EP4367074A1 - Matériaux comprenant un revêtement fonctionnel utilisé sous forme de vitrages feuilletés et multiples - Google Patents

Matériaux comprenant un revêtement fonctionnel utilisé sous forme de vitrages feuilletés et multiples

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Publication number
EP4367074A1
EP4367074A1 EP22750856.1A EP22750856A EP4367074A1 EP 4367074 A1 EP4367074 A1 EP 4367074A1 EP 22750856 A EP22750856 A EP 22750856A EP 4367074 A1 EP4367074 A1 EP 4367074A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
functional
glazing
thickness
dielectric
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.)
Pending
Application number
EP22750856.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Yaël BRONSTEIN
Elsa PERRIN
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.)
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain 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 Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
Publication of EP4367074A1 publication Critical patent/EP4367074A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • B32B2315/08—Glass

Definitions

  • the invention relates to a material comprising a transparent substrate coated with a functional coating capable of acting on solar radiation and/or infrared radiation.
  • the invention also relates to glazing comprising these materials as well as the use of such materials for manufacturing thermal insulation and/or solar protection glazing.
  • glazings can be intended both to equip buildings and vehicles, in particular with a view to:
  • the solar factor “FS or g” corresponds to the ratio in % between the total energy entering the room through the glazing and the incident solar energy.
  • Selectivity is a key parameter for solar control glazing.
  • Known selective glazing comprises transparent substrates coated with a functional coating comprising a stack of one or more metallic functional layers, each placed between two dielectric coatings.
  • a functional coating comprising a stack of one or more metallic functional layers, each placed between two dielectric coatings.
  • Such glazing improves solar protection while maintaining high light transmission.
  • These functional coatings are generally obtained by a succession of deposits made by cathode sputtering possibly assisted by a magnetic field.
  • these glazings can be in the form of monolithic glazing, multiple glazing, laminated glazing or multiple and laminated glazing.
  • the faces of a glazing are designated starting from the outside of the building and by numbering the faces of the substrates from the outside towards the inside of the passenger compartment or the room it equips. This means that the incident sunlight passes through the faces in increasing order of their number.
  • the most efficient known selective glazing is generally double glazing comprising a functional coating with at least three layers silver-based metal functional elements located on face 2, that is to say on the outermost substrate of the building; on its side facing the spacer gas layer.
  • the two most used configurations are double glazing without lamination with functional coating on face 2 and single laminated glazing with functional coating on face 2.
  • the functional coating is on the manhole of the intermediate gas layer.
  • the functional coating is located opposite the lamination insert.
  • optical and colorimetric properties are different depending on whether the functional coating is in contact with the spacer gas layer or with the lamination spacer. This is due to the differences in optical index existing between the spacer gas layer (1.0) and the spacer (1.5).
  • the “functional coating/gas layer” and “functional coating/interlayer” interfaces behave optically differently.
  • the processor or end user wishing to be able to supply multiple glazing and laminated glazing with equivalent optical properties must have two different ranges of materials in stock.
  • the object of the invention is therefore to overcome the drawbacks of the prior art by developing a glazing having equivalent optical properties, whether in the form of multiple glazing when the functional coating is in contact with the spacer gas space or laminated glazing when the functional coating is in contact with the lamination spacer.
  • optical properties means the properties of light transmission and reflection in the visible as well as the colorimetric properties.
  • the term “material to be laminated” means a material optimized to present the optical properties and the energy performance desired after the laminating step.
  • sheetable material means an optimized material having the desired optical properties:
  • the invention relates to a selective laminated material with high light transmission having similar aesthetics whether it is in the form of non-laminated double glazing or laminated glazing.
  • the applicant has surprisingly discovered a combination of characteristics making it possible to obtain materials with high light transmission, which, mounted in the form of double glazing or in the form of laminated glazing, have similar optical properties.
  • Materials include functional three-layer silver coatings.
  • the combination of characteristics relates to the thicknesses of the silver layers and the dielectric coatings.
  • the invention relates in particular to a material comprising a transparent substrate coated with a functional coating successively comprising, starting from the substrate, an alternation of three functional metal layers based on silver, denominated starting from the substrate as first, second and third functional layers, and four dielectric coatings named starting from the substrate Di1, Di2, Di3 and Di4 which each have an optical thickness Eo1, Eo2, Eo3 and Eo4, each dielectric coating comprising at least one dielectric layer, so that that each functional metal layer is placed between two dielectric coatings, characterized in that:
  • the dielectric coating Di1 has an optical thickness Eo1 of less than 80 nm
  • the Di2 dielectric coating has an optical thickness Eo2 of less than 160 nm
  • the Di3 dielectric coating has an optical thickness Eo3 of less than 160 nm
  • the Di4 dielectric coating has an Eo4 optical thickness of less than 60 nm
  • optical thickness ratio Eo2/Eo1 is greater than 1.70 including this value
  • the thickness of the second functional metallic layer is less than 12 nm
  • the ratio of the thickness of the third functional metallic layer to the thickness of the first functional metallic layer Ag3/Ag1 is greater than or equal to 1.20.
  • the invention also relates to:
  • - glazing comprising a material according to the invention mounted on a vehicle or on a building
  • a glazing according to the invention as solar control and/or low-emission glazing for the building or vehicles
  • the invention therefore relates to glazing comprising at least one material according to the invention in the form of monolithic, laminated or multiple glazing, in particular double glazing or triple glazing.
  • the coating is advantageously positioned in the glazing so that the incident light coming from outside passes through the first dielectric coating before passing through the first functional metal layer.
  • the invention relates to multiple glazing comprising a material and at least one additional substrate, the material and the additional substrate are separated by at least one spacer layer of gas.
  • the invention relates to a laminated glazing comprising a material and at least one additional substrate, the material and the additional substrate are separated by at least one lamination insert.
  • the thicknesses referred to in this document without further details are physical, real or geometric thicknesses referred to as Ep and are expressed in nanometers (and not optical thicknesses).
  • the index of refraction being an adimensional value, one can consider that the unit of the optical thickness is that chosen for the physical thickness.
  • a dielectric coating corresponds to a sequence of layers comprising at least one dielectric layer, located between the substrate and the first functional layer (DU), between two functional layers (Di2 or Di3) or above the last functional layer (Di4).
  • the optical thickness of the dielectric coating corresponds to the sum of the optical thicknesses of the various dielectric layers constituting the dielectric coating.
  • a dielectric coating comprises an absorbent layer for which the refractive index at 550 nm comprises an imaginary part of the non-zero (or non-negligible) dielectric function, for example a metallic layer, the thickness of this layer is not taken into account for the calculation of the optical thickness of the dielectric coating.
  • the thickness of the blocking layers is not taken into account for the calculation of the optical thickness of the dielectric coating.
  • the "first”, “second”, “third” and “fourth” qualifications for the functional layers or the dielectric coatings are defined starting from the carrier substrate of the stack and referring to the layers or coatings of the same function.
  • the functional layer closest to the substrate is the first functional layer
  • the next away from the substrate is the second functional layer, etc.
  • the luminous characteristics are measured according to the D65 illuminant at 2° perpendicular to the material mounted in a double glazing (unless otherwise indicated):
  • Rint corresponds to the interior light reflection in the visible in %, observer on the interior space side
  • - a * T and b * T correspond to the colors in transmission a * and b * in the L * a * b * system
  • - a * Rext and b * Rext correspond to the colors in reflection a * and b * in the L * a * b * system, observer on the outer space side
  • the double glazing has a configuration: 4-16(Ar-90%)-4, that is to say a configuration made up of a material comprising a substrate of the ordinary soda-lime glass type of 4 mm and another glass substrate of soda-lime glass type of 4 mm, the two substrates are separated by an intercalary gas layer of 90% argon and 10% air with a thickness of 16 mm,
  • the functional covering is preferably positioned on face 2, i.e. on the substrate furthest outside the building; on its side facing the spacer gas layer.
  • Lam. laminated glazing
  • the laminated glazing comprises a material comprising a 4 mm ordinary soda-lime glass type substrate and another 4 mm soda-lime glass type glass substrate, the two substrates are separated by a PVB lamination spacer of 0, 76 mm, - the functional coating is preferably positioned on face 2 on its face facing the lamination insert.
  • a material is said to be “laminated” when it has similar colors in the non-laminated double glazing configuration and in the laminated glazing configuration. This can result in maximum permitted deviations between the following configurations:
  • the Delta C * representing the variation between the colors obtained in double glazing and in laminated glazing defined by (a * Dcu, b * Dcu) and (a * Lam, b * Lam) in transmission or in reflection is calculated by the following formula :
  • the leaf character can also result in the following Delta C * (color difference) values:
  • the authorized gap between the double glazing and the laminated is more restricted in transmission and in external reflection than in internal reflection, the latter being less visible.
  • the material according to the invention in the form of multiple and/or laminated glazing, also makes it possible to obtain the following advantageous properties:
  • the material gives the glazing incorporating it neutral colours.
  • neutral colors in transmission and in exterior reflection or in interior reflection are defined by:
  • the glazing of the invention in the form of double glazing comprising the functional coating positioned on face 2 has in particular:
  • a solar factor g less than or equal to 40%, less than or equal to 35%, less than or equal to 30%, between 25 and 35% and/or
  • the glazing of the invention in the form of laminated glazing comprising the functional coating positioned on face 2 makes it possible in particular to achieve the following performances:
  • the glazing according to the invention is mounted on a building or a vehicle.
  • the invention therefore also relates to:
  • a glazing for the building generally delimits two spaces, a space qualified as “exterior” and a space qualified as “internal”. Sunlight entering a building is considered to flow from the exterior to the interior.
  • building applications also include glazing used as a constituent element of balustrades, balconies and/or railings.
  • the invention also relates to:
  • a glazing according to the invention as solar control and/or low emissive glazing for the building or the vehicles.
  • the functional coating is deposited by sputtering assisted by a magnetic field (magnetron process). According to this advantageous embodiment, all the layers of the coatings are deposited by sputtering assisted by a magnetic field.
  • the invention also relates to the process for obtaining a material and a glazing according to the invention, in which the layers of the coatings are deposited by magnetron cathode sputtering.
  • the expression "based on”, used to qualify a material or a layer as to what it or it contains, means that the mass fraction of the constituent which it or it comprises is at least 50%, in particular at least 70%, preferably at least 90%.
  • the light transmission corresponds to the transmission of solar radiation in the visible part of the spectrum
  • Ordinary clear glass 4 to 6 mm thick has the following light characteristics:
  • the functional coating comprises at least three silver-based metallic functional layers (F1, F2 and F3), each disposed between two dielectric coatings (Di1, Di2, Di3, Di4).
