ES2205665T3 - Hojas de vidrio para control solar. - Google Patents
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Abstract
Se suministra una hoja de vidrio transparente de control solar por una hoja de vidrio de cal y sosa que lleva una cubierta de al menos dos capas formadas pirolíticamente, caracterizadas por la presencia en el revestimiento de una capa conductora o semiconductora que tiene un espesor en el intervalo de 15 a 500 nm y formada de un material que comprende un óxido metálico que contiene un adulterante en una cantidad de desde 1 a 100 moles por 100 moles del óxido metálico, dicho óxido metálico se selecciona de uno o más de trióxido de tungsteno (WO{sub,3}), trióxido de molibdeno (MoO{sub,3}, pentóxido de niobio (Nb{sub,2}O{sub,5}), pentóxido de tántalo (Ta{sub,2}O{sub,5}), pentóxido de vanadio (V{sub,2}O{sub,5}) y dióxido de vanadio (VO{sub,2}), mediante el cual la hoja así recubierta tiene un tinte neutro o azul en transmisión y en reflexión, una transmitancia luminosa (TL) que está en el intervalo de 30 a 85% y una selectividad mayor que 1, preferiblemente mayor que 1,2.
Description
Hojas de vidrio para control solar.
La presente invención hace referencia a hojas de
vidrio para control solar y a un procedimiento para su
preparación.
Las hojas transparentes para control solar tienen
una gran demanda como paneles de acristalamiento exteriores de
edificios. Además de su atractivo estético, ofrecen ventajas como la
protección contra el calentamiento y el deslumbramiento provocado
por la radiación solar. En el caso de las hojas de vidrio para las
ventanas de automóviles existe una demanda similar.
Las hojas para control solar, generalmente de
vidrio sodocálcico, llevan un revestimiento que proporciona las
propiedades específicas necesarias. Pueden utilizarse en una sola
hoja o en un panel de acristalamiento que incluya otras hojas de
vidrio y posiblemente también materiales laminados no vítreos. El
requisito de control solar es que la hoja, o el panel del cual forma
parte, no deje pasar una proporción demasiado grande de la
radicación solar incidente total, por lo que proporcionará una
resistencia al sobrecalentamiento del edificio o del interior del
vehículo.
Las propiedades de la hoja de vidrio revestida
tratadas en este documento se basan en las definiciones estándar de
la International Commission on Illumination - Commission
Internationale de l'Eclairage ("CIE").
La "transmitancia luminosa" (TL) es el flujo
luminoso transmitido a través de la hoja como porcentaje del flujo
luminoso incidente.
La "reflectancia luminosa" (RL) es el flujo
luminoso reflejado en la hoja como porcentaje del flujo luminoso
incidente. En el caso de una hoja con un revestimiento en un lado,
la reflectancia puede medirse en el lado revestido (RLc) o en el
lado de vidrio no revestido (RLg).
La transmisión de la radiación solar incidente
total puede expresarse como el "factor solar" (FS) de la hoja,
que, tal y como se utiliza en la presente invención, significa la
suma de la energía total directamente transmitida y la energía que
se absorbe y vuelve a radiar en el lado opuesto a la fuente de
energía, como porcentaje de la energía radiante total incidente en
la hoja.
La "selectividad" de la hoja es la relación
de la transmitancia luminosa respecto al factor solar (TUFS).
Se conocen varias técnicas para formar
revestimientos en hojas de vidrio, tales como la pirólisis.
Generalmente la pirólisis presenta la ventaja de producir un
revestimiento duro con propiedades duraderas resistentes a la
abrasión y la corrosión. Esto se cree que es debido en particular a
que la hoja de vidrio está caliente durante la deposición del
material de revestimiento. La pirólisis también suele ser más barata
que los procedimientos de revestimiento alternativos tales como la
pulverización, especialmente por lo que a la inversión en la planta
se refiere.
Se ha propuesto una amplia gama de materiales de
revestimiento para modificar las propiedades ópticas de los paneles
de acristalamiento.
El óxido de estaño (SnO_{2}) se ha utilizado
ampliamente, generalmente junto con otros materiales tales como
otros óxidos metálicos.
Nuestra patente británica GB 1455148 es uno de
los primeros ejemplos de un procedimiento para formar
pirolíticamente un revestimiento de uno o varios óxidos (por
ejemplo, SnO_{2}, CO_{3}O_{4}, Cr_{2}O_{3},
Sb_{2}O_{3}, SiO_{2}, TiO_{2} o ZrO_{2}) en una hoja de
vidrio, principalmente mediante rociado de compuestos de un metal o
silicio, a fin de modificar su transmisión y/o reflexión de la
luz.
La patente americana US 5385751 hace referencia a
la formación de una película dopada con flúor de óxido de tungsteno
en una superficie de sustrato de vidrio a fin de mejorar las
propiedades solares y ópticas del vidrio. El óxido dopado se obtiene
por reacción en dicha superficie de un alcóxido de tungsteno, un
compuesto que contiene oxígeno y un compuesto que contiene
flúor.
