ou camadas com função de barreira também são de preferência escolhidas de um material capaz de formar uma barreira ao material que constitui a camada funcional. As camadas dielétricas com função de barreira, portanto, permitem que a pilha sofra, sem um desenvolvimento óptico muito significativo, tratamentos térmicos do tipo recozimento, têmpera ou flexão.

[0045] As pilhas da invenção podem compreender camadas dielétricas com função estabilizante. Dentro do significado da invenção, "estabilizante" significa que a natureza da camada é selecionada de modo a estabilizar a interface entre a camada funcional e essa camada. Essa estabilização leva ao fortalecimento da aderência da camada funcional às camadas que a circundam e, de fato, se opõe à migração de seu material constituinte.

[0046] A camada ou as camadas dielétricas com função estabilizante podem estar diretamente em contato com uma camada funcional ou separadas por uma camada de bloqueio.

[0047] De preferência, a última camada dielétrica de cada revestimento dielétrico localizado abaixo de uma camada funcional é uma camada dielétrica com função estabilizante. De fato, é vantajoso ter uma camada com função estabilizante, por exemplo, à base de óxido de zinco abaixo de uma camada funcional, pois facilita a adesão e a cristalização da camada funcional à base de prata e aumenta sua qualidade e estabilidade a altas temperaturas.

[0048] Também é vantajoso ter uma camada com função estabilizante, por exemplo, à base de óxido de zinco acima de uma camada funcional, para aumentar a adesão e se opor de maneira ótima à difusão no lado da pilha oposto ao substrato.

[0049] A camada ou as camadas dielétricas com função estabilizante podem, portanto, estar acima e/ou abaixo de pelo menos uma camada funcional ou de cada camada funcional, seja diretamente em contato com ela, ou seja, separadas por uma camada de bloqueio.

[0050] Vantajosamente, cada camada dielétrica com função de barreira está separada de uma camada funcional por pelo menos uma camada dielétrica com função estabilizante.

[0051] Esta camada dielétrica com função estabilizante pode ter uma espessura de pelo menos 4 nm, em especial uma espessura compreendida entre 4 e 10 nm e melhor ainda de 8 a 10 nm.

[0052] A pilha de camadas finas pode opcionalmente compreender uma camada de proteção. A camada de proteção é de preferência a última camada da pilha, ou seja, a camada mais distante do substrato revestido com a pilha. Essas camadas superiores de proteção são consideradas como compreendidas no quarto revestimento dielétrico. Estas camadas têm geralmente uma espessura compreendida entre 2 e 10 nm, de preferência 2 e 5 nm. Esta camada de proteção pode ser escolhida entre uma camada de titânio, zircônio, háfnio, zinco e/ou estanho, estando estes metais na forma metálica, oxidada ou nitretada ou oxinitretada.

[0053] A camada de proteção pode, por exemplo, ser escolhida entre uma camada de óxido de titânio, uma camada de zinco e estanho ou uma camada de óxido de titânio e zircônio.

[0054] Uma modalidade particularmente vantajosa se refere a um substrato revestido com uma pilha definida a partir do substrato transparente que compreende: - um primeiro revestimento dielétrico que compreende de preferência pelo menos uma camada dielétrica com função de barreira e uma camada dielétrica com função estabilizante, - opcionalmente uma camada de bloqueio, - uma primeira camada funcional, - opcionalmente uma camada de bloqueio, - um segundo revestimento dielétrico que compreende de preferência pelo menos uma camada dielétrica com função estabilizante inferior, uma camada dielétrica com função de barreira e uma camada dielétrica com função estabilizante superior, - opcionalmente uma camada de bloqueio, - uma segunda camada funcional, - opcionalmente uma camada de bloqueio, - um terceiro revestimento dielétrico que compreende de preferência pelo menos uma camada dielétrica com função estabilizante inferior, uma camada dielétrica com função de barreira e uma camada dielétrica com função estabilizante superior, - opcionalmente uma camada de bloqueio, - uma terceira camada funcional, - opcionalmente uma camada de bloqueio, - um quarto revestimento dielétrico que compreende de preferência pelo menos uma camada dielétrica com função estabilizante e uma camada dielétrica com função de barreira e, opcionalmente, uma camada de proteção.