  • the silver-based metallic functional layers comprise at least 95.0%, preferably at least 96.5% and better still at least 98.0% by weight of silver relative to the weight of the functional layer.
  • a silver-based functional metallic layer comprises less than 1.0% by mass of metals other than silver relative to the mass of the silver-based functional metallic layer.
  • the first silver-based functional metallic layer has a thickness of between 7 and 11 nm, preferably between 7 and 10 nm, and/or
  • the second silver-based functional metallic layer has a thickness of between 9 and 12 nm, limit excluded, preferably between 9 and 10 nm, and/or
  • the third functional metal layer based on silver has a thickness of between 12 and 18 nm, preferably between 13 and 17 nm, and/or
  • the ratio of the thickness of the second functional metal layer to the thickness of the first functional metal layer Ag2/Ag1 is between 1.05 and 2.00, between 1.10 and 1.80 or between 1.10 and 1.50 including these values, and/or
  • the ratio of the thickness of the third functional metal layer to the thickness of the second functional metal layer Ag3/Ag2 is between 1.05 and 2.00, between 1.10 and 1.80 or between 1.20 and 1.7, including these values, and/or
  • the ratio of the thickness of the third functional metal layer to the thickness of the first functional metal layer Ag3/Ag1 is between 1.20 and 3.00 or between 1.50 and 2.50, including these values .
  • the thicknesses of the functional metal layers starting from the substrate can increase.
  • the increase in thickness between two successive functional layers is greater than 0.8 nm, greater than 1 nm, greater than 1.5 nm.
  • the thickness ratio between two successive functional layers is between 1.05 and 2.30 or between 1.1 and 2.30 including these values.
  • the stack may further comprise at least one blocking layer located in contact with a functional metal layer.
  • the blocking layers traditionally have the function of protecting the functional layers from possible degradation during the deposition of the upper anti-reflective coating and during possible high-temperature heat treatment, of the annealing, bending and/or tempering type.
  • the blocking layers are chosen from:
  • metal layers based on a metal or a metal alloy metal nitride layers, and metal oxynitride layers of one or more elements chosen from titanium, zinc, tin, nickel , chromium and niobium,
  • the blocking layers can in particular be layers of Ti, TiN, TiOx, Nb, NbN, Ni, NiN, Cr, CrN, NiCr, NiCrN, SnZnN.
  • these blocking layers When these blocking layers are deposited in metallic, nitrided or oxynitrided form, these layers can undergo partial or total oxidation depending on their thickness and the nature of the layers which surround them, for example, when depositing the following layer or by oxidation. in contact with the underlying layer.
  • the blocking layer or layers satisfy one or more of the following conditions:
  • each silver-based functional metal layer can be located below and/or above, and optionally in contact with, a contact blocking layer chosen from among a blocking underlayer and a blocking overlayer, and or
  • the blocking layer can be based on at least one element chosen from nickel, chromium, niobium, tantalum and titanium, and/or - each functional metal layer is in contact with a blocking overlayer, and/or
  • each blocking layer is at least 0.1 nm, preferably between 0.2 and 2.0 nm.
  • the blocking layers are considered not to be part of a dielectric coating. This means that their thickness is not taken into account in the calculation of the optical or geometric thickness of the dielectric coating located in contact with them.
  • dielectric layer within the meaning of the present invention, it should be understood that from the point of view of its nature, the material is “non-metallic", that is to say is not a metal. In the context of the invention, this term designates a material having an n/k ratio over the entire visible wavelength range (from 380 nm to 780 nm) equal to or greater than 5.
  • the dielectric coatings of the functional coatings satisfy one or more of the following conditions:
  • the dielectric layers can be based on oxide or nitride of one or more elements chosen from among silicon, zirconium, titanium, aluminum, tin, zinc, and/or
  • At least one dielectric coating comprises at least one barrier function dielectric layer, and/or
  • each dielectric coating comprises at least one dielectric layer with function barrier, and/or
  • the barrier function dielectric layers are based on silicon and/or aluminum compounds chosen from oxides such as Si02 and Al 2 O 3 , nitrides S1 3 N 4 and AIN and oxynitrides SiO x N y and AIO x N y , based on zinc and tin oxide or based on titanium oxide,
  • the barrier function dielectric layers are based on silicon and/or aluminum compounds, optionally comprising at least one other element, such as aluminum, hafnium and zirconium, and/or
  • At least one dielectric coating comprises at least one dielectric layer with a stabilizing function
  • each dielectric coating comprises at least one dielectric layer with a stabilizing function
  • the dielectric layers with a stabilizing function are preferably based on an oxide chosen from zinc oxide, tin oxide, zirconium oxide or a mixture of at least two of them, and/where
  • the dielectric layers with stabilizing function are preferably based on crystallized oxide, in particular based on zinc oxide, optionally doped with at least one other element, such as aluminum, and/or
  • each functional layer is above a dielectric coating, the upper layer of which is a dielectric layer with a stabilizing function, preferably based on zinc oxide and/or below a dielectric coating, the lower layer of which is a dielectric layer with a stabilizing function, preferably based on zinc oxide.
  • each dielectric coating consists only of one or more dielectric layers.
  • the dielectric layers can have a barrier function.
  • barrier layer is meant a layer made of a material capable of forming a barrier to the diffusion of oxygen and water at high temperature, coming from the ambient atmosphere or from the substrate. transparent, towards the functional layer.
  • Such dielectric layers are chosen from the layers:
  • nitrides such as nitrides such as S13N4 and AlN
  • oxynitrides such as SiO x N y, AlOxNy optionally doped with using at least one other element
  • each coating comprises at least one dielectric layer consisting of:
  • These dielectric layers have a thickness:
  • the functional coatings of the invention can comprise dielectric layers with a stabilizing function.
  • stabilizing means that the nature of the layer is selected so as to stabilize the interface between the functional layer and this layer. This stabilization leads to reinforcing the adhesion of the functional layer to the layers which surround it, and in fact it will oppose the migration of its constituent material.
  • the dielectric layer(s) with stabilizing function can be directly in contact with a functional layer or separated by a blocking layer.
  • the last dielectric layer of each dielectric coating located below a functional layer is a dielectric layer with a stabilizing function.
  • a layer with a stabilizing function for example, based on zinc oxide below a functional layer, because it facilitates the adhesion and the crystallization of the functional layer based on zinc oxide. silver and increases its quality and stability at high temperatures.
  • a stabilizing function layer for example, based on zinc oxide, above a functional layer, to increase its adhesion and optimally oppose diffusion on the side of the stack opposite the substrate.
  • the dielectric layer(s) with stabilizing function can therefore be above and/or below at least one functional layer or each functional layer, either directly in contact with it or separated by a blocking layer.
  • each dielectric layer with a barrier function is separated from a functional layer by at least one dielectric layer with a stabilizing function.
  • the zinc oxide layer can optionally be doped with at least one other element, such as aluminum.
  • the zinc oxide is crystallized.
  • the zinc oxide-based layer comprises, in increasing order of preference at least 90.0%, at least 92%, at least 95%, at least 98.0% by weight zinc based on the weight of elements other than oxygen in the zinc oxide based layer.
  • the dielectric coatings of the functional coatings comprise a dielectric layer based on zinc oxide located below the metallic layer based on silver.
  • the zinc oxide layers have, in increasing order of preference, a thickness:
  • the dielectric coatings satisfy one or more of the following conditions in terms of thickness:
  • the dielectric coatings Di1, Di2, Di3 and Di4 each have an optical thickness Eo1, Eo2, Eo3 and Eo4 satisfying one or more of the following relationships: Eo4 ⁇ Eo1, Eo4 ⁇ Eo2, Eo1 ⁇ Eo3, and/or
  • the dielectric coating Di1 has an optical thickness between 20 to 80 nm, between 30 to 80 nm, between 57 to 80 nm, and/or
  • the Di2 dielectric coating has an optical thickness between 80 to 160 nm, between 90 to 150 nm, between 100 to 150 nm, between 110 to 145 nm, between 124 and 144 nm and/or
  • the Di4 dielectric coating has an optical thickness between 80 to 160 nm, between 90 to 150 nm, between 100 to 150 nm, between 124 to 160 nm, between 144 to 160 nm and/or
  • the Di4 dielectric coating has an optical thickness between 30 to 60 nm, from 30 to 55 nm.
  • the functional coating may optionally include a top protective layer.
  • the upper protective layer is preferably the last layer of the stack, that is to say the layer farthest from the coated substrate of the stack. These upper layers of protection are considered to be included in the last dielectric coating. These layers generally have a thickness of between 2 and 10 nm, preferably 2 and 5 nm.
  • the protective layer can be chosen from a layer of titanium, zirconium, hafnium, zinc and/or tin, this or these metals being in metallic, oxidized or nitrided form.
  • the protective layer is a layer of titanium oxide, a layer of zinc and tin oxide or a layer based on titanium and zirconium oxide.
  • first dielectric coating comprising at least one barrier function layer and one dielectric layer with stabilizing function, - possibly a blocking layer,
  • a second dielectric coating comprising at least one dielectric layer with a lower stabilizing function, a layer with a barrier function and a dielectric layer with an upper stabilizing function
  • a third dielectric coating comprising at least one dielectric layer with a lower stabilizing function, a layer with a barrier function, a dielectric layer with an upper stabilizing function,
  • a fourth dielectric coating comprising at least one dielectric layer with stabilizing function, one layer with barrier function,
  • Another particularly advantageous embodiment comprises a stack which comprises, starting from the substrate:
  • a first dielectric coating comprising at least one layer based on silicon nitride and one layer based on zinc oxide
  • a second dielectric coating comprising at least three successive layers, a layer based on zinc oxide, a layer based on silicon nitride and a layer based on zinc oxide,
  • a third dielectric coating comprising at least at least three successive layers, a layer based on zinc oxide, a layer based on silicon nitride and a layer based on zinc oxide, - optionally a blocking layer,
  • a fourth dielectric coating comprising at least one layer based on oxide of zinc, a layer based on silicon nitride and
  • the transparent substrates according to the invention are preferably made of a rigid mineral material, such as glass, or organic based on polymers (or polymer).
  • the organic transparent substrates according to the invention can also be made of polymer, rigid or flexible.
  • polymers suitable according to the invention include, in particular:
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • fluorinated polymers such as fluoroesters such as ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polychlorotrifluorethylene (PCTFE), ethylene chlorotrifluorethylene (ECTFE), fluorinated ethylene-propylene copolymers (FEP);
  • fluoroesters such as ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polychlorotrifluorethylene (PCTFE), ethylene chlorotrifluorethylene (ECTFE), fluorinated ethylene-propylene copolymers (FEP);
  • photocrosslinkable and/or photopolymerizable resins such as thiolene, polyurethane, urethane-acrylate, polyester-acrylate and
  • the substrate is preferably a glass or glass-ceramic sheet.