La patente WO 98/11031 hace referencia a vidrio
revestido de control solar en el que el revestimiento comprende una
capa de absorción de calor de un óxido de metal tal como óxido de
cromo, óxido de cobalto, óxido de hierro, óxido de molibdeno, óxido
de niobio, óxido de vanadio u óxido de tungsteno dopado o no dopado,
y una capa de baja emisividad de un compuesto metálico, por ejemplo,
un óxido metálico semiconductor tal como óxido de estaño dopado u
óxido de indio dopado.
La patente WO 98/11031 revela la combinación de
una capa de absorción de calor (por ejemplo, WO_{3} dopado) y una
capa de baja emisividad expuesta de un óxido metálico (por ejemplo,
ITO) en un panel de acristalamiento.
La patente GB 2114965 hace referencia a películas
de óxido de vanadio termocrómicas que pueden doparse o no para
reducir su temperatura de transición.
La patente US 5256485 hace referencia al uso de
una subcapa de óxido de aluminio dopada con vanadio junto con una
sobrecapa de óxido de estaño dopada con flúor.
Es un objetivo de la presente invención
proporcionar una hoja de vidrio revestido formada pirolíticamente
con propiedades significativas de protección solar.
Hemos descubierto que este y otros objetivos
útiles pueden conseguirse aplicando a la hoja un revestimiento
pirolítico que incluye un capa conductora o semiconductora de un
espesor definido de determinados óxidos metálicos que contienen un
material dopante conductor. (Las referencias en este documento a los
límites numéricos de los espesores de capa son en todos los casos a
espesores geométricos.)
En consecuencia, según la presente invención, se
proporciona una hoja de vidrio transparente según la reivindicación
1, la reivindicación 2 o la reivindicación 4.
La invención también proporciona un procedimiento
para producir una hoja de vidrio transparente según la
reivindicación 28 o la reivindicación 29.
Una ventaja en particular de la capa conductora o
semiconductora definida anteriormente es que aporta a la hoja
revestida una mayor reflexión en la gama próxima al infrarrojo que
en la visible, por lo que mejora la protección solar y al mismo
tiempo mantiene una transmisión luminosa alta.
El revestimiento comprende una capa, generalmente
transparente, que interfiere con la capa conductora o semiconductora
para conferir a la hoja de vidrio revestida un tono neutro o azul en
la transmisión y la reflexión.
El óxido de tungsteno dopado es un material
preferido para la capa conductora o semiconductora. Entre sus
propiedades útiles se encuentra una emisividad (\varepsilon) baja
por naturaleza, es decir, la relación de la energía emitida por una
superficie dada a una temperatura determinada respecto a la de un
emisor perfecto (un cuerpo negro con emisividad de 1,0) a la misma
temperatura.
El óxido de metal está formado a partir de un
precursor adecuado. Por ejemplo, para el óxido de molibdeno los
precursores adecuados incluyen carbonilo de molibdeno
[Mo(CO)_{6}], acetil acetonato de molibdeno, un
cloruro de molibdeno (MoCl_{3} o MoCl_{5}), fluoruro de
molibdeno (MoF_{6}), un compuesto de molibdeno orgánico tal como
MoO_{2}(2,2,6,6-tetrametilheptano-3,5-diona)_{2},
y un oxicloruro de molibdeno (MoO_{2}Cl_{2} o MoOCl_{4}).
Para el óxido de vanadio, un precursor adecuado es acetil acetonato
de vanadio. Para el óxido de niobio, los precursores adecuados
incluyen etóxido de niobio
[Nb(OC_{2}H_{5})_{5}], cloruro de niobio
(NbCl_{5}), fluoruro de niobio (NbF_{5}) y dipivaloil metanato
cloruro de niobio
(Nb(2,2,6,6-tetrametilheptano-3,5-diona)_{2}Cl_{3}).
Para formar óxido de tántalo, los precursores adecuados son fluoruro
o cloruro de tántalo (TaF_{5} o TaCl_{5}) o un tántalo de alcoxi
[por ejemplo, Ta(OR)_{5} donde R = CH_{3},
C_{2}H_{5}, o C_{4}H_{9}]. Para formar un óxido de
tungsteno, los precursores adecuados incluyen hexacloruro de
tungsteno (WCl_{6}), oxitetracloruro de tungsteno (WOCl_{4}),
carbonilo de tungsteno [W(CO)_{6}], ciclopentadienil
cloruro de tungsteno
[W(C_{5}H_{5})_{2}Cl_{2}], fluoruro de
tungsteno (WF_{6}) o un etóxido de tungsteno
[W(OC_{2}H_{5})_{5} o
W(OC_{2}H_{5})_{6}].
