BR112020026225A2 - Vidraça munida de um empilhamento de camadas finas que age sobre a radiação solar e de uma camada barreira - Google Patents

Abstract

vidraça munida de um empilhamento de camadas finas que age sobre a radiação solar e de uma camada barreira. a invenção tem como objeto um substrato (s) transparente, notadamente feito de vidro, munido de um empilhamento (10) de camadas finas que age sobre a radiação solar, o dito empilhamento compreendendo pelo menos uma camada funcional (11), essa camada funcional sendo associada a pelo menos uma subcamada barreira (12), caracterizado pelo fato de que essa subcamada barreira é uma camada de dióxido de silício com espessura compreendida entre 15 e 25 nm.

Description

“VIDRAÇA MUNIDA DE UM EMPILHAMENTO DE CAMADAS FINAS QUE AGE SOBRE A RADIAÇÃO SOLAR E DE UMA CAMADA BARREIRA”

[0001] A invenção se refere às vidraças munidas de empilhamentos de camadas finas que age sobre a radiação solar, notadamente a aquelas destinadas ao isolamento térmico e/ou à proteção solar.

[0002] Esse tipo de vidraça é mais especialmente adaptado para equipar construções: agindo assim, graças às camadas finas, sobre a quantidade de energia da radiação solar, ele permite evitar no interior dos locais um aquecimento excessivo no verão e contribui assim para limitar o consumo de energia necessário à climatização dos mesmos.

[0003] Essa ação sobre o controle solar é realizada pela utilização de uma camada de dióxido de titânio (TiO2) que tem uma espessura de cerca de 20 a 30 nm. Essa camada de dióxido de titânio permite vantajosamente refletir a luz que entra.

[0004] No entanto, foi colocado em evidência que a colocação da camada de controle solar diretamente sobre o substrato transparente que é a folha de vidro não é ótima. De fato, a camada de controle solar feita de dióxido de titânio adere pouco sobre o substrato transparente de modo que ela se degrada facilmente.

[0005] Para resolver esse problema, uma subcamada é vantajosamente disposta entre o substrato transparente e a camada de controle solar para permitir que a camada de controle solar possa aderir melhor.

[0006] Essa subcamada é escolhida por ter uma função de barreira. De fato, durante o ou os tratamentos térmicos aos quais o substrato vai ser submetido, uma difusão de alcalinos se produz e degrada os desempenhos. Essa subcamada com função de barreira permite vantajosamente bloquear essa difusão alcalina. Essa subcamada com função de barreira é por exemplo uma camada de nitreto de silício (Si3N4) que tem uma espessura de 30 a 40 nm.

[0007] É conhecido proceder a um tratamento ulterior de esmaltagem, que interessa mais especialmente às vidraças utilizadas nos painéis de adorno de fachada chamados também de spandrels. De fato, para opacificar as vidraças feitas de spandrels, há geralmente duas vias possíveis: ou é colocada uma laca sobre o vidro,

que é seca e endurecida com um tratamento térmico moderado, ou é colocado um esmalte.

[0008] O esmalte tal como ele é colocado de modo habitual é composto por um pó que contém uma frita de vidro (a matriz vítrea) e pigmentos empregados como corantes (a frita e os pigmentos sendo à base de óxidos metálicos), e um meio chamado também de veículo que permite a aplicação do pó sobre o vidro e sua adesão com esse último no momento da colocação. Para obter o revestimento esmaltado final, é preciso em seguida cozinhar o mesmo.

[0009] Ora, foi constatado que o processo de esmaltagem com um esmalte escuro da camada de TiO2 protegida dos alcalinos com uma camada barreira acarreta a cristalização do TiO2 o que gera tensões na camada e acarreta o aparecimento de um halo branco.

RESUMO DA INVENÇÃO

[0010] O objetivo da invenção é então o de resolver o problema da arte anterior propondo ara isso uma vidraça da qual o empilhamento é melhorado para permitir a adesão da camada funcional de controle solar ao mesmo tempo em que limita sua cristalização.

[0011] O objeto da invenção é primeiramente um substrato transparente, notadamente feito de vidro, munido de um empilhamento de camadas finas que age sobre a radiação solar, o dito empilhamento compreendendo pelo menos uma camada funcional, essa camada funcional sendo associada a pelo menos uma subcamada barreira, caracterizado pelo fato de que essa subcamada barreira é uma camada de dióxido de silício com espessura compreendida entre 15 e 25 nm.

[0012] De acordo com um exemplo, a dita subcamada barreira de dióxido de silício tem uma espessura de 20 nm.

[0013] De acordo com um exemplo, uma sobrecamada de nitreto de silício que tem um leve efeito de espelho é disposta sobre a camada funcional.

[0014] De acordo com um exemplo, a dita sobrecamada de nitreto de silício que tem um leve efeito de espelho tem uma espessura compreendida entre 20 e 30 nm, de preferência igual a 25 nm.