  • the substrate is preferably transparent, colorless (it is then a clear or extra-clear glass) or colored, for example blue, gray or bronze.
  • the glass is preferably of the silico-sodo-lime type, but it can also be of borosilicate or alumino-borosilicate type glass.
  • the substrate is made of glass, in particular silico-soda-lime or of polymeric organic material.
  • the substrate advantageously has at least one dimension greater than or equal to 1 m, or even 2 m and even 3 m.
  • the thickness of the substrate generally varies between 0.5 mm and 19 mm, preferably between 0.7 and 9 mm, in particular between 2 and 8 mm, or even between 4 and 6 mm.
  • the substrate can be flat or curved, even flexible.
  • the material according to the invention can be in the form of monolithic, laminated and/or multiple glazing, in particular double glazing or triple glazing.
  • a monolithic glazing comprises a material according to the invention. Face 1 is outside the building and therefore constitutes the outer wall of the glazing, face 2 is inside the building and therefore constitutes the inner wall of the glazing.
  • a multiple glazing unit comprises a material and at least one additional substrate, the material and the additional substrate are separated by at least one spacer layer of gas. The glazing creates a separation between an exterior space and an interior space.
  • Double glazing for example, has 4 faces, face 1 is outside the building and therefore constitutes the outer wall of the glazing, face 4 is inside the building and therefore constitutes the inner wall of the glazing, the faces 2 and 3 being inside the double glazing.
  • a laminated glazing comprises a material and at least one additional substrate, the material and the additional substrate are separated by at least one lamination insert.
  • a laminated glazing therefore comprises at least one structure of the material/lamination insert/additional substrate type.
  • all the faces of the additional materials and substrates are numbered and the faces of the lamination inserts are not numbered.
  • Face 1 is outside the building and therefore constitutes the outer wall of the glazing
  • face 4 is inside the building and therefore constitutes the inner wall of the glazing
  • faces 2 and 3 being in contact with the interlayer of leafing.
  • a laminated and multiple glazing comprises a material and at least two additional substrates corresponding to a second substrate and a third substrate, the material and the third substrate are separated by at least one spacer gas layer, and
  • the second substrate and the third substrate are separated by at least one lamination insert.
  • the interlayers of laminations can be chosen from sheets of thermoplastic material, for example polyurethane (PU), polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA), ethylene copolymer (ionomer) or be made of pluri or mono-resin. thermally (epoxy, PU) or ultraviolet (epoxy, acrylic resin) crosslinkable components.
  • PU polyurethane
  • PVB polyvinyl butyral
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • ionomer ethylene copolymer
  • thermally epoxy, PU
  • ultraviolet (epoxy, acrylic resin) crosslinkable components epoxy, acrylic resin
  • the spacers have a thickness of between 0.20 and 3.00 mm.
  • a spacer can be made up of one or more polymer sheets. The range of thicknesses given are the total thicknesses of the spacer.
  • the material that is to say the substrate coated with the functional coating, can undergo a heat treatment at high temperature such as annealing, for example by flash annealing such as laser annealing or flame treatment, quenching and/or a bombing.
  • the heat treatment temperature is greater than 400°C, preferably greater than 450°C, and better still greater than 500°C.
  • the substrate coated with the functional coating can therefore be curved and/or tempered.
  • Functional coatings defined below are deposited on clear soda-lime glass substrates with a thickness of 4 mm.
  • the functional metallic layers (F) are layers of silver (Ag).
  • the blocking layers are metal layers made of nickel and chromium alloy (NiCr).
  • Dielectric coatings of functional coatings include barrier layers and stabilizing layers.
  • the barrier layers are based on silicon nitride, doped with aluminum (S13N4: Al) or based on mixed oxide of zinc and tin (SnZnOx).
  • the stabilizing layers are made of zinc oxide (ZnO). The deposition conditions of the layers, which were deposited by sputtering
  • Magnetic cathodic sputtering (so-called “magnetron cathodic sputtering”), are summarized in Table 1.
  • Table 2 lists the materials and the physical thicknesses in nanometers (unless otherwise indicated) of each layer or coating which constitutes the coatings according to their position with respect to the carrier substrate of the stack (last line at the bottom of the whiteboard).
  • RD Dielectric Coating
  • CB Blocking layer
  • CF Functional layer.
  • the materials comprising a transparent substrate, one of the faces of the substrate of which is coated with a functional coating, were assembled in the form of double glazing or in the form of laminated glazing.
  • the double glazing units hereinafter “DGU” configuration
  • DGU double glazing units
  • the laminated glazing hereinafter “Lam. have a structure of the first 4 mm substrate/sheet(s)/second 4 mm substrate type.
  • the functional covering is positioned on face 2.
  • CM1, CM2 and CM3 materials do not respect all the conditions on the claimed layer thicknesses. Double-glazed and laminated aesthetics are too far apart for DGU and laminated configurations to be considered visually close.
  • the CM2 material has 2 functional silver-based layers instead of 3.
  • the materials according to the invention when they are mounted in the form of laminated glazing or in the form of laminated glazing, have sufficiently low color differences.

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Abstract

L'invention concerne un matériau comprenant un substrat transparent revêtu d'un revêtement fonctionnel comportant successivement à partir du substrat une alternance de trois couches métalliques fonctionnelles à base d'argent et de quatre revêtements diélectriques (Di1, Di2, Di3 et Di4) qui ont chacun une épaisseur optique Eo1, Eo2, Eo3 et Eo4, chaque revêtement diélectrique comportant au moins une couche diélectrique, de manière à ce que chaque couche métallique fonctionnelle soit disposée entre deux revêtements diélectriques avec : - le revêtement diélectrique Di1 a une épaisseur optique Eo1 inférieure à 80 nm, - le revêtement diélectrique Di2 a une épaisseur optique Eo2 inférieure à 160 nm, - le revêtement diélectrique Di3 a une épaisseur optique Eo3 inférieure à 160 nm, - le revêtement diélectrique Di4 a une épaisseur optique Eo4 inférieure à 60 nm, - Eo2/Eo1 t supérieur à 1,70 en incluant cette valeur, - l'épaisseur de la deuxième couche métallique fonctionnelle est inférieure à 12 nm, - le rapport de l'épaisseur de la troisième couche métallique fonctionnelle sur l'épaisseur de la première couche métallique fonctionnelle Ag3/Ag1 est supérieur ou égal à 1,20.

Description

Titre : Matériaux comprenant un revêtement fonctionnel utilisé sous forme de vitrages feuilletés et multiples
L’invention concerne un matériau comprenant un substrat transparent revêtu d’un revêtement fonctionnel pouvant agir sur le rayonnement solaire et/ou le rayonnement infrarouge. L'invention concerne également les vitrages comprenant ces matériaux ainsi que l'utilisation de tels matériaux pour fabriquer des vitrages d'isolation thermique et/ou de protection solaire.
Dans la suite de la description, le terme « fonctionnel » qualifiant « revêtement fonctionnel » signifie « pouvant agir sur le rayonnement solaire et/ou le rayonnement infrarouge ».
Ces vitrages peuvent être destinés aussi bien à équiper les bâtiments que les véhicules, en vue notamment de :
- diminuer l’effort de climatisation et/ou d’empêcher une surchauffe excessive, vitrages dits « de contrôle solaire » et/ou
- diminuer la quantité d’énergie dissipée vers l’extérieur, vitrages dits « bas émissifs ».
La sélectivité « S » permet d’évaluer la performance de ces vitrages. Elle correspond au rapport de la transmission lumineuse TLVis dans le visible du vitrage sur le facteur solaire FS du vitrage (S = TLVis / FS). Le facteur solaire « FS ou g » correspond au rapport en % entre l'énergie totale entrant dans le local à travers le vitrage et l'énergie solaire incidente.
La sélectivité est un paramètre clé des vitrages contrôle solaire.
Des vitrages sélectifs connus comprennent des substrats transparents revêtus d'un revêtement fonctionnel comprenant un empilement d’une ou plusieurs couches fonctionnelles métalliques, chacune disposée entre deux revêtements diélectriques. De tels vitrages permettent d’améliorer la protection solaire tout en conservant une transmission lumineuse élevée. Ces revêtements fonctionnels sont généralement obtenus par une succession de dépôts effectués par pulvérisation cathodique éventuellement assistée par champ magnétique.
Selon les applications visées et notamment selon les propriétés recherchées, ces vitrages peuvent être sous forme de vitrage monolithique, de vitrage multiple, de vitrage feuilleté ou de vitrage multiple et feuilleté.
De manière conventionnelle, les faces d'un vitrage sont désignées à partir de l'extérieur du bâtiment et en numérotant les faces des substrats de l'extérieur vers l'intérieur de l'habitacle ou du local qu'il équipe. Cela signifie que la lumière solaire incidente traverse les faces dans l’ordre croissant de leur numéro.
Les vitrages sélectifs connus les plus performants sont en général des doubles vitrages comprenant un revêtement fonctionnel avec au moins trois couches fonctionnelles métalliques à base d’argent situé en face 2, c’est-à-dire sur le substrat le plus à l’extérieur du bâtiment ; sur sa face tournée vers la lame de gaz intercalaire.
Il existe actuellement une demande grandissante de vitrages contrôle solaire feuilletés. Ces vitrages feuilletés permettent notamment d’améliorer la sécurité ou de se conformer aux exigences de certaines normes telles que les normes anti-ouragan.
Actuellement, les deux configurations les plus utilisées sont les double-vitrages sans feuilletage avec revêtement fonctionnel en face 2 et les vitrages feuilletés simple avec revêtement fonctionnel en face 2. Dans la configuration « double-vitrage sans feuilletage », le revêtement fonctionnel se trouve au regard de la lame de gaz intercalaire. Dans la configuration « vitrage feuilleté », le revêtement fonctionnel se trouve au regard de l’intercalaire de feuilletage.
Les revêtements fonctionnels développés pour des applications en double vitrage ne sont pas utilisables en feuilleté car leurs esthétiques ne sont en général pas acceptables lorsque le revêtement fonctionnel se trouve au contact de l’intercalaire de feuilletage. Des couleurs très rouges ou turquoises en angle et une forte variation angulaire des couleurs sont souvent observées. Sauf cas particulier, ces couleurs ne conviennent pas car on cherche plutôt à obtenir des couleurs neutres ou parfois bleues- vertes,
Lorsque l’on souhaite avoir un vitrage feuilleté présentant des propriétés colorimétriques définies, il n’est donc pas possible d’utiliser les substrats revêtus de revêtement fonctionnel développés pour des applications en double vitrage présentant ces propriétés.