El dopante proporciona las propiedades
conductoras de la capa conductora o semiconductora. El dopante está
presente en la capa en una cantidad de 1 a 100 moles por cien moles
del óxido metálico, preferiblemente de 5 a 100 moles por cien moles
del óxido metálico, para garantizar el carácter conductor o
semiconductor en la capa de óxido metálico. Los dopantes preferidos
son el hidrógeno, el litio, el sodio, el potasio y el flúor. Para
una capa basada en WO_{3}, la cantidad preferida de un dopante de
hidrógeno, litio, sodio o potasio está comprendida entre 20 y 100
moles por 100 moles del óxido de metal, mientras que para un dopante
de flúor la cantidad preferida está comprendida entre 10 y 40 moles
por 100 moles de W. Para una capa de MoO_{3}, la cantidad
preferida de un dopante de sodio está comprendida entre 20 y 100
moles por 100 moles de Mo y la cantidad preferida de un dopante de
flúor está comprendida entre 10 y 30 moles por 100 moles de Mo. Para
una capa de Nb_{2}O_{3} o Ta_{2}O_{5}, la cantidad preferida
de un dopante de flúor está comprendida entre 1 y 5 por 100 moles de
Nb o Ta.
El dopante puede aplicarse después de la
formación del óxido de metal y dejarse difundir en el óxido de
metal. Según una opción, el óxido de metal se forma en la cámara de
flotación de una línea de producción de vidrio plano y el hidrógeno
que actuará como dopante se proporciona mediante la atmósfera de
hidrógeno en dicha cámara.
Con dopante de hidrógeno, litio, sodio o potasio
la capa es conductora. El espesor de la capa con estos dopantes está
comprendido preferiblemente entre 15 y 100 nm, mientras que con un
dopante de flúor la capa es semiconductora y su espesor está
comprendido preferiblemente entre 100 y 500 nm.
En una realización preferida de la invención, el
revestimiento incluye una capa transparente como subcapa entre la
hoja de vidrio y la capa conductora o semiconductora. Los materiales
adecuados para esta subcapa son uno o varios de los óxidos,
oxicarburos, nitruros y oxinitruros, tales como Al_{2}O_{3},
SiO_{2}, SiO_{x} (0<x<2), SnO_{2}, SnO_{2}/Sb
(0,02<Sb/Sn<0,5), SnO_{2}/F (0,01<F<0,03), TiO_{2},
ZrO_{2}, SiO_{x}C_{y}, AIN, Si_{3}N_{4},
AIN_{x}O_{y}, SiN_{x}O_{y}.
Preferiblemente, el material de la subcapa es un
óxido. Las capas de óxido pueden fabricarse fácilmente mediante
pirólisis y sus propiedades son conocidas y estables.
Preferiblemente, el material de la subcapa es un
material dieléctrico. Esto garantiza una buena transparencia y
permite conseguir las propiedades ópticas necesarias para la hoja de
vidrio revestida. Los materiales preferidos son SnO_{2} y
TiO_{2}.
El espesor preferido de esta capa está
comprendido entre 15 y 90 nm. Si el revestimiento incluye solo la
subcapa y la capa conductora o semiconductora, es decir, no hay
ninguna otra capa, el espesor preferido de la subcapa está
comprendido entre 22 y 90 nm y el espesor preferido de la capa
conductora o semiconductora está comprendido entre 20 y 60 nm.
La subcapa ofrece varias ventajas. Ayuda a
neutralizar el matiz del revestimiento en la reflexión. Permite
reducir la reflexión total del revestimiento en la gama visible, por
lo que mejora la selectividad. Puede proporcionar una barrera contra
la difusión de iones de sodio desde el vidrio hacia el
revestimiento, lo que resulta especialmente deseable para prevenir
la turbidez. La turbidez puede aparecer con algunos precursores que
contienen cloro, especialmente cuando se forman capas de
revestimiento espesas a partir de dichos precursores.
En otra realización preferida de la invención, el
revestimiento incluye una capa transparente como sobrecapa situada
encima de la capa conductora o semiconductora en el lado opuesto de
la hoja de vidrio. Dicha sobrecapa puede proteger la capa conductora
o semiconductora cuando está expuesta a la atmósfera.
Los materiales adecuados para la sobrecapa son
uno o varios de los óxidos, nitruros y oxinitruros, tales como
Al_{2}O_{3}, SiO_{2}, SnO_{2}, SnO_{2}/Sb
(0,02<Sb/Sn<0,5), SnO_{2}/F (0,01<F/Sn<0,03),
TiO_{2}, ZrO_{2}, Si_{3}N_{4} y SiN_{x}O_{y}.
Preferiblemente, el material de la sobrecapa es
un óxido. Las capas de óxido pueden fabricarse fácilmente mediante
pirólisis y sus propiedades son conocidas y estables.
Preferiblemente, el material de la sobrecapa es
un material dieléctrico. Esto garantiza una buena transparencia y
permite conseguir las propiedades ópticas necesarias para la hoja de
vidrio revestida. Los materiales preferidos son SnO_{2} y
TiO_{2} ya que facilitan la protección y neutralización del
revestimiento.