[0055] De acordo com outras modalidades possíveis e vantajosas da presente invenção: - Cada revestimento dielétrico abaixo de uma camada funcional compreende uma última camada estabilizante à base de óxido de zinco cristalizado, e que está em contato com a camada funcional depositada logo acima. - Cada revestimento dielétrico acima de uma camada funcional compreende uma primeira camada estabilizante à base de óxido de zinco cristalizado, e que está em contato com a camada funcional depositada logo acima. - Cada revestimento dielétrico compreende uma camada dielétrica com função de barreira à base de nitreto de silício dopado com alumínio, aqui denominado Si3N4. - Cada camada funcional metálica está abaixo e em contato com uma camada de bloqueio. - A pilha também compreende uma camada de proteção de TiZr ou de óxido de titânio e zircônio com uma espessura inferior a 5 nanômetros.

[0056] Os substratos transparentes de acordo com a invenção são de preferência feitos de um material mineral rígido, como vidro, ou orgânicos a base de polímeros (ou de polímero).

[0057] Os substratos transparentes orgânicos de acordo com a invenção também podem ser feitos de polímeros, rígidos ou flexíveis. Exemplos de polímeros adequados de acordo com a invenção incluem, em especial: - polietileno, - poliésteres tais como tereftalato de polietileno (PET), tereftalato de polibutileno (PBT), naftalato de polietileno (PEN); - poliacrilatos tais como polimetilmetacrilato (PMMA); - policarbonatos; - poliuretanos; - poliamidas; - poliimidas; - polímeros fluorados, tais como fluorésteres, como etileno tetrafluoretileno (ETFE), fluoreto de polivinilideno (PVDF), policlorotrifluoretileno (PCTFE), etileno clorotrifluoretileno (ECTFE), copolímeros de etileno- propileno fluorados (FEP); - resinas fotorreticuláveis e/ou fotopolimerizáveis, tais como resinas de tioleno, poliuretano, acrilato de uretano, poliéster-acrilato e - politiouretanos.

[0058] O substrato é de preferência uma folha de vidro ou vitrocerâmica.

[0059] O substrato é de preferência transparente, incolor (trata-se então de um vidro claro ou extra-claro) ou colorido, por exemplo, em azul, cinza ou bronze. O vidro é de preferência do tipo soda-cal-sílica, mas também pode ser um vidro do tipo borossilicato ou alumino-borossilicato.

[0060] O substrato possui vantajosamente pelo menos uma dimensão maior ou igual a 1 m, ou mesmo 2 m e 3 m. A espessura do substrato varia geralmente entre 0,5 mm e 19 mm, de preferência entre 0,7 e 9 mm, em especial entre 2 e 8 mm, ou mesmo entre 4 e 6 mm. O substrato pode ser plano ou curvo, ou mesmo flexível.

[0061] O material, isto é, o substrato revestido com a pilha, pode passar por um tratamento térmico a alta temperatura como recozimento, por exemplo, recozimento instantâneo, como recozimento a laser ou chama, têmpera e/ou flexão. A temperatura do tratamento térmico é superior a 400 °C, de preferência superior a 450 °C e, melhor ainda, superior a 500 °C. O substrato revestido com a pilha pode, portanto, ser flexionado e/ou temperado.

[0062] A vidraça da invenção pode estar sob a forma de vidraça monolítica, laminada ou múltipla, em particular vidraça dupla ou tripla.

[0063] No caso de uma vidraça monolítica ou múltipla, a pilha é de preferência depositada na face 2, ou seja, está no substrato que define a parede externa da vidraça e mais precisamente na face interior deste substrato.

[0064] Uma vidraça monolítica tem 2 faces, a face 1 está no exterior do edifício e, portanto, constitui a parede exterior da vidraça, a face 2 está no interior do edifício e, portanto, constitui a parede interior da vidraça.

[0065] Uma vidraça múltipla compreende pelo menos dois substratos mantidos à distância, de modo a delimitar uma cavidade preenchida com um gás isolante. Os materiais de acordo com a invenção são particularmente adequados quando utilizados em vidraças duplas com isolamento térmico reforçado (ITR).

[0066] Uma vidraça dupla tem 4 faces, a face 1 está no exterior do edifício e, portanto, constitui a parede externa da vidraça, a face 4 está no interior do edifício e, portanto, constitui a parede interior da vidraça, as faces 2 e 3 estando no interior da vidraça dupla.

[0067] Da mesma forma, uma vidraça tripla tem 6 faces, a face 1 fica no exterior do edifício (parede externa da vidraça), a face 6 no interior do edifício (parede interior da vidraça) e os lados 2 a 5 estão no interior da vidraça tripla.