Dans tous les cas, on ne peut pas s’attendre à avoir la même esthétique en feuilleté qu’en double vitrage si on prend les revêtements fonctionnels existants.
En effet, les propriétés optiques et colorimétriques sont différentes selon que le revêtement fonctionnel se trouve au contact de la lame de gaz intercalaire ou de l’intercalaire de feuilletage. Cela est dû aux différences d’indice optique existant entre la lame de gaz intercalaire (1,0) et l’intercalaire (1 ,5). Les interfaces « revêtement fonctionnel / lame de gaz » et « revêtement fonctionnel / intercalaire » se comportent optiquement différemment.
Pour des applications feuilletées, il est donc nécessaire de modifier les revêtements fonctionnels connus afin d’obtenir une optique acceptable et les performances optiques voulues.
Le transformateur ou l’utilisateur final voulant pouvoir fournir des vitrages multiples et des vitrages feuilletés présentant des propriétés optiques équivalentes doit avoir en stock deux gammes de matériaux différents.
Il serait particulièrement avantageux de disposer de matériaux ayant des propriétés optiques équivalentes qu’ils soient sous forme de vitrage feuilleté ou de double vitrage. En effet, disposer de tels matériaux simplifie grandement la gestion des stocks pour le transformateur ou l’utilisateur final.
Le but de l'invention est donc de pallier les inconvénients de l’art antérieur en mettant au point un vitrage présentant des propriétés optiques équivalentes, qu’il soit sous forme d’un vitrage multiple lorsque le revêtement fonctionnel se trouve au contact de la lame de gaz intercalaire ou d’un vitrage feuilleté lorsque le revêtement fonctionnel se trouve au contact de l’intercalaire de feuilletage.
Selon l’invention, on entend par « propriétés optiques », les propriétés de transmission et de réflexion lumineuse dans le visible ainsi que les propriétés colorimétriques.
Concernant les propriétés énergétiques, il est impossible d’obtenir les mêmes performances en feuilleté et en double vitrage non feuilleté. Le facteur solaire sera toujours plus bas en double vitrage non feuilleté qu’en vitrage feuilleté. En effet, les vitrages feuilletés ne bénéficient pas de l’isolation thermique de la lame de gaz intercalaire présente dans les vitrages multiples.
Selon l’invention, on entend par « matériau à feuilleter », un matériau optimisé pour présenter les propriétés optiques et les performances énergétiques voulues après l’étape de feuilletage.
Selon l’invention, on entend par « matériau feuilletable », un matériau optimisé présentant les propriétés optiques voulues :
- lorsqu’il est sous forme de feuilleté, après l’étape de feuilletage,
- lorsqu’il est sous forme de double vitrage non feuilleté.
L’invention concerne un matériau feuilletable sélectif à haute transmission lumineuse présentant une esthétique proche qu’il soit sous forme de double vitrage non feuilleté ou de vitrage feuilleté.
Le demandeur a découvert de manière surprenante une combinaison de caractéristiques permettant d’obtenir des matériaux à haute transmission lumineuse, qui, montés sous forme de doubles vitrages ou sous forme de vitrages feuilletés, présentent des propriétés optiques similaires. Les matériaux comprennent des revêtements fonctionnels à trois couches d’argent. La combinaison de caractéristiques porte sur les épaisseurs des couches d’argent et des revêtements diélectriques.
L’invention concerne en particulier un matériau comprenant un substrat transparent revêtu d’un revêtement fonctionnel comportant successivement à partir du substrat une alternance de trois couches métalliques fonctionnelles à base d’argent dénommées en partant du substrat première, deuxième et troisième couches fonctionnelles, et de quatre revêtements diélectriques dénommés en partant du substrat Di1 , Di2, Di3 et Di4 qui ont chacun une épaisseur optique Eo1 , Eo2, Eo3 et Eo4, chaque revêtement diélectrique comportant au moins une couche diélectrique, de manière à ce que chaque couche métallique fonctionnelle soit disposée entre deux revêtements diélectriques, caractérisé en ce que :
- le revêtement diélectrique Di1 a une épaisseur optique Eo1 inférieure à 80 nm,
- le revêtement diélectrique Di2 a une épaisseur optique Eo2 inférieure à 160 nm,
- le revêtement diélectrique Di3 a une épaisseur optique Eo3 inférieure à 160 nm,
- le revêtement diélectrique Di4 a une épaisseur optique Eo4 inférieure à 60 nm,
- le rapport des épaisseurs optiques Eo2/Eo1 est supérieur à 1 ,70 en incluant cette valeur,
- l’épaisseur de la deuxième couche métallique fonctionnelle est inférieure à 12 nm,
- le rapport de l’épaisseur de la troisième couche métallique fonctionnelle sur l’épaisseur de la première couche métallique fonctionnelle Ag3/Ag1 est supérieur ou égal à 1 ,20.
L’invention concerne également :
- un vitrage comprenant un matériau selon l’invention,
- un vitrage comprenant un matériau selon l’invention monté sur un véhicule ou sur un bâtiment,
- le procédé de préparation d’un matériau ou d’un vitrage selon l’invention,
- l’utilisation d’un vitrage selon l’invention en tant que vitrage de contrôle solaire et/ou bas émissif pour le bâtiment ou les véhicules,
- un bâtiment, un véhicule ou un dispositif comprenant un vitrage selon l’invention.
L’invention concerne donc un vitrage comprenant au moins un matériau selon l’invention sous forme de vitrage monolithique, feuilleté ou multiple, en particulier double vitrage ou triple vitrage.
Le revêtement est avantageusement positionné dans le vitrage de sorte que la lumière incidente provenant de l'extérieur traverse le premier revêtement diélectrique avant de traverser la première couche métallique fonctionnelle.
L’invention concerne un vitrage multiple comprenant un matériau et au moins un substrat additionnel, le matériau et le substrat additionnel sont séparés par au moins une lame de gaz intercalaire.
L’invention concerne un vitrage feuilleté comprenant un matériau et au moins un substrat additionnel, le matériau et le substrat additionnel sont séparés par au moins un intercalaire de feuilletage.
Les caractéristiques préférées qui figurent dans la suite de la description sont applicables aussi bien au matériau selon l’invention que, le cas échéant, au vitrage, au procédé, à l’utilisation, au bâtiment ou au véhicule selon l’invention.
Toutes les caractéristiques lumineuses décrites sont obtenues selon les principes et méthodes de la norme européenne EN 410 se rapportant à la détermination des caractéristiques lumineuses et solaires des vitrages utilisés dans le verre pour la construction. De manière conventionnelle, les indices de réfraction sont mesurés à une longueur d’onde de 550 nm.
Sauf mention contraire, les épaisseurs évoquées dans le présent document sans autres précisions sont des épaisseurs physiques, réelles ou géométriques dénommées Ep et sont exprimées en nanomètres (et non pas des épaisseurs optiques). L’épaisseur optique Eo est définie comme l’épaisseur physique de la couche considérée multipliée par son indice de réfraction à la longueur d’onde de 550 nm : Eo = n*Ep. L’indice de réfraction étant une valeur adimensionnelle, on peut considérer que l’unité de l’épaisseur optique est celle choisie pour l’épaisseur physique.
Selon l’invention, un revêtement diélectrique correspond à une séquence de couches comprenant au moins une couche diélectrique, située entre le substrat et la première couche fonctionnelle (DU), entre deux couches fonctionnelles (Di2 ou Di3) ou au-dessus de la dernière couche fonctionnelle (Di4).
Si un revêtement diélectrique est composé de plusieurs couches diélectriques, l'épaisseur optique du revêtement diélectrique correspond à la somme des épaisseurs optiques des différentes couches diélectriques constituant le revêtement diélectrique.
Si un revêtement diélectrique comprend une couche absorbante pour laquelle l’indice de réfraction à 550 nm comprend une partie imaginaire de la fonction diélectrique non nulle (ou non négligeable), par exemple une couche métallique, l’épaisseur de cette couche n’est pas prise en compte pour le calcul de l’épaisseur optique du revêtement diélectrique.
L’épaisseurs des couches de blocage n’est pas prise en compte pour le calcul de l’épaisseur optique du revêtement diélectrique.
Au sens de la présente invention, les qualifications « première », « deuxième », « troisième » et « quatrième » pour les couches fonctionnelles ou les revêtements diélectriques sont définies en partant du substrat porteur de l’empilement et en se référant aux couches ou revêtements de même fonction. Par exemple, la couche fonctionnelle la plus proche du substrat est la première couche fonctionnelle, la suivante en s’éloignant du substrat est la deuxième couche fonctionnelle, etc.
Les caractéristiques lumineuses sont mesurées selon l’illuminant D65 à 2° perpendiculairement au matériau monté dans un double vitrage (sauf indications contraires) :
- TL correspond à la transmission lumineuse dans le visible en %,
- Rext correspond à la réflexion lumineuse extérieure dans le visible en %, observateur côté espace extérieur,
- Rint correspond à la réflexion lumineuse intérieure dans le visible en %, observateur coté espace intérieur,
- a*T et b*T correspondent aux couleurs en transmission a* et b* dans le système L*a*b*, - a*Rext et b*Rext correspondent aux couleurs en réflexion a* et b* dans le système L*a*b*, observateur côté espace extérieur,
- a*Rint et b*Rint correspondent aux couleurs en réflexion a* et b* dans le système L*a*b*, observateur côté espace intérieur,
- a*Rext 60° et b*Rext 60° correspondent aux couleurs en réflexion a* et b* dans le système L*a*b* à un angle de 60° par rapport à la normale au plan du vitrage, observateur côté espace extérieur.
Dans les configurations sous forme de double vitrage (ci-après DGU), les propriétés colorimétriques telles les valeurs L*, a* et b* et toutes les valeurs et gammes de valeurs des caractéristiques optiques et thermiques telles que la sélectivité, la réflexion lumineuse extérieure ou intérieure, la transmission lumineuse sont calculées avec :
- des matériaux comprenant un substrat revêtu d’un revêtement fonctionnel montés dans un double vitrage,
- le double vitrage a une configuration : 4-16(Ar-90%)-4, c’est-à-dire une configuration constituée d’un matériau comprenant un substrat de type verre sodo-calcique ordinaire de 4 mm et d’un autre substrat de verre de type verre sodo-calcique de 4 mm, les deux substrats sont séparés par une lame de gaz intercalaire à 90 % d’argon et 10 % d’air d’une épaisseur de 16 mm,
- le revêtement fonctionnel est de préférence positionné en face 2, c’est à dire sur le substrat le plus à l’extérieur du bâtiment ; sur sa face tournée vers la lame de gaz intercalaire.