El espesor preferido de la sobrecapa está
comprendido entre 5 y 60 nm. Este margen de espesor permite obtener
las propiedades ópticas necesarias, es decir, un tono neutro o azul
en la transmisión y la reflexión. Si el revestimiento incluye solo
la capa conductora o semiconductora y la sobrecapa, es decir, no hay
ninguna otra capa, el espesor preferido de la capa conductora o
semiconductora está comprendido entre 15 y 500 nm y el espesor
preferido de la sobrecapa está comprendido entre 10 y 60 nm.
Los precursores adecuados para el material
utilizado como subcapa o sobrecapa incluyen los cloruros, por
ejemplo, AlCl_{3}, SiCl_{4}, SnCl_{4} y TiCl_{4}, y
compuestos organometálicos tales como monobutil tricloro estaño
("MBTC").
La sobrecapa sirve de barrera para la difusión de
oxígeno atmosférico hacia el revestimiento en el caso de tratamiento
térmico subsiguiente o doblado del producto. Esta capa también sirve
para neutralizar el matiz del revestimiento en la reflexión y para
minimizar la reflexión del producto acabado en la gama visible.
También sirve como barrera para la difusión de dopante desde la capa
conductora o semiconductora y, por lo tanto, contribuye a preservar
el carácter conductor de esta capa.
En la realización más preferida de la invención,
el revestimiento comprende tanto una subcapa como una sobrecapa. El
material de la subcapa no tiene que ser esencialmente el mismo que
el de la sobrecapa, pero el uso del mismo material puede ser lo más
adecuado por lo que a la fabricación del revestimiento se refiere.
En un revestimiento tripe de subcapa, capa conductora o
semiconductora y sobrecapa, el espesor preferido de dichas capas se
encuentra entre 15 y 60 nm, 15 y 500 nm y 5 y 60 nm respectivamente.
Los materiales preferidos para la subcapa y la sobrecapa son
materiales de óxido dieléctricos transparentes.
La subcapa y la sobrecapa en un revestimiento
triple como se ha mencionado anteriormente están preferiblemente
libres de dopante. Esto es para garantizar que el revestimiento
tiene secuencialmente una capa no conductora, una capa conductora o
semiconductora y otra capa no conductora. La interferencia entre las
capas no conductoras y conductora respectivas contribuye a conseguir
una combinación de alta transmitancia luminosa y baja reflectancia
luminosa en el espectro visible.
El espesor de las capas respectivas en el
revestimiento, sus índices refractivos y los materiales específicos
utilizados para las capas afectan a las propiedades ópticas de la
hoja revestida. El espesor óptimo específico varía pues dentro de
los márgenes mencionados anteriormente de acuerdo con los materiales
de la capa y las propiedades ópticas de las hojas revestidas que se
pretenden fabricar.
Un revestimiento de acuerdo con la invención,
especialmente un revestimiento que comprende la capa conductora o
semiconductora y también una sobrecapa, puede proporcionar una hoja
revestida con la ventaja concreta de tener gran capacidad de
soportar el doblado y un tratamiento térmico tal como el templado.
Esta propiedad es especialmente útil en la producción de ventanas de
vehículos.
\newpage
Las hojas de vidrio revestidas según la invención
tienen una selectividad superior a 1, es decir, una transmisión
luminosa (TL) superior a su factor solar (FS). La selectividad
preferida es superior a 1,2.
Los matices neutros o azules conseguidos para las
hojas según la invención se representan mediante los valores de
Hunter a y b en la transmisión de -10 < a < 3 y -10 < b
< 3 y en la reflexión de -10 < a < 3 y -10 \leq b <
3.
Preferiblemente, el valor de Hunter a en la
reflexión y en la transmisión es inferior o igual a cero con el fin
de evitar un componente rojo en el matiz. Por lo tanto, el valor de
Hunter a en la transmisión y en la reflexión es: -10 < a \leq
0. Preferiblemente, el valor de Hunter a en la reflexión y en la
transmisión es superior a -6 (-6 < a) con el fin de que el
componente verde del matiz sea bajo. Más preferiblemente, el valor
de Hunter a en la reflexión y en la transmisión se encuentra entre
-6 y 0 (-6 < a \leq 0) con el fin de que los componentes verde
y amarillo del matiz sean bajos.
Preferiblemente, el valor de Hunter b en la
reflexión y en la transmisión se encuentra entre -10 < b < 0
con el fin de evitar un componente amarillo en el matiz.
La producción de los revestimientos de la
invención por pirólisis proporciona una resistencia mecánica
superior que la de los revestimientos producidos por otros
métodos.
La aplicación de un revestimiento pirolítico al
vidrio plano se consigue mejor cuando el vidrio se acaba de formar,
por ejemplo, cuando sale de la línea de vidrio en flotación en forma
de cinta de vidrio caliente o incluso mejor dentro de la cámara de
flotación. Esto comporta ventajas económicas ya que evita la
necesidad de recalentar el vidrio para que tengan lugar las
reacciones pirolíticas y mejora la calidad del revestimiento, ya que
la superficie del vidrio recién formado se encuentra en una
condición prístina.
