EP2675761A1 - Procede de fabrication de feuille de verre decoree - Google Patents

Procede de fabrication de feuille de verre decoree

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Publication number
EP2675761A1
EP2675761A1 EP12703556.6A EP12703556A EP2675761A1 EP 2675761 A1 EP2675761 A1 EP 2675761A1 EP 12703556 A EP12703556 A EP 12703556A EP 2675761 A1 EP2675761 A1 EP 2675761A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
functional coating
glass sheet
manufacturing
oxide
coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12703556.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Michel Depauw
Nerio Lucca
Bruno Symoens
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Glass Europe SA
Original Assignee
AGC Glass Europe SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AGC Glass Europe SA filed Critical AGC Glass Europe SA
Publication of EP2675761A1 publication Critical patent/EP2675761A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B44C5/04—Ornamental plaques, e.g. decorative panels, decorative veneers
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    • C03C17/366—Low-emissivity or solar control coatings
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
    • Y10T428/24851—Intermediate layer is discontinuous or differential

Definitions

  • the field of the invention is that of processes for manufacturing decorated glass sheet coated with a functional coating conferring low emissive, antisolar, protective or electrical conductivity properties. More specifically, the invention relates to a method of manufacturing decorated glass sheet coated with a functional coating conferring low emissivity or antisolar properties, the functional coating being deposited on said face of the glass sheet provided with the decorative pattern and covering at less partially said decorative pattern.
  • the decorated glass sheet When the decorated glass sheet is intended to be used as a facade element of a building, it is essential that in addition to its decorative function, the glass sheet has an energy function.
  • energy function By the term “energy function” is meant the fact that the decorated glass sheet also reduces the heat exchange on both sides thereof. The reduction of the heat exchange through the decorated glass sheet is obtained by depositing a low emissive or antisolar coating.
  • the functional coating must not, by its position, alter the color of the pattern, in other words the color of the pattern seen through the glass sheet should not be influenced by the functional coating.
  • the low emissive or sunscreen coating may be disposed between the glass sheet and the decorative pattern or above said decorative pattern.
  • Such a process requires, necessarily, the preliminary dimensioning of the glass sheet before any printing of the decorative pattern. This prior cutting operation induces less flexibility of the process. Furthermore, the deposition of the functional coating is carried out by pyrolysis, which excludes the possibility of using low-emissive or sunscreen functional coatings based on metallic silver obtained by sputtering magnetron type.
  • an object of the invention in at least one of its embodiments, is to provide a method of manufacturing decorated glass sheet coated with a functional coating, said method having a greater flexibility.
  • Another objective of the invention in at least one of its embodiments, is to implement a method making it possible to work on large format glass sheets of PLF or DLF format that can be cut to size. thereafter.
  • the invention in at least one of its embodiments, is also intended to provide a method for obtaining a decorated glass sheet covered with a functional coating conferring low emissive or antisolar properties or coated with a protective coating based on oxide or nitride or covered with an electrically conductive coating based on at least one doped oxide, said sheet having a pleasing aesthetic in that the appearance of the decorative pattern is not impaired by the deposition of said functional coating.
  • the invention relates to a method of manufacturing a decorated glass sheet covered with a functional coating comprising the following successive steps:
  • such a method also comprises magnetron sputtering deposition of the functional coating at least partially covering said decorative pattern.
  • the general principle of the invention is based on the magnetron sputtering deposition of the functional coating on at least a portion of the decorative pattern after printing and drying said pattern.
  • the invention is based on a completely new and inventive approach.
  • the inventors have in fact determined that, surprisingly, it is possible to deposit a functional coating by magnetron cathode sputtering after a simple drying of the printed decorative pattern without having a degradation of said pattern by degassing during the evacuation of the installation of sputtering and thus a contamination of said installation.
  • drying is meant a heat treatment process whose conditions in terms of temperatures and processing time are lower than those used in the context of the baking of said pattern.
  • the inventors have also surprisingly determined that a functional coating obtained by cathodic sputtering, although having a much thinner thickness than the coatings obtained by pyrolysis, do not present a discontinuity problem at the "step". created by the difference in level between the surface of the glass sheet and the surface of the printed decorative pattern, this discontinuity of the functional coating being revealed by the presence of halos.