Dans les configurations sous forme de vitrage feuilleté (ci-après Lam.), les propriétés colorimétriques telles les valeurs L*, a* et b* et toutes les valeurs et gammes de valeurs des caractéristiques optiques et thermiques telles que la sélectivité, la réflexion lumineuse extérieure ou intérieure, la transmission lumineuse sont calculées avec :
- des matériaux comprenant un substrat revêtu d’un revêtement fonctionnel montés dans un vitrage feuilleté,
- le vitrage feuilleté comprend un matériau comprenant un substrat de type verre sodo- calcique ordinaire de 4 mm et un autre substrat de verre de type verre sodo-calcique de 4 mm, les deux substrats sont séparés par un intercalaire de feuilletage PVB de 0,76 mm, - le revêtement fonctionnel est de préférence positionné en face 2 sur sa face tournée vers l’intercalaire de feuilletage.
Selon l’invention, un matériau est dit « feuilletable » lorsqu’il présente des couleurs proches en configuration double vitrage non feuilleté et en configuration vitrage feuilleté. Cela peut se traduire par des écarts maximaux autorisés entre les configurations suivants :
- en transmission lumineuse
- en réflexion lumineuse extérieur :
- ARLext (%) = | RLext DGU- RLext Lam | < 4
- Aa* Rext (%) = | a* Rextocu-a* RextLam | < 3
- Ab* Rext (
- en réflexion lumineuse extérieur en angle (60°) :
- Aa* Rext 60° (%) = | a* Rext 60°Dcu-a* Rext60°Lam | < 3
- Ab* Rext 60° (%) = | b* Rext 60°DGu-b* Rext 60o Lam| < 3.
Ces écarts assurent que deux vitrages distants de ces écarts maximums soient visuellement proches.
Le Delta C* représentant la variation entre les couleurs obtenues en double vitrage et en vitrage feuilleté définies par (a*Dcu, b*Dcu) et (a*Lam, b*Lam) en transmission ou en réflexion est calculé par la formule suivante :
Delta C* = V((a* DGu - a* Lam)2 + (b* DGu- b* Lam)2)
Le caractère feuilletable peut également se traduire par des valeurs de Delta C* (écart en couleurs) suivants :
- en transmission : Delta C* max = 4,2,
- en réflexion extérieure : Delta C* max = 4,2,
- en réflexion intérieure : Delta C* max = 8,5,
- en réflexion extérieure à 60° : Delta C* max = 4,2.
L’écart autorisé entre le double vitrage et le feuilleté est plus restreint en transmission et en réflexion extérieure qu’en réflexion intérieure, cette dernière étant moins visible.
L’invention concerne donc également un vitrage sous forme de double vitrage ou de vitrage feuilleté dont les variations de couleur entre un matériau monté sous forme de double vitrage avec le revêtement fonctionnel positionné en face 2 et un matériau monté sous forme de vitrage feuilleté avec le revêtement fonctionnel positionné en face 2 définies par Delta C* avec Delta C* = V((a*DGu-a*Lam)2-(b*DGu-b*Lam)2) satisfont :
- en transmission : Delta C* < 4,2,
- en réflexion extérieure : Delta C* < 4,2,
- en réflexion intérieure : Delta C* < 8,5,
- en réflexion extérieure à 60° : Delta C* < 4,2, avec a* DGu et b* Dcu les coordonnées colorimétriques du matériau monté sous forme de double vitrage et a*i_am et b*i_am les coordonnées colorimétriques du matériau monté sous forme de vitrage feuilleté en transmission, en réflexion extérieure, en réflexion intérieure. Le matériau selon l’invention présente les caractéristiques suivantes :
- une réflexion lumineuse intérieure et extérieure inférieures à 20 %, et/ou
- une transmission lumineuse supérieure à 50 %, supérieure à 55 %, supérieure à 60 %, comprise entre 50 % et 70 %, comprise entre 60 % et 70 % ou comprise entre 65 % et 69 %.
Ces valeurs sont obtenues pour le matériau seul. Un matériau seul correspond à un vitrage monolithique.
Le matériau selon l’invention, sous forme de vitrage multiple et/ou feuilleté permet d’obtenir également les propriétés avantageuses suivantes :
- une transmission lumineuse supérieure à 50 %, supérieure à 55 %, supérieure à 60 %, comprise entre 50 % et 70 %, comprise entre 55 % et 65 %, ou comprise entre 58 % et 62 % et/ou
- une réflexion coté extérieure inférieure à 20 %.
De préférence, le matériau confère aux vitrages l’incorporant des couleurs neutres. Selon l’invention des couleurs neutres transmission et en réflexion extérieure ou en réflexion intérieure sont définies par :
- des valeurs de a* comprises, par ordre de préférence croissant, entre -10 et 0, entre - 4 et 0, entre -3 et 0, entre -2 et 0, entre -1 et 0 et/ou
- des valeurs de b* comprises, par ordre de préférence croissant, entre -10 et +5, entre -5 et 0, entre -3 et 0, entre -2 et 0, entre -1 et 0.
Selon des modes de réalisation avantageux, le vitrage de l’invention sous forme d’un double vitrage comprenant le revêtement fonctionnel positionné en face 2 présente notamment :
- une sélectivité élevée, par ordre de préférence croissant, d'au moins 1,7, supérieure à 1 ,8, d'au moins 1,9, d'au moins 2,0, d'au moins 2,1, et/ou
- un facteur solaire g inférieur ou égal à 40 %, inférieur ou égal à 35 %, inférieur ou égal à 30 %, compris entre 25 et 35 % et/ou
- un facteur solaire g supérieur ou égal à 26 %, et/ou
- une réflexion lumineuse intérieure et extérieure inférieures à 20 %, et/ou
- une transmission lumineuse supérieure à 50 %, supérieure à 55 %, supérieure à 60 %, comprise entre 40 % et 70 %, comprise entre 50 % et 70 %, comprise entre 50 % et 65%, comprise entre 55 % et 65 %, ou comprise entre 58 % et 62 % et/ou
- des valeurs de a* en réflexion extérieure à 0 et 60° et en transmission comprise, par ordre de préférence croissant, entre -10 et +0, entre -5 et +0, et/ou - des valeurs de b* e n réflexion extérieure à 0 et 60° et en transmission comprise, par ordre de préférence croissant, entre -10 et +5, entre -5 et +0.
Selon des modes de réalisation avantageux, le vitrage de l’invention sous forme d’un vitrage feuilleté comprenant le revêtement fonctionnel positionné en face 2 permet d’atteindre notamment les performances suivantes :
- une transmission lumineuse supérieure à 50 %, supérieure à 55 %, supérieure à 60 %, comprise entre 50 % et 70 %, comprise entre 55 % et 65 % ou comprise entre 58 % et 62 % et/ou
- une réflexion coté extérieure inférieure à 25 %, inférieure à 22 %, inférieure à 20 % et/ou
- des couleurs neutres en transmission et en réflexion extérieure à 0° et 60° : a* entre -10 et 0 ; b* entre -10 et 5, et/ou
- une esthétique en transmission et en réflexion extérieure (à 0° et en angle) proche de celle d’un double vitrage.
Les vitrages selon l’invention sont montés sur un bâtiment ou un véhicule. L’invention concerne donc également :
- un vitrage monté sur un véhicule ou sur un bâtiment, et
- un véhicule ou un bâtiment comprenant un vitrage selon l’invention.
Un vitrage pour le bâtiment délimite en général deux espaces, un espace qualifié d’« extérieur » et un espace qualifié d’« intérieur ». On considère que la lumière solaire entrant dans un bâtiment va de l’extérieur vers l’intérieur.
Selon l’invention, on inclut également dans les applications « bâtiment », les vitrages utilisés comme élément constitutif de balustrades, de balcons et/ou de rambardes.
L’invention concerne également :
- le procédé d’obtention d’un matériau ou d’un vitrage selon l’invention,
- l’utilisation d’un vitrage selon l’invention en tant que vitrage de contrôle solaire et/ou bas émissif pour le bâtiment ou les véhicules.
Le revêtement fonctionnel est déposé par pulvérisation cathodique assistée par un champ magnétique (procédé magnétron). Selon ce mode de réalisation avantageux, toutes les couches des revêtements sont déposées par pulvérisation cathodique assistée par un champ magnétique.
L’invention concerne également le procédé d’obtention d’un matériau et d’un vitrage selon l’invention, dans lequel on dépose les couches des revêtements par pulvérisation cathodique magnétron.
A défaut de stipulation spécifique, les expressions « au-dessus » et « en- dessous » ne signifient pas nécessairement que deux couches et/ou revêtements sont disposés au contact l'un de l'autre. Lorsqu’il est précisé qu’une couche est déposée « au contact » d’une autre couche ou d’un revêtement, cela signifie qu’il ne peut y avoir une (ou plusieurs) couche(s) intercalée(s) entre ces deux couches (ou couche et revêtement).
Dans la présente description, sauf autre indication, l’expression « à base de », utilisée pour qualifier un matériau ou une couche quant à ce qu’il ou elle contient, signifie que la fraction massique du constituant qu’il ou elle comprend est d’au moins 50%, en particulier au moins 70%, de préférence au moins 90%.
Selon l’invention :
- la réflexion lumineuse correspond à la réflexion du rayonnement solaire dans la partie visible du spectre,
- la transmission lumineuse correspond à la transmission du rayonnement solaire dans la partie visible du spectre,
- l’absorption lumineuse correspond à l’absorption du rayonnement solaire dans la partie visible du spectre.
Un verre clair ordinaire de 4 à 6 mm d'épaisseur présente les caractéristiques lumineuses suivantes :
- une transmission lumineuse comprise entre 87,5 et 91 ,5 %,
- une réflexion lumineuse comprise entre 7 et 9,5 %,
- une absorption lumineuse comprise entre 0,3 et 5 %.
Le revêtement fonctionnel comprend au moins trois couches fonctionnelles métalliques à base d’argent (F1 , F2 et F3), chacune disposée entre deux revêtements diélectriques (Di1, Di2, Di3, Di4).
Les couches fonctionnelles métalliques à base d’argent comprennent au moins 95,0 %, de préférence au moins 96,5 % et mieux au moins 98,0 % en masse d’argent par rapport à la masse de la couche fonctionnelle. De préférence, une couche métallique fonctionnelle à base d’argent comprend moins de 1 ,0 % en masse de métaux autres que de l’argent par rapport à la masse de la couche métallique fonctionnelle à base d’argent.