La materia prima de las capas de revestimiento
respectivas puede aplicarse a la hoja de vidrio mediante deposición
química en fase vapor (CVD o "pirólisis con vapor"), por
rociado líquido ("pirólisis líquida") o mediante una
combinación de CVD y rociado. Para formar las capas de revestimiento
por CVD, la materia prima se aporta generalmente mediante una
primera boquilla para que entre en contacto con la hoja de vidrio.
Si la materia prima comprende uno o más cloruros que son líquidos a
temperatura ambiente, este se vaporiza en una corriente calentada de
gas portador anhidro tal como nitrógeno. La vaporización se facilita
mediante la atomización de estos reactivos en el gas portador. Para
producir los óxidos, el reactivo, por ejemplo un cloruro, se lleva
en presencia de un compuesto que contenga oxígeno, por ejemplo,
vapor de agua, ácido acético, isopropanol o acetato de etilo, que
preferiblemente se conduce a través de una segunda boquilla.
Los procedimientos y dispositivos para formar
dicho revestimiento se describen, por ejemplo, en la patente
francesa nº 2348166 o en la solicitud de patente francesa nº 2 648
453 A1. Estos procedimientos y dispositivos llevan a la formación de
revestimientos especialmente resistentes con propiedades ópticas
ventajosas.
Para formar el revestimiento mediante un
procedimiento por rociado, la hoja de vidrio puede ponerse en
contacto con un rociado de gotitas de líquido que contengan la
materia prima. El rociado se aplica mediante una o varias boquillas
de rociado dispuestas para seguir un recorrido que proporcione el
revestimiento en toda la anchura de la hoja o cinta a revestir.
El procedimiento preferido de deposición de las
capas de revestimiento de la invención es CVD. Esto ofrece ventajas
respecto a los líquidos rociados ya que proporciona revestimientos
de espesor y composición regulares, siendo esta uniformidad del
revestimiento importante cuando el producto deber abarcar una gran
área. Un revestimiento por rociado también tiene tendencia a retener
las trazas de las gotitas rociadas y del recorrido de la pistola de
rociado. Además, la pirólisis de los líquidos rociados está
esencialmente limitada a la fabricación de revestimientos de óxido,
tales como SnO_{2} y TiO_{2}. También resulta difícil hacer
revestimientos multicapa con líquidos rociados porque cada
deposición de revestimiento produce un enfriamiento significativo de
la hoja de vidrio. Además, la CVD es más económica por lo que a
materia prima se refiere, de manera que se generan menos
residuos.
Sin embargo, a pesar de los inconvenientes del
procedimiento de rociado, generalmente suele adoptarse porque
resulta práctico y su aplicación económica.
Una hoja de vidrio revestida de acuerdo con la
invención puede utilizarse como panel de acristalamiento simple de
una sola hoja o alternativamente en un panel compuesto de varias
láminas o acristalamientos. En los paneles compuestos de varias
láminas o acristalamientos es preferible que sola una de las hojas
constitutivas lleve el revestimiento.
A continuación se describirá la invención más
detalladamente en relación con los ejemplos siguientes no
limitativos y la tabla adjunta. Las iniciales de los encabezados de
la tabla (TL, RLc, etc.) tienen los significados descritos
anteriormente.
Ejemplos comparativos 1 a 4 (C1 a
C4)
Se revistió una cinta de vidrio sodocálcico claro
dentro de la cámara de flotación de una línea de producción de
vidrio por flotación mediante pirólisis CVD utilizando una unidad de
revestimiento que comprendía dos boquillas sucesivas. La cinta tenía
un espesor de 6 mm, un temperatura de aproximadamente 700ºC y se
desplazaba a una velocidad de 7 metros por minuto. Se inyectaron gas
de fluoruro de tungsteno (WF_{6}) y vapor de sodio en una
corriente de gas de nitrógeno anhidro como gas portador y se
introdujeron con el gas portador aplicado a la cinta a través de la
primera boquilla, con el fin de introducir dopante en el óxido de
metal.
También se inyectó ácido acético a
aproximadamente 250ºC en un gas portador, en este caso aire
calentado a aproximadamente 250ºC, y se introdujo a través de la
segunda boquilla para que reaccionara con el WF_{6} y formara un
revestimiento de WO_{3} en la superficie de la cinta. Este
procedimiento de revestimiento se prolongó hasta que se hubo
aplicado un espesor definido del revestimiento de WO_{3}, siendo
el espesor distinto para los ejemplos comparativos, tal y como se
muestra en la tabla adjunta. Se introdujo dopante de sodio en el
revestimiento mediante el vapor de sodio (como alternativa, el sodio
se podría proporcionar desde el propio vidrio) con una proporción
de sodio en relación con el WO_{3} de 94 por ciento molar (es
decir, 94 moles de dopante por 100 moles de WO_{3}), por lo que se
confirió un carácter conductor metálico a la capa de óxido de
tungsteno.