[0015] De acordo com um exemplo, uma sobrecamada de dióxido de silício para a proteção química é disposta sobre a camada funcional.

[0016] De acordo com um exemplo, a dita sobrecamada de dióxido de silício que tem um efeito de proteção química tem uma espessura compreendida entre 5 e 15 nm, de preferência igual a 10 nm.

[0017] De acordo com um exemplo, uma sobrecamada de dióxido de titânio que permite uma proteção mecânica é disposta sobre a camada funcional.

[0018] De acordo com um exemplo, a dita sobrecamada de dióxido de titânio tem uma espessura compreendida entre 1 e 5 nm, de preferência igual a 2 nm.

[0019] De acordo com um exemplo, a camada funcional é uma camada de dióxido de titânio TiO2 com espessura compreendida entre 20 e 30 nm, preferencialmente 24 nm.

[0020] A invenção se refere por outro lado a um painel de adorno de fachada de tipo spandrel que incorpora o substrato de acordo com a invenção.

[0021] A invenção se refere por outro lado a uma fachada de construção que compreende uma pluralidade de painéis de adorno de acordo com a invenção.

[0022] A invenção se refere por outro lado a uma porta de forno que compreende o substrato de acordo com a invenção.

[0023] A invenção se refere por outro lado a qualquer objeto que utiliza o substrato de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0024] Outras particularidades e vantagens se destacarão claramente da descrição da invenção que é feita abaixo, a título indicativo e de nenhuma forma limitativo, em referência aos desenhos anexos, nos quais: - a fig. 1 é uma representação esquemática do substrato revestido de acordo com a invenção; - a fig. 2 é uma representação esquemática de uma variante do substrato revestido de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0025] A presente invenção se refere a um substrato S sobre o qual um revestimento 10 é colocado como visível na figura 1. O substrato S é um substrato vítreo de tipo sodo-cálcico. Esse revestimento 10 pode compreender várias camadas. Essas camadas são utilizadas para obter uma função. Um exemplo de função é o controle solar. Uma tal função consiste em ter uma camada que protege da radiação solar. No caso de um controle solar, essa função é assegurada por uma camada funcional 11 de dióxido de titânio TiO2 com espessura compreendida entre 20 e 30 nm, preferencialmente 24 nm. Essa camada de TiO2 permite obter uma reflexão da luz compreendida entre 25 e 35 %, de preferência 30 %.

[0026] Sobre essa camada funcional, um esmalte pode ser colocado. Esse esmalte é composto por um pó que contém uma frita de vidro (a matriz vítrea) e pigmentos empregados como corantes (a frita e os pigmentos sendo à base de óxidos metálicos), e um meio chamado também de veículo que permite a aplicação do pó sobre o vidro e sua adesão com esse último no momento da colocação. Para obter o revestimento esmaltado final, uma etapa de cozimento ´operada.

[0027] De acordo com a invenção, a camada barreira 12 é disposta entre o substrato vítreo S e a camada funcional 11 de dióxido de titânio. Essa camada barreira é utilizada para impedir a difusão dos alcalinos, em especial do sódio do substrato vítreo. De fato, por ocasião de um tratamento térmico (necessário para a esmaltagem notadamente), o sódio Na do substrato vítreo pode migrar para a camada colocada.

[0028] Astuciosamente, essa camada barreira 12 é uma camada disposta por ter desempenhos menores do que as camadas barreiras habitualmente utilizadas e permitir uma leve difusão do sódio na camada funcional.

[0029] Essa camada barreira 12 é uma camada de óxido de Silício SiO2. Essa camada de óxido de Silício SiO2 apresenta uma espessura compreendida entre15 e 25 nm, com um valor preferido a 20 nm.

[0030] Esse modo de execução é vantajoso pelo fato de que ele consiste em uma camada conhecida da qual os desempenhos contra a difusão dos alcalinos, notadamente do sódio, do substrato vítreo são voluntariamente degradados. Esses desempenhos são degradados por uma menor espessura.

[0031] Essa degradação dos desempenhos, não desejada para uma camada barreira padrão, permite uma difusão dos alcalinos. Ora, a difusão e alcalinos na camada funcional acarreta uma degradação dos desempenhos da dita camada mas impede a cristalização da camada funcional por ocasião da esmaltagem. A camada barreira de acordo com a invenção permite uma difusão dos alcalinos contida/limitada de modo a não degradar os desempenhos da camada funcional ao mesmo tempo em que permite uma difusão dos alcalinos suficiente para evitar a cristalização da camada funcional.

[0032] Em uma variante, a camada barreira 12 é colocada sob alta pressão. Essa alta pressão afeta as propriedades da camada colocada de modo que essa última se torna mais porosa. Por conseguinte, a difusão dos alcalinos é facilitada.