Les trois couches métalliques fonctionnelles peuvent satisfaire les caractéristiques suivantes :
- la première couche métallique fonctionnelle à base d’argent présente une épaisseur comprise entre 7 et 11 nm, de préférence entre 7 et 10 nm, et/ou
- la deuxième couche métallique fonctionnelle à base d’argent présente une épaisseur comprise entre 9 et 12 nm borne exclue, de préférence entre 9 et 10 nm, et/ou
- la troisième couche métallique fonctionnelle à base d’argent présente une épaisseur comprise entre 12 et 18 nm, de préférence entre 13 et 17 nm, et/ou
- le rapport de l’épaisseur de la deuxième couche métallique fonctionnelle sur l’épaisseur de la première couche métallique fonctionnelle Ag2/Ag1 est compris entre 1,05 et 2,00, entre 1,10 et 1 ,80 ou entre 1 ,10 et 1 ,50 en incluant ces valeurs, et/ou
- le rapport de l’épaisseur de la troisième couche métallique fonctionnelle sur l’épaisseur de la deuxième couche métallique fonctionnelle Ag3/Ag2 est compris entre 1 ,05 et 2,00, entre 1,10 et 1 ,80 ou entre 1 ,20 et 1 ,7, en incluant ces valeurs, et/ou
- le rapport de l’épaisseur de la troisième couche métallique fonctionnelle sur l’épaisseur de la première couche métallique fonctionnelle Ag3/Ag1 est compris entre 1 ,20 et 3,00 ou entre 1 ,50 et 2,50, en incluant ces valeurs.
Les épaisseurs des couches métalliques fonctionnelles en partant du substrat peuvent augmenter. Dans ce cas, l’augmentation d’épaisseur entre deux couches fonctionnelles successives est supérieure à 0,8 nm, supérieure à 1 nm, supérieure à 1,5 nm.
Le rapport de l’épaisseur entre deux couches fonctionnelles successives est, compris entre 1,05 et 2,30 ou entre 1,1 et 2,30 en incluant ces valeurs.
L’empilement peut comprendre en outre au moins une couche de blocage située au contact d’une couche métallique fonctionnelle.
Les couches de blocage ont traditionnellement pour fonction de protéger les couches fonctionnelles d’une éventuelle dégradation lors du dépôt du revêtement antireflet supérieur et lors d’un éventuel traitement thermique à haute température, du type recuit, bombage et/ou trempe.
Les couches de blocage sont choisies parmi :
- les couches métalliques à base d'un métal ou d'un alliage métallique, les couches de nitrure métallique, et les couches d’oxynitrure métallique d’un ou plusieurs éléments choisis parmi le titane, le zinc, l’étain, le nickel, le chrome et le niobium,
- les couches d’oxyde métallique d’un ou plusieurs éléments choisis parmi le titane, le nickel, le chrome et le niobium.
Les couches de blocage peuvent notamment être des couches de Ti, TiN, TiOx, Nb, NbN, Ni, NiN, Cr, CrN, NiCr, NiCrN, SnZnN. Lorsque ces couches de blocage sont déposées sous forme métallique, nitrurée ou oxynitrurée, ces couches peuvent subir une oxydation partielle ou totale selon leur épaisseur et la nature des couches qui les entourent, par exemple, au moment du dépôt de la couche suivante ou par oxydation au contact de la couche sous-jacente.
Selon des modes de réalisation avantageux de l’invention, la ou les couches de blocage satisfont une ou plusieurs des conditions suivantes :
- chaque couche métallique fonctionnelle à base d’argent peut être située en-dessous et/ou au-dessus, et éventuellement au contact, d’une couche de blocage au contact choisie parmi une sous-couche de blocage et une surcouche de blocage, et/ou
- la couche de blocage peut être à base d’au moins un élément choisi parmi le nickel, le chrome, le niobium, le tantale et le titane, et/ou - chaque couche métallique fonctionnelle est au contact d’une surcouche de blocage, et/ou
- l’épaisseur de chaque couche de blocage est d’au moins 0,1 nm, de préférence comprise entre 0,2 et 2,0 nm.
Selon l’invention, les couches de blocage sont considérées comme ne faisant pas partie d’un revêtement diélectrique. Cela signifie que leur épaisseur n’est pas prise en compte dans le calcul de l’épaisseur optique ou géométrique du revêtement diélectrique situé à leur contact.
Par « couche diélectrique » au sens de la présente invention, il faut comprendre que du point de vue de sa nature, le matériau est « non métallique », c’est-à-dire n’est pas un métal. Dans le contexte de l’invention, ce terme désigne un matériau présentant un rapport n/k sur toute la plage de longueur d’onde du visible (de 380 nm à 780 nm) égal ou supérieur à 5.
Les couches diélectriques des revêtements présentent les caractéristiques suivantes seules ou en combinaison :
- elles sont déposées par pulvérisation cathodique assistée par champ magnétique, et/ou
- elles sont choisies parmi les oxydes ou nitrures d’un ou plusieurs éléments choisi(s) parmi le titane, le silicium, l’aluminium, le zirconium, l’étain et le zinc, et/ou
- elles sont choisies parmi les couches d’oxyde d’un ou plusieurs éléments choisis parmi le titane, le silicium, l’aluminium, le zirconium, le fer, le chrome, le cobalt, le manganèse, le tungstène, le niobium, le bismuth, le tantale, le zinc et/ou l’étain, les couches de nitrure d’un ou plusieurs éléments choisis parmi le silicium, le zirconium et l’aluminium, les couches d’oxynitrure d’un ou plusieurs éléments choisis parmi le silicium, le zirconium et l’aluminium, les couches de sulfure métallique comme le sulfure de zinc, et/ou
- elles ont une épaisseur supérieure à 2 nm, de préférence comprise entre 4 et 100 nm.
Selon des modes de réalisation avantageux de l’invention, les revêtements diélectriques des revêtements fonctionnels satisfont une ou plusieurs des conditions suivantes :
- les couches diélectriques peuvent être à base d’oxyde ou de nitrure d’un ou plusieurs éléments choisis parmi le silicium, le zirconium, le titane, l’aluminium, l’étain, le zinc, et/ou
- au moins un revêtement diélectrique comporte au moins une couche diélectrique à fonction barrière, et/ou
- chaque revêtement diélectrique comporte au moins une couche diélectrique à fonction barrière, et/ou
- les couches diélectriques à fonction barrière sont à base de composés de silicium et/ou d’aluminium choisis parmi les oxydes tels que Si02et AI2O3, les nitrures S13N4 et AIN et les oxynitrures SiOxNy et AIOxNy, à base d’oxyde de zinc et d’étain ou à base d’oxyde de titane,
- les couches diélectriques à fonction barrière sont à base de composés de silicium et/ou d’aluminium comprennent éventuellement au moins un autre élément, comme l’aluminium, le hafnium et le zirconium, et/ou
- au moins un revêtement diélectrique comprend au moins une couche diélectrique à fonction stabilisante, et/ou
- chaque revêtement diélectrique comprend au moins une couche diélectrique à fonction stabilisante, et/ou
- les couches diélectriques à fonction stabilisante sont de préférence à base d’oxyde choisi parmi l’oxyde de zinc, l’oxyde d'étain, l’oxyde de zirconium ou un mélange d'au moins deux d'entre eux, et/ou
- les couches diélectriques à fonction stabilisante sont de préférence à base d’oxyde cristallisé, notamment à base d’oxyde de zinc, éventuellement dopé à l’aide d’au moins un autre élément, comme l’aluminium, et/ou
- chaque couche fonctionnelle est au-dessus d’un revêtement diélectrique dont la couche supérieure est une couche diélectrique à fonction stabilisante, de préférence à base d’oxyde de zinc et/ou en-dessous d’un revêtement diélectrique dont la couche inférieure est une couche diélectrique à fonction stabilisante, de préférence à base d’oxyde de zinc.
De préférence, chaque revêtement diélectrique est constitué uniquement d’une ou de plusieurs couches diélectriques. De préférence, il n’y a donc pas de couche absorbante dans les revêtements diélectriques afin de ne pas diminuer la transmission lumineuse.
Les couches diélectriques peuvent présenter une fonction barrière. On entend par couches diélectriques à fonction barrière (ci-après couche barrière), une couche en un matériau apte à faire barrière à la diffusion de l'oxygène et de l’eau à haute température, provenant de l'atmosphère ambiante ou du substrat transparent, vers la couche fonctionnelle. De telles couches diélectriques sont choisies parmi les couches :
- à base de composés de silicium et/ou d’aluminium choisis parmi les oxydes tels que S1O2 et AI2O3, les nitrures tels que les nitrures tels que S13N4 et AIN, et les oxynitrures tels que SiOxNy, AIOxNy éventuellement dopé à l’aide d’au moins un autre élément,
- à base d’oxyde de zinc et d’étain,
- à base d’oxyde de titane. De préférence, chaque revêtement comporte au moins une couche diélectrique constituée :
- d’un nitrure ou d’un oxynitrure d’aluminium et/ou de silicium ou
- d’un oxyde mixte de zinc et d’étain, ou
- d’un oxyde de titane.
Ces couches diélectriques ont une épaisseur :
- inférieure ou égale à 80 nm, inférieure ou égale à 60 nm ou inférieure ou égale à 25 nm, et/ou
- supérieure ou égale à 5 nm, supérieure ou égale à 10 nm ou supérieure ou égale à 15 nm.
Les revêtements fonctionnels de l’invention peuvent comprendre des couches diélectriques à fonction stabilisante. Au sens de l'invention, « stabilisante » signifie que l'on sélectionne la nature de la couche de façon à stabiliser l'interface entre la couche fonctionnelle et cette couche. Cette stabilisation conduit à renforcer l'adhérence de la couche fonctionnelle aux couches qui l'entourent, et de fait elle va s'opposer à la migration de son matériau constitutif.
La ou les couches diélectriques à fonction stabilisante peuvent se trouver directement au contact d’une couche fonctionnelle ou séparées par une couche de blocage.
De préférence, la dernière couche diélectrique de chaque revêtement diélectrique situé en-dessous d’une couche fonctionnelle est une couche diélectrique à fonction stabilisante. En effet, il est avantageux d'avoir une couche à fonction stabilisante, par exemple, à base d'oxyde de zinc en-dessous d’une couche fonctionnelle, car elle facilite l'adhésion et la cristallisation de la couche fonctionnelle à base d'argent et augmente sa qualité et sa stabilité à haute température.
Il est également avantageux d’avoir une couche fonction stabilisante, par exemple, à base d'oxyde de zinc au-dessus d’une couche fonctionnelle, pour en augmenter l'adhésion et s'opposer de manière optimale à la diffusion du côté de l'empilement opposé au substrat.
La ou les couches diélectriques à fonction stabilisantes peuvent donc se trouver au-dessus et/ou en dessous d’au moins une couche fonctionnelle ou de chaque couche fonctionnelle, soit directement à son contact ou soit séparées par une couche de blocage.