La cinta se enfrió y se cortó en hojas. Se
examinaron las propiedades ópticas de una hoja de muestra revestida
según los ejemplos respectivos: transmitancia luminosa (TL),
reflectancia luminosa en el lado revestido de la hoja (RLc), valores
de Hunter a y b tanto en la transmisión como en la reflexión y el
factor solar (FS). También se anotó la selectividad (TL/FS). Los
resultados se muestran en la tabla adjunta.
Ejemplos 1 y
2
Se prepararon hojas de muestra del vidrio
revestido como se describe en los ejemplos comparativos 1 a 3, pero
con la diferencia de que se aplicaron subcapas de óxido estánnico
(SnO_{2}) [Ejemplo 1] y dióxido de titanio (TiO_{2}) [Ejemplo
2], respectivamente, a la cinta antes de la capa de WO_{3}. La
subcapa se aplicó mediante pirólisis CVD mediante una unidad de
revestimiento que se encontraba aguas arriba de la unidad de
revestimiento del WO_{3}.
Una solución precursora en gas de nitrógeno
anhidro a aproximadamente 250ºC como gas portador se introdujo con
el gas portador mediante la boquilla. Los precursores,
respectivamente MBTC y tetracloruro de titanio, reaccionaron para
crear espesores de óxido depositado como se muestra en la tabla
adjunta. La capa de WO_{3} se depositó a partir de WF_{6} y
vapor de sodio. Después de la aplicación de la capa de WO_{3}, se
enfrió la cinta y se cortó en hojas, y se examinaron sus propiedades
ópticas. Los resultados de nuevo se muestran en la tabla
adjunta.
Ejemplos 3 y
4
Se prepararon hojas de muestra de vidrio
revestido como se describe en los ejemplos comparativos 1 a 3, pero
en este caso con la diferencia de que se aplicó una sobrecapa a la
capa de WO_{3} dopada. La sobrecapa del ejemplo 3 era de dióxido
de titanio (TiO_{2}) y la del ejemplo 4 era de óxido estánnico
(SnO_{2}). Se aplicó mediante pirólisis CVD utilizando una unidad
de revestimiento que se encontraba aguas abajo de la unidad de
revestimiento del WO_{3}.
Los precursores de los óxidos de la sobrecapa,
respectivamente tetracloruro de titanio y MBTC, reaccionaron con
vapor supercalentado para crear espesores de la capa depositados en
el WO_{3} dopado como se muestra en la tabla adjunta. Después de
la aplicación de la sobrecapa, la cinta se enfrió y se cortó en
hojas. Sus propiedades ópticas se muestran en la tabla adjunta.
Ejemplos 5 a
11
Se volvieron a preparar hojas de muestra de
vidrio revestido según se describe en los ejemplos comparativos 1 a
3, pero incluyendo también la aplicación de una subcapa tal y como
se describe en los ejemplos 1 y 2 y una sobrecapa tal y como se
describe en los ejemplos 3 y 4.
En los ejemplos 9 a 11, en lugar de WO_{3}, los
óxidos de metal de la capa conductora fueron respectivamente
trióxido de molibdeno (MoO_{3}), pentóxido de niobio
(Nb_{2}O_{5}) y pentóxido de tántalo (Ta_{2}O_{5}). En los
ejemplos 10 a 11, en lugar de sodio, el dopante para las capas
conductoras fue flúor introducido mediante ácido fluorhídrico (HF) o
hexafluoroetano (C_{2}F_{6}). Los materiales específicos
utilizados, el espesor de las capas respectivas, las proporciones de
dopante en las capas conductoras y las propiedades ópticas de las
hojas del producto se especifican en la tabla.
Claims (36)
1. Hoja de vidrio transparente que lleva un
revestimiento de al menos dos capas formadas pirolíticamente,
teniendo la hoja así revestida un tono neutro o azul en la
transmisión y la reflexión,
una transmitancia luminosa (TL) comprendida entre
30 y 85% y
una selectividad superior a 1
comprendiendo las al menos dos capas formadas
pirolíticamente, en orden desde la hoja de vidrio:
- 1) una capa conductora o semiconductora con un espesor comprendido entre 15 y 500 nm y formada de un material que comprende un óxido de metal que contiene un dopante en una cantidad comprendida entre 1 y 100 moles por 100 moles del óxido de metal, estando dicho óxido de metal seleccionado entre uno o varios de los compuestos trióxido de tungsteno (WO_{3}), trióxido de molibdeno (MoO_{3}), pentóxido de niobio (Nb_{2}O_{5}), pentóxido de tántalo (Ta_{2}O_{5}), pentóxido de vanadio (V_{2}O_{5}) y dióxido de vanadio (VO_{2}); y
- 2) una sobrecapa con un espesor comprendido entre 5 y 60 nm.