[0068] Uma vidraça laminada compreende pelo menos uma estrutura do tipo primeiro substrato/folha(s)/segundo substrato. A pilha de camadas finas está posicionada em pelo menos uma das faces de um dos substratos. A pilha pode estar na face do segundo substrato sem contato com a folha, de preferência de polímero. Esta modalidade é vantajosa quando a vidraça laminada é montada em vidraça dupla com um terceiro substrato.

[0069] A vidraça de acordo com a invenção, utilizada como vidraça monolítica ou em vidraça múltipla do tipo vidraça dupla, apresenta cores neutras, agradáveis e suaves na reflexão externa, na faixa de azuis ou azuis-esverdeados (em particular cores cujo comprimento de onda dominante é da ordem de 450 a 500 nanômetros). Além disso, esse aspecto visual permanece praticamente inalterado, independentemente do ângulo de incidência com o qual a vidraça é observada (incidência normal e a um ângulo). Isso significa que um observador não tem a impressão de uma significativa heterogeneidade de cor ou aparência.

[0070] Por "cor em azul-esverdeado", dentro do significado da presente invenção, deve ser entendido que no sistema de medição de cores L*a*b*, a* está compreendido entre -10,0 e 0,0, e b* está compreendido entre -10,0 e 0,0.

[0071] A vidraça da invenção apresenta de preferência cores refletidas no lado externo no sistema de medição de cores L*a*b*: - a* compreendido entre -5,0 e 0,0, e - b* está compreendido entre -7,0 e 0,0.

[0072] A vidraça da invenção apresenta de preferência cores na transmissão no sistema de medição de cores L*a*b* com a* entre -10,0 e 0,0, de preferência entre - 5,0 e 0,0 e um valor de b * negativo ou se for positivo próximo de 0, em especial inferior a 3,0.

[0073] De acordo com modalidades vantajosas, a vidraça da invenção sob a forma de vidraça dupla compreendendo a pilha posicionada na face 2 permite, em especial, alcançar os seguintes desempenhos: - um fator solar g menor ou igual a 30% e - uma transmissão de luz significativamente superior a 50,0% (compreendida entre 50,0% e 57,0%, de preferência superior a 50,0% e inferior a 57,0%) e - uma alta seletividade de pelo menos 1,8 (em especial uma seletividade S da ordem de 1,8 para vidros duplos com uma pilha de camadas finas de acordo com a invenção na face 2) e/ou - uma reflexão luminosa do lado externo, em ordem de preferência crescente, maior ou igual a 20,0%, compreendida entre 20,0% e 35,0%, maior ou igual a 25,0%, compreendida entre 25,0% e 35,0%, maior ou igual a 26%, compreendida entre 26,0% e 35,0%, ou mesmo da ordem de 30,0%, compreendida entre 30,0% e 35,0%.

[0074] Os detalhes e características vantajosas da invenção aparecem nos exemplos não limitativos a seguir, ilustrados com a ajuda da figura em anexo.

[0075] As proporções entre os diferentes elementos não são respeitadas, a fim de facilitar a leitura das figuras.

[0076] A figura 1 ilustra uma estrutura da pilha de acordo com a invenção com três camadas metálicas funcionais 40, 80, 120, sendo essa estrutura depositada em um substrato de vidro transparente 10. Cada camada funcional 40, 80, 120 está disposta entre dois revestimentos dielétricos 20, 60, 100, 140, de modo que: - a primeira camada funcional 40 iniciando a partir do substrato está disposta entre os revestimentos dielétricos 20, 60, - a segunda camada funcional 80 está disposta entre os revestimentos dielétricos 60, 100 e - a terceira camada funcional 120 está disposta entre os revestimentos dielétricos 100, 140.

[0077] Estes revestimentos dielétricos 20, 60, 100, 140 compreendem cada um pelo menos uma camada dielétrica 24, 28; 62, 64, 68; 102, 104, 108; 142, 144.

[0078] A pilha também pode incluir: - subcamadas de bloqueio 30, 70 situadas em contato com uma camada funcional, - sobrecamadas de bloqueio 50, 90 e 130 situadas em contato com uma camada funcional, - uma camada de proteção 160, por exemplo, de TiZr ou de óxido de titânio e zircônio.

[0079] Exemplos:

I. Preparação de substratos: Pilhas, condições de depósito

[0080] As pilhas de camadas finas definidas abaixo são depositadas em substratos de vidro de soda-cal claro com uma espessura de 6 mm.

[0081] Nos exemplos da invenção: - as camadas funcionais são camadas de prata (Ag), - as camadas de bloqueio são camadas metálicas de liga de níquel e cromo (NiCr), - as camadas de barreira são à base de nitreto de silício dopado com alumínio (Si3N4:Al), - as camadas estabilizantes são de óxido de zinco dopado com alumínio (ZnO).