Avantageusement, chaque couche diélectrique à fonction barrière est séparée d’une couche fonctionnelle par au moins une couche diélectrique à fonction stabilisante.
La couche d’oxyde de zinc peut être éventuellement dopée à l’aide d’au moins un autre élément, comme l’aluminium. L’oxyde de zinc est cristallisé. La couche à base d’oxyde de zinc comprend, par ordre de préférence croissant au moins 90,0 %, au moins 92 %, au moins 95 %, au moins 98,0 % en masse de zinc par rapport à la masse d’éléments autres que de l’oxygène dans la couche à base d’oxyde de zinc.
De préférence, les revêtements diélectriques des revêtements fonctionnels comprennent une couche diélectrique à base d’oxyde de zinc située en-dessous de la couche métallique à base d’argent.
Les couches d’oxyde de zinc ont, par ordre de préférence croissant, une épaisseur :
- d'au moins 3,0 nm, d'au moins 4,0 nm, d'au moins 5,0 nm, et/ou
- d’au plus 25 nm, d’au plus 10 nm, d’au plus 8,0 nm.
Selon des modes de réalisation avantageux de l’invention, les revêtements diélectriques satisfont une ou plusieurs des conditions suivantes en termes d’épaisseurs :
- les revêtements diélectriques Di1, Di2, Di3 et Di4 ont chacun une épaisseur optique Eo1, Eo2, Eo3 et Eo4 satisfaisant une ou plusieurs des relations suivantes : Eo4 < Eo1, Eo4 < Eo2, Eo1 < Eo3, et/ou
- le revêtement diélectrique Di1 a une épaisseur optique comprise entre 20 à 80 nm, entre 30 à 80 nm, entre 57 à 80 nm, et/ou
- le revêtement diélectrique Di2 a une épaisseur optique comprise entre 80 à 160 nm, entre 90 à 150 nm, entre 100 à 150 nm, entre 110 à 145 nm, entre 124 et 144 nm et/ou
- le revêtement diélectrique Di4 a une épaisseur optique comprise entre 80 à 160 nm, entre 90 à 150 nm, entre 100 à 150 nm, entre 124 à 160 nm, entre 144 à 160 nm et/ou
- le revêtement diélectrique Di4 a une épaisseur optique comprise entre 30 à 60 nm, de 30 à 55 nm.
Le revêtement fonctionnel peut éventuellement comprendre une couche supérieure de protection. La couche supérieure de protection est de préférence la dernière couche de l’empilement, c’est-à-dire la couche la plus éloignée du substrat revêtu de l’empilement. Ces couches supérieures de protection sont considérées comme comprises dans le dernier revêtement diélectrique. Ces couches ont en général une épaisseur comprise entre 2 et 10 nm, de préférence 2 et 5 nm.
La couche de protection peut être choisie parmi une couche de titane, de zirconium, d’hafnium, de zinc et/ou d’étain, ce ou ces métaux étant sous forme métallique, oxydée ou nitrurée. Avantageusement, la couche de protection est une couche d’oxyde de titane, une couche d’oxyde de zinc et d’étain ou une couche à base d’oxyde de titane et de zirconium.
Un autre mode de réalisation particulièrement avantageux concerne un substrat revêtu d’un empilement défini en partant du substrat transparent comprenant :
- un premier revêtement diélectrique comprenant au moins une couche à fonction barrière et une couche diélectrique à fonction stabilisante, - éventuellement une couche de blocage,
- une première couche fonctionnelle,
- éventuellement une couche de blocage,
- un deuxième revêtement diélectrique comprenant au moins une couche diélectrique à fonction stabilisante inférieure, une couche à fonction barrière et une couche diélectrique à fonction stabilisante supérieure,
- éventuellement une couche de blocage,
- une deuxième couche fonctionnelle,
- éventuellement une couche de blocage, - un troisième revêtement diélectrique comprenant au moins une couche diélectrique à fonction stabilisante inférieure, une couche à fonction barrière, une couche diélectrique à fonction stabilisante supérieure,
- éventuellement une couche de blocage,
- une troisième couche fonctionnelle, - éventuellement une couche de blocage,
- un quatrième revêtement diélectrique comprenant au moins une couche diélectrique à fonction stabilisante, une couche à fonction barrière,
- éventuellement une couche de protection.
Un autre mode de réalisation particulièrement avantageux comprend un empilement qui comprend en partant du substrat :
- un premier revêtement diélectrique comprenant au moins une couche à base de nitrure de silicium et une couche à base d’oxyde de zinc,
- éventuellement une couche de blocage,
- une première couche fonctionnelle, - éventuellement une couche de blocage,
- un deuxième revêtement diélectrique comprenant au moins trois couches successives, une couche à base d’oxyde de zinc, une couche à base de nitrure de silicium et une couche à base d’oxyde de zinc,
- éventuellement une couche de blocage, - une deuxième couche fonctionnelle,
- éventuellement une couche de blocage,
- un troisième revêtement diélectrique comprenant au moins au moins trois couches successives, une couche à base d’oxyde de zinc, une couche à base de nitrure de silicium et une couche à base d’oxyde de zinc, - éventuellement une couche de blocage,
- une troisième couche fonctionnelle,
- une couche de blocage,
- un quatrième revêtement diélectrique comprenant au moins une couche à base d’oxyde de zinc, une couche à base de nitrure de silicium et
- éventuellement une couche de protection.
Les substrats transparents selon l’invention sont de préférence en un matériau rigide minéral, comme en verre, ou organiques à base de polymères (ou en polymère).
Les substrats transparents organiques selon l’invention peuvent également être en polymère, rigides ou flexibles. Des exemples de polymères convenant selon l’invention comprennent, notamment :
- le polyéthylène,
- les polyesters tels que le polyéthylène téréphtalate (PET), le polybutylène téréphtalate (PBT), le polyéthylène naphtalate (PEN) ;
- les polyacrylates tels que le polyméthacrylate de méthyle (PMMA) ;
- les polycarbonates ;
- les polyuréthanes ;
- les polyamides ;
- les polyimides ;
- les polymères fluorés comme les fluoroesters tels que l’éthylène tétrafluoroéthylène (ETFE), le polyfluorure de vinylidène (PVDF), le polychlorotrifluorethylène (PCTFE), l’éthylène de chlorotrifluorethylène (ECTFE), les copolymères éthylène-propylène fluorés (FEP) ;
- les résines photoréticulables et/ou photopolymérisables, telles que les résines thiolène, polyuréthane, uréthane-acrylate, polyester-acrylate et
- les polythiouréthanes.
Le substrat est de préférence une feuille de verre ou de vitrocéramique.
Le substrat est de préférence transparent, incolore (il s’agit alors d’un verre clair ou extra-clair) ou coloré, par exemple en bleu, gris ou bronze. Le verre est de préférence de type silico-sodo-calcique, mais il peut également être en verre de type borosilicate ou alumino-borosilicate.
Selon un mode de réalisation préféré, le substrat est en verre, notamment silico- sodo-calcique ou en matière organique polymérique.
Le substrat possède avantageusement au moins une dimension supérieure ou égale à 1 m, voire 2 m et même 3 m. L’épaisseur du substrat varie généralement entre 0,5 mm et 19 mm, de préférence entre 0,7 et 9 mm, notamment entre 2 et 8 mm, voire entre 4 et 6 mm. Le substrat peut être plan ou bombé, voire flexible.
Le matériau selon l’invention peut être sous forme de vitrage monolithique, feuilleté et/ou multiple, en particulier double vitrage ou triple vitrage.
Un vitrage monolithique comprend un matériau selon l’invention. La face 1 est à l'extérieur du bâtiment et constitue donc la paroi extérieure du vitrage, la face 2 est à l'intérieur du bâtiment et constitue donc la paroi intérieure du vitrage. Un vitrage multiple comprend un matériau et au moins un substrat additionnel, le matériau et le substrat additionnel sont séparés par au moins une lame de gaz intercalaire. Le vitrage réalise une séparation entre un espace extérieur et un espace intérieur.
Un double vitrage, par exemple, comporte 4 faces, la face 1 est à l'extérieur du bâtiment et constitue donc la paroi extérieure du vitrage, la face 4 est à l'intérieur du bâtiment et constitue donc la paroi intérieure du vitrage, les faces 2 et 3 étant à l'intérieur du double vitrage.
Un vitrage feuilleté comprend un matériau et au moins un substrat additionnel, le matériau et le substrat additionnel sont séparés par au moins un intercalaire de feuilletage. Un vitrage feuilleté comporte donc au moins une structure de type matériau / intercalaire de feuilletage / substrat additionnel. Dans le cas d’un vitrage feuilleté, on numérote toutes les faces des matériaux et substrats additionnels et on ne numérote pas les faces des intercalaires de feuilletage. La face 1 est à l'extérieur du bâtiment et constitue donc la paroi extérieure du vitrage, la face 4 est à l'intérieur du bâtiment et constitue donc la paroi intérieure du vitrage, les faces 2 et 3 étant au contact de l’intercalaire de feuilletage.
Un vitrage feuilleté et multiple comprend un matériau et au moins deux substrats additionnels correspondant à un second substrat et un troisième substrat, le matériau et le troisième substrat sont séparés par au moins une lame de gaz intercalaire, et
- le matériau et le second substrat ou
- le second substrat et le troisième substrat, sont séparés par au moins un intercalaire de feuilletage.
Les intercalaires de feuilletages peuvent être choisi parmi les feuilles de matière thermoplastique par exemple en polyuréthane (PU), en polyvinylbutyral (PVB), en éthylène vinylacétate (EVA), en copolymère d’éthylène (ionomère) ou être en résine pluri ou mono-composants réticulable thermiquement (époxy, PU) ou aux ultraviolets (époxy, résine acrylique).
Classiquement, les intercalaires ont une épaisseur comprise entre 0,20 et 3,00 mm.
Un intercalaire peut être composé d’une ou plusieurs feuilles en polymère. La gamme épaisseurs données sont les épaisseurs totales de l’intercalaire.
Le matériau, c’est-à-dire le substrat revêtu du revêtement fonctionnel peut subir un traitement thermique à température élevée tel qu’un recuit, par exemple par un recuit flash tel qu’un recuit laser ou flammage, une trempe et/ou un bombage. La température du traitement thermique est supérieure à 400 °C, de préférence supérieure à 450 °C, et mieux supérieure à 500°C. Le substrat revêtu du revêtement fonctionnel peut donc être bombé et/ou trempé. Les détails et caractéristiques avantageuses de l’invention ressortent des exemples non limitatifs suivants.
Exemples
I. Nature des couches et revêtements
Des revêtements fonctionnels définis ci-après sont déposés sur des substrats en verre sodo-calcique clair d’une épaisseur de 4 mm.