2. Hoja de vidrio transparente que lleva un
revestimiento de al menos dos capas formadas pirolíticamente,
teniendo la hoja así revestida un tono neutro o azul en la
transmisión y la reflexión,
una transmitancia luminosa (TL) comprendida entre
30 y 85% y
una selectividad superior a 1
comprendiendo las al menos dos capas formadas
pirolíticamente, en orden desde la hoja de vidrio:
- 1) una capa conductora o semiconductora con un espesor comprendido entre 15 y 500 nm y formada de un material que comprende un óxido de metal que contiene un dopante en una cantidad comprendida entre 1 y 100 moles por 100 moles del óxido de metal, estando dicho óxido de metal seleccionado entre uno o varios de los compuestos trióxido de tungsteno (WO_{3}), trióxido de molibdeno (MoO_{3}), pentóxido de niobio (Nb_{2}O_{5}), pentóxido de tántalo (Ta_{2}O_{5}), pentóxido de vanadio (V_{2}O_{5}) y dióxido de vanadio (VO_{2}); y
- 2) una sobrecapa no conductora.
3. Hoja revestida según la reivindicación 2, en
la que la sobrecapa no conductora tiene un espesor comprendido entre
5 y 60 nm.
4. Hoja de vidrio transparente que lleva un
revestimiento de al menos dos capas formadas pirolíticamente,
teniendo la hoja así revestida un tono neutro o azul en la
transmisión y la reflexión,
una transmitancia luminosa (TL) comprendida entre
30 y 85% y
una selectividad superior a 1
comprendiendo esencialmente las dos capas
formadas pirolíticamente, en orden desde la hoja de vidrio:
- 1) una subcapa;
- 2) una capa conductora o semiconductora, expuesta al aire, con un espesor comprendido entre 15 y 500 nm y formada de un material que comprende un óxido de metal que contiene un dopante en una cantidad comprendida entre 1 y 100 moles por 100 moles del óxido de metal, comprendiendo dicho óxido de metal trióxido de tungsteno (WO_{3}).
5. Hoja revestida según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, donde el dopante se selecciona entre
hidrógeno, litio, sodio, potasio y flúor.
6. Hoja revestida según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, donde la cantidad de dopante está
comprendida entre 5 y 100 moles por 100 moles del óxido de
metal.
7. Hoja revestida según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, donde la cantidad de dopante está
comprendida entre 20 y 100 moles por 100 moles del óxido de
metal.
8. Hoja revestida según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que la capa conductora o
semiconductora es una capa conductora, donde el dopante se
selecciona entre hidrógeno, litio, sodio y potasio y donde el
espesor de la capa conductora está comprendido entre 15 y 100
nm.
9. Hoja revestida según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, en la que la capa conductora o
semiconductora es una capa semiconductora, donde el dopante es flúor
y donde el espesor de la capa semiconductora está comprendido entre
100 y 500 nm.
10. Hoja revestida según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que el revestimiento incluye una
capa transparente como subcapa entre la hoja de vidrio y la capa
conductora o semiconductora.
11. Hoja revestida según la reivindicación 10, en
la que el material de la subcapa se selecciona entre uno o varios de
los óxidos, oxicarburos, nitruros y oxinitruros tales como
Al_{2}O_{3}, SiO_{2}, SiO_{x} (0<x<2), SnO_{2},
SnO_{2}/Sb (0,02<Sb/Sn<0,5), SnO_{2}/F
(0,01<F/Sn<0,03), TiO_{2}, ZrO_{2}, SiO_{x}C_{y}, AIN,
Si_{3}N_{4}, AIN_{x}O_{y}, SiN_{x}O_{y}.
12. Hoja revestida según la reivindicación 10 o
la reivindicación 11, en la que el material de la subcapa es un
óxido.
13. Hoja revestida según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 12, en la que el material de la subcapa es un
material dieléctrico.
14. Hoja revestida según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 13, en la que el espesor de la subcapa está
comprendido entre 15 y 90 nm.
15. Hoja revestida según cualquiera de las
reivindicaciones 4 a 14, dependiente de la reivindicación 4, en la
que el espesor de la subcapa está comprendido entre 22 y 90 nm.
16. Hoja revestida según la reivindicación 15, en
la que el espesor de la capa conductora o semiconductora está
comprendido entre 20 y 60 nm.
17. Hoja revestida según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3 o cualquiera de las reivindicaciones 5 a 16,
dependientes de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que
el material de la sobrecapa se selecciona entre uno o varios de los
óxidos, nitruros y oxinitruros tales como Al_{2}O_{3},
SiO_{2}, SnO_{2}, SnO_{2}/Sb (0,02<Sb/Sn<0,5),
SnO_{2}/F (0,01<F/Sn<0,03), TiO_{2}, ZrO_{2},
Si_{3}N_{4} y SiN_{x}O_{y}.
18. Hoja revestida según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3 o cualquiera de las reivindicaciones 5 a 17,
dependientes de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que
el material de la sobrecapa es un óxido.