  • the invention thus makes it possible to provide a process for manufacturing decorated glass sheet covered with a functional coating that offers greater flexibility in the logistics of the glasses produced. Indeed, different decorations can be united on the same glass sheet, said sheet being transported to a final transformer which can subsequently cut and die. In addition, the aesthetics of the decorated glass sheet is retained after the deposition of the functional coating.
  • glass sheet is meant an inorganic glass sheet. Glass can belong to various categories.
  • the glass may be a soda-lime type glass, a boron glass, an aluminosilicate glass, a glass comprising one or more additives homogeneously distributed in its mass, such as, for example, at least one inorganic dye, an oxidizing compound, a viscosity regulating agent and / or a melt facilitating agent.
  • the glass is of the soda-lime type.
  • the glass of the invention may be a float glass, a drawn glass or a textured glass. It can be clear, extra-clear, sandblasted and / or matte.
  • sida-lime glass is used here in its broad sense and refers to any glass that contains the following basic components (expressed as percentages by total weight of glass):
  • Extraclear glass means a glass whose composition comprises less than 0.06% by weight of total iron, expressed in the form of Fe 2 O 3 , and preferably less than 0.02% by weight of total iron, expressed in the form of Fe 2 O 3 .
  • glass sheet is also meant a glass sheet with a thickness of at least 0.5 mm and at most 20.0 mm, preferably at least 4.0 mm and at most 10.0 mm.
  • the term "decorative pattern” denotes a single pattern or a plurality of disjoint, juxtaposed or superimposed patterns. When there is a plurality of patterns, these may be of the same shape or of different shapes.
  • the pattern (s) can be of simple geometrical shape (round, quadrilateral, polygons, ...) or complex (drawings, logo, lettering, label, ).
  • the decorative motif can be a single color (white, black, blue, red, green, ...) or multicolored.
  • said decorative pattern may be opaque or translucent.
  • the thickness of the decorative pattern may be less than or equal to 30 ⁇ , preferably less than or equal to 15 ⁇ .
  • the printing composition of said decorative pattern is enamel-based, which is incorporated in a ceramic toner, a ceramic ink or a ceramic paste.
  • enamel is meant a vitreous substance composed in particular of silica, feldspar, kaolin and metal oxides.
  • the drying conditions of the printed decorative pattern depend on the nature of the printing composition. The role of drying is the elimination of organic compounds that may, on the one hand, contaminate the magnetron sputtering system during the operation of deposition of the functional coating and, on the other hand, degassing during the subsequent phase of cooking. quenching with the effect of deterioration of the functional coating. These compounds correspond to the organic matrix in which the enamels are incorporated.
  • this matrix is more or less liquid and the drying makes it possible to stiffen and fix the enamel on the glass.
  • the matrix is solid and the role of the drying is also to stiffen and fix the toner on the glass after application thereof, to avoid dispersion of the powder constituting said toner in the magnetron sputtering system. Drying conditions will depend on the type of print composition of the pattern chosen decorative (ink, paste or ceramic toner).
  • a decorative pattern having a ceramic paste or ceramic toner printing composition requires drying at a temperature of at least 500 ° C, preferably at least 550 ° C, the duration of this treatment being conditioned by the thickness of the glass sheet on which the enamel-based printing composition incorporated in a ceramic toner or ceramic paste is applied.
  • This drying time is in the time range of from 40 to 90 seconds per millimeter of thickness of the glass sheet, preferably this drying time is equal to 60 seconds per millimeter of thickness of the glass sheet.
  • an ink then requires drying at a temperature of at least 150 ° C. for a time of at least 320 seconds.
  • the inventors have also determined that the drying is carried out when at least 90%, preferably at least 95% of the organic materials which constitute the printing composition are evaporated, whatever the nature of this composition: toner, paste or ceramic ink.
  • This evaporation rate is measured by a standard measurement of thermogravimetry, a technique known to those skilled in the art, which also makes it possible to precisely determine the temperature necessary to evaporate the amount of organic required.