[0082] As condições de deposição das camadas, que foram depositadas por pulverização (pulverização chamada “catódica de magnetron”), estão resumidos na tabela 1. At. = atômico. Tabela 1

[0083] A tabela 2 lista os materiais e as espessuras físicas em nanômetros (salvo indicação contrária) de cada camada e a espessura óptica correspondente (em nanômetros) de cada revestimento dielétrico em função da sua posição em relação ao substrato que carrega a pilha (última linha na parte inferior da tabela). *Ep: Espessura física (nm); Eo: espessura óptica (nm). Tabela 2

[0084] Os exemplos 1 e 2 são exemplos de acordo com a invenção. Os exemplos comparativos 3 e 4 são exemplos como descritos no pedido de patente internacional n° WO2011/147875. O exemplo comparativo 5 é conforme o exemplo 1 do pedido de patente internacional n° WO2017/006030.

II. Desempenho de “controle solar” e de colorimetria

[0085] A tabela 3 lista as principais características ópticas medidas quando as pilhas fazem parte de uma vidraça dupla com estrutura 6/16/4: (ext.) vidro de 6 mm/espaço intercalar de 16 mm preenchido com 90% de argônio/vidro de 4 mm (int), a pilha sendo posicionada na face 2 (a face 1 da vidraça sendo a face mais externa da vidraça, como de costume).

[0086] Para estas vidraças duplas, - TL indica: a transmissão de luz no visível em %, medida de acordo com o iluminante D65 a 2° do Observador; - a*T e b*T indicam as cores na transmissão a* e b* no sistema L*a*b* medidas de acordo com o iluminante D65 a 2° do Observador e medidas perpendicularmente à vidraça; - Rext indica: a reflexão de luz no visível em %, medida de acordo com o iluminante D65 a 2° do Observador do lado da face externa, a face 1; - a*Rext e b*Rext indicam as cores na reflexão a* e b* no sistema L*a*b* medidas de acordo com o iluminante D65 a 2° do Observador do lado da face mais externa e medidas assim perpendicularmente à vidraça, - RLint indica: a reflexão de luz no visível em %, medida de acordo com o iluminante D65 a 2° do Observador do lado da face interior, a face 4; - a*Rint e b*Rint indicam as cores na reflexão a* e b* no sistema L*a*b* medidas de acordo com o iluminante D65 a 2° do Observador do lado da face interior e medidas assim perpendicularmente à vidraça. Tabela 3

[0087] De acordo com a invenção, é possível produzir uma vidraça que compreende uma pilha de três camadas metálicas funcionais que apresentam uma aparência prateada brilhante na reflexão do lado externo, uma transmissão de luz superior a 50%, uma alta seletividade, uma alta reflexão de luz e um fator solar fraco.

[0088] Todos os exemplos de acordo com a invenção apresentam uma coloração de transmissão agradável e suave, de preferência na faixa de azuis ou azuis- esverdeados.

[0089] Pode-se observar a partir dos dados relatados na tabela 3 que as vidraças de acordo com a invenção (exemplos 1 e 2) apresentam um fator solar menor ou igual a 30% para uma seletividade ligeiramente menor que 2. Esses vidros também apresentam uma reflexão externa pelo menos superior a 25%, combinada com um valor baixo e negativo dos fatores a*Rext e b*Rext, permitindo obter o efeito "brilhante" requerido. Estas vidraças também têm cores de transmissão neutras ou, alternativamente, um tom ligeiramente azul-esverdeado.

Claims (18)

1. Material que compreende um substrato transparente (10) revestido em uma face com uma pilha de camadas finas que compreende sucessivamente a partir da referida face uma alternância de três camadas metálicas funcionais à base de prata (40, 80, 120), denominadas a partir do substrato primeira, segunda e terceira camadas funcionais, respectivamente Ag1, Ag2 e Ag3, e quatro revestimentos dielétricos (20, 60, 100, 140) denominados a partir do substrato M1, M2, M3 e M4, de espessuras ópticas respectivamente Eo1, Eo2, Eo3, Eo4, cada revestimento dielétrico (20, 60, 10, 140) compreendendo uma camada dielétrica ou um conjunto dielétrico de camadas, de modo que cada camada metálica funcional (40, 80, 120) esteja disposta entre dois revestimentos dielétricos, o referido material sendo caracterizado pelo fato de que: - a espessura geométrica da segunda camada funcional Ag2 é menor que a espessura da primeira camada funcional Ag1, - a espessura geométrica da segunda camada funcional Ag2 é menor que a espessura da terceira camada funcional Ag3, - o revestimento dielétrico M2 apresenta uma espessura óptica Eo2 menor que as espessuras ópticas Eo1, Eo3, Eo4 respectivamente dos revestimentos dielétricos M1, M3 e M4.