Les couches métalliques fonctionnelles (F) sont des couches d’argent (Ag). Les couches de blocage sont des couches métalliques en alliage de nickel et de chrome (NiCr). Les revêtements diélectriques des revêtements fonctionnels comprennent des couches barrières et des couches stabilisantes. Les couches barrières sont à base de nitrure de silicium, dopé à l’aluminium (S13N4 : Al) ou à base d’oxyde mixte de zinc et d’étain (SnZnOx). Les couches stabilisantes sont en oxyde de zinc (ZnO). Les conditions de dépôt des couches, qui ont été déposées par pulvérisation
(pulvérisation dite « cathodique magnétron »), sont résumées dans le tableau 1.
At. = atomique.
III. Revêtements fonctionnels Le tableau 2 liste les matériaux et les épaisseurs physiques en nanomètres (sauf autre indication) de chaque couche ou revêtement qui constitue les revêtements en fonction de leur position vis-à-vis du substrat porteur de l’empilement (dernière ligne en bas du tableau).
[Tableau 2]
RD : Revêtement diélectrique ; CB : Couche de blocage ; CF : Couche fonctionnelle.
[Tableau 3
IV. Configuration des doubles vitrages et vitrages feuilletés
Les matériaux comprenant un substrat transparent dont l’une des faces du substrat est revêtue d’un revêtement fonctionnel ont été assemblés sous forme de double vitrage ou sous forme de vitrage feuilleté.
Les doubles vitrages, ci-après configuration « DGU », ont une structure 4/16/4 : verre de 4 mm / espace intercalaire de 16 mm rempli de 90 % d’argon et 10 % d’air / verre de 4 mm, le revêtement fonctionnel étant positionné en face 2. Les vitrages feuilletés, ci-après configuration « Lam. », ont une structure de type premier substrat 4 mm / feuille(s) / deuxième substrat 4 mm. Le revêtement fonctionnel est positionné en face 2.
V. Performances « contrôle solaire » et colorimétrie [Tableau 41
[Tableau 5]
Les matériaux CM1, CM2 et CM3 ne respectent pas toutes les conditions sur les épaisseurs de couches revendiquées. Les esthétiques en double vitrage et en feuilleté sont trop éloignées pour que les configurations DGU et feuilleté soient considérées visuellement proches. Le matériau CM2 comporte 2 couche fonctionnelles à base d’argent au lieu de 3.
L’écart entre DGU et feuilleté est trop grand sur certains paramètres et l’esthétique du DGU et du feuilleté ne sont pas visuellement proches.
Les matériaux selon l’invention, lorsqu’ils sont montés sous forme de vitrage feuilleté ou sous forme de vitrage feuilleté ont des écarts en couleur suffisamment faibles.

Claims

Revendications
1. Matériau comprenant un substrat transparent revêtu d’un revêtement fonctionnel comportant successivement à partir du substrat une alternance de trois couches métalliques fonctionnelles à base d’argent dénommées en partant du substrat première, deuxième et troisième couches fonctionnelles, et de quatre revêtements diélectriques dénommés en partant du substrat Di1 , Di2, Di3 et Di4 qui ont chacun une épaisseur optique Eo1 , Eo2, Eo3 et Eo4, chaque revêtement diélectrique comportant au moins une couche diélectrique, de manière à ce que chaque couche métallique fonctionnelle soit disposée entre deux revêtements diélectriques, caractérisé en ce que :
- le revêtement diélectrique Di1 a une épaisseur optique Eo1 inférieure à 80 nm,
- le revêtement diélectrique Di2 a une épaisseur optique Eo2 inférieure à 160 nm,
- le revêtement diélectrique Di3 a une épaisseur optique Eo3 inférieure à 160 nm,
- le revêtement diélectrique Di4 a une épaisseur optique Eo4 inférieure à 60 nm,
- le rapport des épaisseurs optiques Eo2/Eo1 est supérieur à 1 ,70 en incluant cette valeur,
- l’épaisseur de la deuxième couche métallique fonctionnelle est inférieure à 12 nm,
- le rapport de l’épaisseur de la troisième couche métallique fonctionnelle sur l’épaisseur de la première couche métallique fonctionnelle Ag3/Ag1 est supérieur ou égal à 1 ,20.
2. Matériau selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que :
- la première couche métallique fonctionnelle à base d’argent présente une épaisseur comprise entre 7 et 11 nm, de préférence entre 7 et 10 nm,
- la deuxième couche métallique fonctionnelle à base d’argent présente une épaisseur comprise entre 9 et 12 nm borne exclue, de préférence entre 9 et 10 nm,
- la troisième couche métallique fonctionnelle à base d’argent présente une épaisseur comprise entre 12 et 18 nm, de préférence entre 13 et 17 nm.
3. Matériau selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que :
- le revêtement diélectrique Di1 a une épaisseur optique comprise entre 57 et 80 nm,
- le revêtement diélectrique Di2 a une épaisseur optique comprise entre 124 et 144 nm,
- le revêtement diélectrique Di3 a une épaisseur optique comprise entre 144 et 160 nm,
- le revêtement diélectrique Di4 a une épaisseur optique comprise entre 30 et 55 nm.
4. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les trois couches métalliques fonctionnelles satisfont les caractéristiques suivantes :
- le rapport de l’épaisseur de la deuxième couche métallique fonctionnelle sur l’épaisseur de la première couche métallique fonctionnelle Ag2/Ag1 est compris entre 1,05 et 2,00, entre 1,10 et 1 ,80 ou entre 1 ,10 et 1 ,50 en incluant ces valeurs, et/ou - le rapport de l’épaisseur de la troisième couche métallique fonctionnelle sur l’épaisseur de la deuxième couche métallique fonctionnelle Ag3/Ag2 est compris entre 1 ,05 et 2,00, entre 1 , 10 et 1 ,80 ou entre 1 ,20 et 1 ,7, en incluant ces valeurs,
- le rapport de l’épaisseur de la troisième couche métallique fonctionnelle sur l’épaisseur de la première couche métallique fonctionnelle Ag3/Ag1 est compris entre 1 ,20 et 3,00 ou entre 1 ,50 et 2,50, en incluant ces valeurs.
5. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les couches diélectriques sont choisies parmi :
- les couches d’oxyde d’un ou plusieurs éléments choisis parmi le titane, le silicium, le zirconium, le fer, le chrome, le cobalt, le manganèse, le tungstène, le niobium, le bismuth, le tantale, le zinc et/ou l’étain
- les couches de nitrure d’un ou plusieurs éléments choisis parmi le silicium, le zirconium et l’aluminium,
- les couches d’oxynitrure d’un ou plusieurs éléments choisis parmi le silicium, le zirconium et l’aluminium,
- les couches de sulfure métallique comme le sulfure de zinc.
6. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque couche métallique fonctionnelle à base d’argent est située en-dessous et/ou au- dessus et au contact d’une couche de blocage à base d’au moins un élément choisi parmi le nickel, le chrome, le niobium, le tantale et le titane.
7. Matériau selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’empilement comprend en partant du substrat :
- un premier revêtement diélectrique comprenant au moins une couche à base de nitrure de silicium et une couche à base d’oxyde de zinc,
- éventuellement une couche de blocage,
- une première couche fonctionnelle,
- éventuellement une couche de blocage,
- un deuxième revêtement diélectrique comprenant au moins trois couches successives, une couche à base d’oxyde de zinc, une couche à base de nitrure de silicium et une couche à base d’oxyde de zinc,
- éventuellement une couche de blocage,
- une deuxième couche fonctionnelle,
- éventuellement une couche de blocage,
- un troisième revêtement diélectrique comprenant au moins au moins trois couches successives, une couche à base d’oxyde de zinc, une couche à base de nitrure de silicium et une couche à base d’oxyde de zinc,
- éventuellement une couche de blocage,
- une troisième couche fonctionnelle, - une couche de blocage,
- un quatrième revêtement diélectrique comprenant au moins une couche à base d’oxyde de zinc, une couche à base de nitrure de silicium et
- éventuellement une couche de protection.
8. Matériau selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il présente :
- une réflexion lumineuse intérieure et extérieure inférieures à 20 %, et
- une transmission lumineuse comprise entre 50 et 70 %.
9. Vitrage comprenant au moins un matériau selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en qu'il est sous forme de vitrage monolithique, feuilleté ou multiple, en particulier double vitrage ou triple vitrage.
10. Vitrage selon la revendication 9 caractérisé en ce que le revêtement est positionné dans le vitrage de sorte que la lumière incidente provenant de l'extérieur traverse le premier revêtement diélectrique avant de traverser la première couche métallique fonctionnelle.
11. Vitrage multiple selon la revendication 9 ou 10 comprenant le matériau et au moins un substrat additionnel, le matériau et le substrat additionnel sont séparés par au moins une lame de gaz intercalaire.
12. Vitrage multiple selon la revendication 11, caractérisé en ce que le vitrage est un double vitrage comprenant le revêtement fonctionnel positionné en face 2 :
- une sélectivité supérieure à 1,8,
- un facteur solaire supérieur à 26%,
- une réflexion lumineuse intérieure et extérieure inférieures à 20 %,
- une transmission lumineuse comprise entre 40 et 70%, - des valeurs de a* en réflexion extérieure à 0 et 60° et en transmission comprise, par ordre de préférence croissant, entre -10 et +0, entre -5 et +0,
- des valeurs de b* en réflexion extérieure à 0 et 60° et en transmission comprise, par ordre de préférence croissant, entre -10 et +5, entre -5 et +0.
13. Vitrage feuilleté selon la revendication 9 comprenant le matériau et au moins un substrat additionnel, le matériau et le substrat additionnel sont séparés par au moins un intercalaire de feuilletage.
14. Vitrage sous forme de double vitrage ou de vitrage feuilleté selon la revendication 9 caractérisé en ce que les variations de couleur entre un matériau monté sous forme de double vitrage avec le revêtement fonctionnel positionné en face 2 et un matériau monté sous forme de vitrage feuilleté avec le revêtement fonctionnel positionné en face 2 définies par Delta C* avec Delta C* = V((a*DGu-a*i_am)2-(b*DGu-b*i_am)2) satisfont :
- en transmission : Delta C* < 4,2,
- en réflexion extérieure : Delta C* < 4,2, - en réflexion intérieure : Delta C* < 8,5,
- en réflexion extérieure à 60° : Delta C* < 4,2, avec a* DGu et b*Dcu les coordonnées colorimétriques du matériau monté sous forme de double vitrage et a*i_am et b*i_am les coordonnées colorimétriques du matériau monté sous forme de vitrage feuilleté en transmission, en réflexion extérieure, en réflexion intérieure.
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