  • the drying step also conditions the enamel-based printing composition of the decorative pattern used: ceramic toner, ceramic ink or ceramic paste.
  • printing compositions comprising organic solvents evaporating at a temperature of less than or equal to 300 ° C. are preferred.
  • ceramic inks more particularly the ceramic inks used by the "Dip Tech" ink jet printer, are preferred.
  • the use of enamel-based printing composition comprising solvents with higher evaporation temperatures is not excluded, these enamels requiring drying temperatures of at least 500 ° C., preferably from minus 550 ° C.
  • a size cut of the decorated glass sheet is performed, directly or not, after the deposition of the functional coating.
  • the invention makes it possible to work large sheets of glass that can have a format of the type PLF (Full Width of Sheet) or DLF (Half Width of Sheet)
  • a heat treatment of the decorated glass sheet is carried out, directly or not, after the deposition of the functional coating, said heat treatment corresponding to a baking of the enamel-based printing composition of the pattern decorative.
  • This firing has the effect of solidifying the decorative pattern by sintering or sintering and it also allows to remove any organic compounds remaining after drying.
  • Sintering or sintering is understood to denote a process which evolves by heat treatment a system consisting of individual particles (or a porous agglomerate), in the absence of external pressure exerted or under the effect of such pressure, so that this evolution leads to a significant (if not complete) decrease in the initial porosity.
  • the firing temperatures of the enamel-based printing compositions are generally in the range of 650 ° C to 700 ° C.
  • the heat treatment corresponds to a quenching heat treatment of the decorated glass sheet when said sheet is intended to be a glass to be quenched.
  • the temperatures necessary to effect the thermal quenching of the glass sheet are at most of the order of 700 ° C. These temperatures are preferably at most of the order of 690 ° C., more preferably at most of the order of 670 ° C.
  • the heat treatment of the decorated glass sheet corresponds to a bending thermal treatment of said glass sheet.
  • the temperatures necessary to effect the thermal bending of the glass sheet are at least greater than 605 ° C.
  • the heat treatment corresponds to a bending heat treatment followed by a quenching heat treatment.
  • the printing of the decorative pattern is performed by at least one of the printing means selected from the screen printing, the laser printer or the ink jet printer.
  • the printing means such as the laser printer or the ink jet printer are preferred.
  • digital printing or digital printing means make it possible to include in the drawing the targets for a subsequent cutting without the process becoming complex.
  • serigraphy is advantageously used.
  • the manufacturing method according to the invention is such that the functional coating is a low emissive, sunscreen, protective and / or electrical conductive coating based on at least one doped oxide.
  • functional coating is meant any type of coating.
  • coating in the sense of the present invention, it is meant that said coating may consist of a layer of single material or a plurality of layers each of a different material.
  • the functional coating may thus be a protective coating having, for example, sufficient durability to withstand transport, an electrically conductive coating based on at least one doped oxide, preferably selected from tin-doped indium oxide, zinc oxide doped by at least a doping element selected from aluminum, gallium or their mixture and / or a coating of low emissive or antisolar type.
  • an electrically conductive coating based on at least one doped oxide, preferably selected from tin-doped indium oxide, zinc oxide doped by at least a doping element selected from aluminum, gallium or their mixture and / or a coating of low emissive or antisolar type.
  • the functional coating is of low emissivity type
  • said coating comprises a layer based on silver, preferably a single layer of silver.
  • the functional coating is of the antisolar type
  • said coating comprises at least one silver-based layer, preferably at least two silver-based layers and / or said antisolar coating comprises at least one oxide-based layer.
  • At least one element selected from titanium, zirconium, tin or mixed oxides of at least two of them, preferably the titanium zirconium mixed oxide and / or a nitride-based layer of at least one selected from the group consisting of silicon and aluminum, the products sold under the name "Stopsol Phoenix" by the company AGC and / or said functional coating comprise at least one layer based on an example of a non-sunscreen functional coating without a silver layer; of semi-metals selected from tungsten, chromium or nickel-chromium mixture, said semi-metal layer being protected on both sides by at least one oxide-based layer, preferably substantially based on titanium oxide, zirconium oxide, tin oxide or titanium zirconium or nitride-based mixed oxide, preferably based on at least one element selected from silicon, aluminum.