2. Material, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido revestimento dielétrico M2 apresenta uma espessura óptica Eo2 compreendida entre 40 e 90 nm, de preferência compreendida entre 50 e 70 nm.

3. Material, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a espessura geométrica da referida segunda camada funcional Ag2 está compreendida entre 2 e 10 nanômetros, de preferência entre 5 e 10 nanômetros, ou mesmo entre 5 e 8 nanômetros.

4. Material, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a espessura geométrica da referida primeira camada funcional Ag1 está compreendida entre 8 e 20 nanômetros, de preferência entre 10 e 18 nanômetros, ou mesmo entre 10 e 16 nanômetros.

5. Material, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a espessura geométrica da referida terceira camada funcional Ag3 está compreendida entre 8 e 20 nanômetros, de preferência entre 10 e 18 nanômetros, ou mesmo entre 12 e 15 nanômetros.

6. Material, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a espessura geométrica acumulada das referidas camadas funcionais Ag1, Ag2 e Ag3 está compreendida entre 25 e 50 nanômetros, de preferência está compreendida entre 30 e 40 nanômetros.

7. Material, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o referido revestimento dielétrico M3 apresenta uma espessura óptica Eo3 maior que as espessuras ópticas Eo1 e Eo4 respectivamente dos revestimentos dielétricos M1 e M4.

8. Material, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que Eo2 < Eo4 < Eo1 < Eo3.

9. Material, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que Eo3 > 1,5 Eo2, de preferência Eo3 > 2 Eo2 e muito preferencialmente Eo3 > 2,5 Eo2.

10. Material, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que Eo3 > 1,5 Eo4 e de preferência Eo3 > 2 Eo4.

11. Material, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que Eo3 > 1,5 Eo1.

12. Material, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que: - Eo1 está compreendida entre 75 e 120 nm, - Eo2 está compreendida entre 50 e 70 nm, - Eo3 está compreendida entre 130 e 190 nm e - Eo4 está compreendida entre 70 e 110 nm.

13. Material, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a razão entre a espessura da primeira camada funcional Ag1 e a espessura da segunda camada funcional Ag2 é maior que 1,3 e/ou a razão entre a espessura da terceira camada funcional Ag3 e a espessura da segunda camada funcional Ag2 é maior que 1,3.

14. Material, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a espessura da terceira camada funcional Ag3 é maior que a espessura da primeira camada funcional Ag1.

15. Material, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a pilha compreende ainda pelo menos uma camada de bloqueio (30, 50, 70, 90, 110, 130) situada em contato com uma camada metálica funcional (40, 80, 120) e, de preferência, em que cada camada funcional está em contato com uma camada de bloqueio situada acima dela.

16. Material, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a referida pilha compreende, a partir do substrato transparente: - um primeiro revestimento dielétrico M1 que compreende de preferência pelo menos uma camada dielétrica com função de barreira e uma camada dielétrica com função estabilizante, - opcionalmente uma camada de bloqueio, - uma primeira camada funcional Ag1, - opcionalmente uma camada de bloqueio, - um segundo revestimento dielétrico M2 que compreende de preferência pelo menos uma camada dielétrica com função estabilizante inferior, uma camada dielétrica com função de barreira e uma camada dielétrica com função estabilizante superior, - opcionalmente uma camada de bloqueio, - uma segunda camada funcional Ag2, - opcionalmente uma camada de bloqueio, - um terceiro revestimento dielétrico M3 que compreende de preferência pelo menos uma camada dielétrica com função estabilizante inferior, uma camada dielétrica com função de barreira e uma camada dielétrica com função estabilizante superior, - opcionalmente uma camada de bloqueio, - uma terceira camada funcional Ag3, - opcionalmente uma camada de bloqueio, - um quarto revestimento dielétrico M4 que compreende de preferência pelo menos uma camada dielétrica com função estabilizante, uma camada dielétrica com função de barreira e, opcionalmente, uma camada de proteção.

17. Vidraça caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos um material conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 16.

18. Vidraça, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que está sob a forma de vidraça monolítica, laminada ou múltipla, em particular vidraça dupla ou tripla.