19. Hoja revestida según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3 o cualquiera de las reivindicaciones 5 a 18,
dependientes de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que
el material de la sobrecapa es un material dieléctrico.
20. Hoja revestida según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3 o cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9,
dependientes de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, o según
cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, dependientes de la
reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que el espesor de la
sobrecapa está comprendido entre 5 y 60 nm.
21. Hoja revestida según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3 o cualquiera de las reivindicaciones 5 a 20,
dependientes de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, donde la
hoja revestida consta esencialmente de la hoja de vidrio
transparente, la capa conductora o semiconductora y la
sobrecapa.
22. Hoja revestida según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3 o cualquiera de las reivindicaciones 5 a 21,
dependientes de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, donde la
hoja revestida consta esencialmente de la hoja de vidrio
transparente, una subcapa, la capa conductora o semiconductora y la
sobrecapa.
23. Hoja revestida según la reivindicación 22, en
la que el espesor de la subcapa está comprendido entre 15 y 60 nm, y
el espesor de la sobrecapa está comprendido entre 5 y 60 nm.
24. Hoja revestida según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que la selectividad es superior a
1,2.
25. Panel de acristalamiento que comprende una
hoja de vidrio transparente revestida según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores.
26. Panel de acristalamiento según la
reivindicación 25, para ser utilizado como panel de acristalamiento
para edificios.
27. Panel de acristalamiento según la
reivindicación 25, para ser utilizado como ventana para
vehículos.
28. Procedimiento de fabricación de una hoja de
vidrio transparente que lleva un revestimiento de al menos dos capas
formadas pirolíticamente, teniendo la hoja así revestida
- un tono neutro o azul en la transmisión y la reflexión,
- una transmitancia luminosa (TL) comprendida entre 30 y 85% y
- una selectividad superior a 1
- comprendiendo al menos las etapas siguientes:
- 1) deposición de una capa conductora o semiconductora con un espesor comprendido entre 15 y 500 nm y formada de un material que comprende un óxido de metal que contiene un dopante en una cantidad comprendida entre 1 y 100 moles por 100 moles del óxido de metal, estando dicho óxido de metal seleccionado entre uno o varios de los compuestos trióxido de tungsteno (WO_{3}), trióxido de molibdeno (MoO_{3}), pentóxido de niobio (Nb_{2}O_{5}), pentóxido de tántalo (Ta_{2}O_{5}), pentóxido de vanadio (V_{2}O_{5}) y dióxido de vanadio (VO_{2}); y
- 2) deposición subsiguiente de una sobrecapa con un espesor comprendido entre 5 y 60 nm.
29. Procedimiento de fabricación de una hoja de
vidrio transparente que lleva un revestimiento de al menos dos capas
formadas pirolíticamente, teniendo la hoja así revestida
- un tono neutro o azul en la transmisión y la reflexión,
- una transmitancia luminosa (TL) comprendida entre 30 y 85% y
- una selectividad superior a 1
- comprendiendo al menos las etapas siguientes:
- 1) deposición de una capa conductora o semiconductora con un espesor comprendido entre 15 y 500 nm y formada de un material que comprende un óxido de metal que contiene un dopante en una cantidad comprendida entre 1 y 100 moles por 100 moles del óxido de metal, estando dicho óxido de metal seleccionado entre uno o varios de los compuestos trióxido de tungsteno (WO_{3}), trióxido de molibdeno (MoO_{3}), pentóxido de niobio (Nb_{2}O_{5}), pentóxido de tántalo (Ta_{2}O_{5}), pentóxido de vanadio (V_{2}O_{5}) y dióxido de vanadio (VO_{2}); y
- 2) deposición subsiguiente de una sobrecapa no conductora.
30. Procedimiento según la reivindicación 28 ó
29, en el que el dopante se aplica después de la formación del óxido
de metal y se deja difundir en el óxido de metal.
31. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 28 a 30, en el que el óxido de metal se forma en la
cámara de flotación de una línea de producción de vidrio plano y el
hidrógeno que actuará como dopante se proporciona mediante una
atmósfera de hidrógeno en dicha cámara.
32. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 28 a 31, en el que el revestimiento se aplica a una
cinta de vidrio caliente acabado de formar en una línea de
producción de vidrio en flotación o en la salida de la misma.
33. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 28 a 32, en el que las capas de revestimiento
respectivas se aplican a la hoja de vidrio mediante deposición
química en fase vapor (CVD).
34. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 28 a 33, en el que las capas de revestimiento
respectivas se aplican a la hoja de vidrio mediante rociado
líquido.
35. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 28 a 34, en el que las capas de revestimiento
respectivas se aplican a la hoja de vidrio mediante una combinación
de CVD y rociado.
36. Hoja revestida según cualquiera de las
reivindicaciones 28 a 35, donde el procedimiento comprende una etapa
adicional de deposición de al menos una capa transparente como
subcapa entre la hoja de vidrio y la capa conductora o
semiconductora.
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