  • the low emissivity or sunscreen functional coating comprises a silver-based layer
  • the silver is present in pure form or alloyed with another metal, the pure form being preferred, said silver layer being protected by and else by at least one layer based on oxide or nitride.
  • the other metal preferably comprises at least palladium and / or gold, more preferably palladium.
  • the functional coating is a low-emissive or sunscreen functional coating comprising at least one silver-based layer
  • said coating also comprises a set of dielectric layers disposed on either side of said silver-based layer.
  • the silver layer has a geometric thickness of at least 5.0 nm, preferably at least 9.0 nm.
  • the silver layer has a geometric thickness of at most 25.0 nm, preferably at most 18.0 nm, more preferably at most 14.0 nm. Most preferably, the silver layer has a thickness equal to 12.5 nm.
  • the low emissive or antisolar coating may comprise several silver-based layers, said layers being separated by dielectric layers making the decorated glass sheet covered with a functional coating according to the antireflective invention in part of the spectrum of solar radiation, especially without the visible range of lengths.
  • An example of a sunscreen functional coating is the products marketed under the name of "Stopray" by AGC and as an example of low-emitting coating products marketed under the term "TopN, TopN +, TopN + T" by the same company.
  • the manufacturing method according to the invention is such that the functional coating is a functional protective coating comprising at least one oxide of an element selected from titanium, zirconium, vanadium, niobium, tantalum, aluminum, zinc, silicon, tin, bismuth, indium, mixtures of two or more of them, or mixed oxides of at least two of them and / or a nitride of an element selected from titanium, zirconium, aluminum, silicon or mixtures of at least two of them or the mixed nitrides of at least two of them.
  • a functional protective coating comprising at least one oxide of an element selected from titanium, zirconium, vanadium, niobium, tantalum, aluminum, zinc, silicon, tin, bismuth, indium, mixtures of two or more of them, or mixed oxides of at least two of them and / or a nitride of an element selected from titanium, zirconium, aluminum, silicon or mixtures of at least two of them or the mixed nitri
  • the protective coating is a coating based on silicon nitride and / or based on titanium oxide, said titanium oxide being associated with at least one other oxide of high hardness selected from the group comprising niobium oxide, silicon oxide, chromium oxide, zirconium oxide, preferably selected from the group consisting of silicon oxide, chromium oxide, zirconium oxide.
  • the respective proportions of titanium oxide and other oxides can cover a wide range.
  • the additional oxide (s) must represent at least 5% by weight of the assembly and preferably at least 10%.
  • titanium oxide represents at least 50% by weight, preferably at least 55% by weight of the mixed oxide.
  • zirconium oxide is particularly preferred because of its very high hardness. It is advantageously present in a proportion of 15 to 50% by weight of the protective layer.
  • the protective layer may also contain additional oxides substantially indissociable with the preceding oxides. This is particularly the case for lanthanides such as yttrium oxide or hafnium oxide. When these additional oxides are present, their content remains relatively limited and does not exceed 8% by weight of the whole and most often remains less than 5%.
  • the manufacturing method according to the invention is such that the functional coating is a low emissive or antisolar type coating comprising at least one silver-based layer, said coating also comprises a set of layers. dielectrics arranged on either side of said silver-based layer.
  • the manufacturing method according to the invention is such that the low emissive or sunscreen functional coating comprises at least one physical protection means.
  • physical protection is meant to designate a protection against mechanical wear, by friction, with the claw, ... Since the magnetron sputtering layers are so-called soft layers, it is necessary to protect them against any physical deterioration.
  • the protection means include, for example, a plastic sheet, a magnetron layer of high hardness such as a titanium zirconium mixed oxide layer, a carbon layer, said physical protection means being deposited on the low emissive functional coating or sunscreen.
  • the manufacturing method according to the invention is such that the low emissive or sunscreen functional coating comprising a silver-based layer also comprises at least one means. for chemically protecting said silver layer.
  • chemical protection is intended to denote protection against any phenomenon of chemical degradation of silver (oxidation, diffusion of alkaline ions from the glass sheet, diffusion of silver during quenching heat treatment) .