[0033] Em uma segunda variante visível na figura 2, o substrato compreende pelo menos uma sobrecamada 13 colocada sobre a camada funcional. Essa sobrecamada à base de nitreto de silício ou de óxido de silício (Si3N4 e DiO2 em abreviado) ou feita de oxinitretos de silício SiON em abreviado, sem prejulgar das quantidades respectivas em Si, O e N) se revelou também bastante vantajosa a vários títulos: esse tipo de material se revelou capaz de proteger em alta temperatura as camadas do empilhamento da invenção, o que tornou o empilhamento de acordo com a invenção recurvável/temperável no caso em que o substrato portador do empilhamento é feito de vidro e que é desejado submeter o mesmo a um tal tratamento térmico depois de colocação das camadas: a modificação das propriedades óticas induzidas por um tratamento térmico do tipo têmpera, é pequena com uma transmissão luminosa e um aspecto em reflexão exterior suficientemente pouco modificados para não ser significativamente perceptíveis ao olho humano.

[0034] Essa sobrecamada 13 pode ser composta por um grande número de camadas colocadas umas sobre as outras. Uma configuração consiste em ter uma primeira camada 13 a de nitreto de silício Si3N4 da qual a espessura é compreendida entre 20 e 30 nm, de preferência igual a 25 nm. Essa camada participa para o efeito de espelho.

[0035] Sobre essa camada de nitreto de silício, uma camada de óxido de silício 13b é colocada. Essa camada de óxido de silício apresenta uma espessura compreendida entre 5 e 15 nm, de preferência igual a 10 nm. Essa camada de óxido de Silício é uma camada de proteção química, notadamente contra os ácidos.

[0036] Por cima dessa camada de óxido de silício, uma camada de óxido de Titânio TiO2 13c é colocada. Essa camada apresenta uma espessura compreendida entre1 e 5 nm, de preferência igual a 2 nm. Essa camada de óxido de titânio permite oferecer uma proteção mecânica.

[0037] Naturalmente, essas camadas 13a 13b e 13c. podem ser colocadas independentemente umas das outras.

[0038] O substrato S de acordo com a invenção pode ser utilizado em diversas aplicações. Uma primeira aplicação consiste em utilizar esse substrato para a realização de painel de vidro, por exemplo do tipo spandrel, para fachada. Uma segunda aplicação consiste em utilizar esse substrato para a realização de porta de forno.

[0039] Naturalmente, esse substrato será utilizado em todas as aplicações para as quais é preciso aplicar um esmalte preto sobre um empilhamento colocado sobre o substrato.

[0040] Naturalmente, a presente invenção não se limita ao exemplo ilustrado mas sim é suscetível de diversas variantes e modificações que aparecerão ao profissional.

Claims (12)

REIVINDICAÇÕES

1. Substrato (S) transparente, notadamente feito de vidro, munido de um empilhamento (10) de camadas finas que age sobre a radiação solar, o dito empilhamento compreendendo pelo menos uma camada funcional (11), essa camada funcional sendo associada a pelo menos uma subcamada barreira (12), caracterizado pelo fato de que essa subcamada barreira é uma camada de dióxido de silício com espessura compreendida entre 15 e 25 nm.

2. Substrato transparente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita subcamada barreira de dióxido de silício tem uma espessura de 20 nm.

3. Substrato transparente de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que uma sobrecamada de nitreto de silício (13a) que contribui para o efeito de espelho é disposta sobre a camada funcional (11).

4. Substrato transparente de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a dita sobrecamada de nitreto de silício (13a) tem uma espessura compreendida entre 20 e 30 nm, de preferência igual a 25 nm.

5. Substrato transparente de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que uma sobrecamada de dióxido de silício (13b) para a proteção química é disposta sobre a camada funcional.

6. Substrato transparente de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a dita sobrecamada de dióxido de silício (13b) tem uma espessura compreendida entre 5 e 15 nm, de preferência igual a 10 nm.

7. Substrato transparente de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que uma sobrecamada de dióxido de titânio (13c) que tem um efeito de proteção mecânica é disposta sobre a camada funcional.

8. Substrato transparente de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a dita sobrecamada de dióxido de titânio tem uma espessura compreendida entre 1 e 5 nm, de preferência igual a 2 nm.

9. Substrato transparente de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a camada funcional é uma camada de dióxido de titânio TiO2 com espessura compreendida entre 20 e 30 nm, preferencialmente 24 nm.

10. Painel de adorno de fachada de tipo spandrel caracterizado pelo fato de que ele incorpora o substrato como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes.

11. Fachada de construção caracterizada pelo fato de que ela compreende uma pluralidade de painéis de adorno como definidos na reivindicação precedente.

12. Porta de forno caracterizada pelo fato de que compreende o substrato como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.