  • these means for example:
  • At least one barrier layer said barrier layer being, with respect to the glass sheet, the first layer constituting the low emissive or antisolar functional coating.
  • the material constituting the barrier layer being selected from titanium oxide, zinc oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon oxycarbide, silicon oxycarbonitride, aluminum nitride, aluminum oxynitride, aluminum oxide, this barrier layer being optionally doped or alloyed with tin.
  • the barrier layer has a geometric thickness of at least 3.0 nm, preferably at least 10.0 nm, more preferably at least 30.0 nm, even more preferably at least 50.0 nm.
  • the barrier layer has a thickness of at most 100 nm.
  • At least one sacrificial layer the sacrificial layer being located on at least one face of the silver-based layer.
  • sacrificial layer is meant a layer that can be oxidized in whole or in part. This layer makes it possible to avoid deterioration of the silver layer, in particular by oxidation.
  • the sacrificial layer comprises at least one compound chosen from metals, nitrides, oxides and sub-stoichiometric oxygen oxides.
  • the metals, nitrides, oxides and sub-stoichiometric metal oxides comprise at least one element selected from Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al.
  • the sacrificial layer comprises at least Ti, TiO x (with x 2 2), NiCr.
  • the thickness of the layer sacrificial is at least 0.5 nm.
  • the thickness of the sacrificial layer is at most 6.0 nm. More preferably, the thickness is equal to 2.5 nm.
  • a sacrificial layer is deposited on the face of the silver-based layer layer furthest from the glass sheet.
  • the manufacturing method according to the invention is such that the low emissive or antisolar functional coating comprising a silver-based layer comprises a barrier layer comprising at least one compound selected from silicon nitride , silicon oxynitride, aluminum nitride, aluminum oxynitride, aluminum oxide, preferably the barrier layer is made of silicon oxide. Said layer blocking the diffusion of silver when the decorated glass sheet coated with said layer is subjected to a quenching heat treatment.
  • the manufacturing method according to the invention is such that a base layer is deposited on the glass sheet prior to application by printing at least one decorative pattern on at least a portion one side of the glass sheet.
  • Said primer comprises at least one compound selected from titanium oxide, zirconium oxide, niobium oxide, zinc oxide, tin oxide, mixed oxides of at least two of them, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon oxycarbide, silicon oxycarbonitride, aluminum nitride, aluminum oxynitride, aluminum oxide, this layer bottom being optionally doped or alloyed with tin.
  • the materials constituting the base layer may also contain of the order of 10% or even 15% atomic percentage of additional elements such as silicon.
  • the primer layer has a geometric thickness of at least 10.0 nm, preferably at least 30.0 nm, even more preferably at least 50.0 nm.
  • the bottom layer has a thickness of at most 100 nm.
  • the basecoat comprises at least one compound selected silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum nitride, aluminum oxynitide, aluminum oxide, more preferably the bottom layer is silicon oxide.
  • This primer has a dual role, on the one hand, it also acts as a barrier to diffusion through the enamel, money coming from the functional coating comprising a silver layer and secondly, it generally allows for better enamel membership.
  • a low emissivity or sunscreen functional coating comprising a silver-based layer poses a problem of diffusion of the silver through the enamel during the quenching heat treatment, resulting in a yellowing, or a browning, of the glass sheet and therefore the glass sheet coated with the decorative pattern.
  • the manufacturing method according to the invention is such that the printing composition of the enamel-based decorative pattern contains elements that block the diffusion of silver when the functional coating is a coating.
  • Low emissive or sunscreen comprising a silver-based layer.
  • the emulsion advantageously contains zinc oxide in an amount of 15 to 70% by weight, silicon dioxide in an amount of 15 to 40% by weight, boron trioxide in an amount of 5 to 25% by weight and from 0.05% to 15% mole% sulfur and / or sulfides, preferably zinc sulfide, said sulfides being dissociated at least in part.
  • the method according to the invention comprises following the steps of applying by printing at least one decorative pattern on at least a part of a face of the glass sheet, drying of the printed decorative pattern, deposition by magnetron sputtering of the functional coating, the following successive additional steps: transport to ariosdier or "processor", storage, cutting to size of the glass sheet, quenching cut sheets.
  • ariosdier or processor mean a person implementing a at least steps of storage, cutting to size of the glass sheet, quenching of the cut sheets
  • Another object of the invention relates to a decorated glass sheet covered with a functional coating obtained using the manufacturing method according to the invention.
  • the invention also relates to the use of a decorated glass sheet covered with the functional coating obtained by a manufacturing method according to the invention as a facade element and a facade comprising at least one decorated glass sheet. covered with a functional coating obtained according to a manufacturing method according to the invention.
  • Other uses of this type of decorated glass sheet covered with a functional coating obtained by a manufacturing method according to the invention are however possible, for example we can mention the products that make it possible to reduce heat transfer or heat transfer.
  • FIG. 1 schematically represents the various steps of a preferred embodiment of the method of manufacturing a decorated glass sheet covered with a functional coating according to the invention comprising successively the steps of application by printing of the minus a decorative pattern on at least a portion of a face of the glass sheet (1), drying of the printed decorative pattern (2), magnetron sputtering deposition of the functional coating (3), transport to a facade or "processor” (4) , storage (5), size cutting of the glass sheet (6), quenching of the cut sheets (7).
  • Fig. 2 shows an example of a decorated glass sheet structure covered with a functional coating comprising the glass sheet (1), a decorative pattern (2) and a functional coating (3).
  • Example 1 A 30x40 cm sample is cut from a glass sheet covered with a SiO 2 layer 30 nm thick. It is washed and printed on this sample 6 squares of different colors using a "Dip tech" ink jet printer. The ink used is a ceramic ink marketed by the supplier of the machine. Once printed, the sample passes into a dryer. The length of the dryer is 8 m, its speed is 1.5 m / min and its set temperature is 150 ° C. The sample then passes into the coater where a "double silver” sunscreen coating, marketed under the name “Stopray” coating by AGC, is applied. The sample thus produced is transported to the quenching plant where it is quenched according to the usual conditions for quenching a glass covered with an antisolar coating.
  • a "double silver” sunscreen coating marketed under the name “Stopray” coating by AGC
  • a 30x30 cm sample is cut from a 6mm thick glass sheet. He is lapped and washed. A black 5 cm edge is printed on this sample by serigraphy, which ends with a marie-louise towards the inside of the glass and the logo of a car make.
  • the paste used is a ceramic paste marketed by the Jonhson Matthey company and including agents blocking the dissemination of money.
  • the sample passes into a dryer. In this case the drying temperature is 550 ° C and the drying time is 360s.
  • the sample then passes into the coater where a low-emissive "silver single" type coating marketed under the name "TopN + T" coating by AGC is applied.
  • the sample thus produced is transported to the quenching plant where it is quenched according to the usual conditions for tempering a glass covered with a low emissive coating.

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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 WO2006/061541 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 WO2006/061541 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 œuvre 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 l'installation 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):
SiO2 60 à 75%
Na2O 10 à 20%
CaO 0 à 16%
K2O 0 à 10%
MgO 0 à 10%
Al2O3 0 à 5%
BaO 0 à 2%
BaO + CaO + MgO 10 à 20%
Na2O + K2O 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 Fe2O3, et de préférence, moins de 0,02% en poids de fer total, exprimé sous forme de Fe2O3. 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 μπ , de préférence inférieure ou égale à 15 μπ .
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 œuvre 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 œuvre 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 œuvre, 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 œuvre 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 œuvre 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 œuvre avantageux, le traitement thermique correspond à un traitement thermique de bombage suivi par un traitement thermique de trempe.
Selon un mode de mise en œuvre 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 œuvre 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 œuvre 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 de 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. Il 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 œuvre, 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 œuvre , 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 œuvre 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, l'Ai. 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 œuvre 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 œuvre, 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 œuvre, 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 œuvre 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 œuvre 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 œuvre 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 œuvre de l'invention
Exemple 1 : Un échantillon de 30x40 cm est découpé dans une feuille de verre recouverte d'une couche SiO2 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

REVENDICATIONS
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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