ES2356555T5

ES2356555T5 - Artículo recubierto con recubrimiento de baja emisividad que incluye intercapa de óxido de estaño

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Publication number: ES2356555T5
Application number: ES05723774.5T
Authority: ES
Inventors: Jose Nunez-Regueiro; Anton Dietrich; Philip J. Lingle; Scott V. Thomsen; Hong Wang; Jean-Marc Lemmer; Nancy Bassett
Original assignee: Centre Luxembourgeois de Recherches pour le Verre et la Ceramique CRVC SARL; Guardian Industries Corp
Current assignee: Centre Luxembourgeois de Recherches pour le Verre et la Ceramique CRVC SARL; Guardian Industries Corp
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2014-02-10
Anticipated expiration: 2025-02-28
Also published as: EP2269961A1; EP1730088B2; US8357458B2; WO2005092812A1; EP1730088B8; US8124237B2; DE602005024778D1; CA2558590A1; US20120141806A1; US7897260B2; US20070166553A1; PL1730088T5; EP2316802A1; CA2558590C; US20110117371A1; EP1730088A1; EP1730088B1; US7217460B2; US20050202254A1; US20130108848A1

Abstract

Un artículo recubierto que comprende un recubrimiento soportado por un sustrato de vidrio, comprendiendo el recubrimiento desde el sustrato de vidrio hacia fuera: una primera capa que comprende nitruro de silicio; una primera capa que comprende óxido de estaño situada sobre la primera capa que comprende nitruro de silicio y en contacto con ella; una primera capa que comprende óxido de cinc situada sobre la primera capa que comprende óxido de estaño y en contacto con ella, de modo que la primera capa que comprende óxido de estaño está situada entre la primera capa que comprende nitruro de silicio y la primera capa que comprende óxido de cinc y en contacto con ellas; una primera capa reflectante de infrarrojos (IR) situada sobre la primera capa que comprende óxido de cinc y en contacto con ella; y al menos otra capa dieléctrica situada sobre al menos la primera capa reflectante de IR.

Description

Artículo recubierto con recubrimiento de baja emisividad que incluye intercapa de óxido de estaño

[0001] Esta invención se refiere a un artículo recubierto que incluye un recubrimiento de baja emisividad. En formas de realización de la invención, una intercapa que comprende óxido de estaño que se proporciona bajo una capa

5 reflectante de infrarrojos (IR) y entre las respectivas capas que comprenden nitruro de silicio y óxido de cinc. En ciertas formas de realización de ejemplo, el artículo recubierto se puede tratar térmicamente (por ejemplo, templar térmicamente, doblar térmicamente y/o reforzar térmicamente). Los artículos recubiertos según ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención se pueden usar en el contexto de unidades de ventanas de vidrio aislante (IG), ventanillas para vehículos, otros tipos de ventanas o en cualquier otra aplicación adecuada.

10 ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

[0002] En la técnica se conocen artículos recubiertos para uso en aplicaciones para ventanas tales como unidades de ventanas de vidrio aislante (IG), ventanillas para vehículos, y/o similares. Se sabe que, en determinados casos, se recomienda tratar térmicamente (por ejemplo, templar térmicamente, doblar térmicamente y/o reforzar térmicamente) dichos artículos recubiertos para fines de templado, doblado, o similares en determinados casos de ejemplo.

15 [0003] En determinadas situaciones, los diseñadores de artículos recubiertos buscan normalmente una combinación de transmisión de luz visible alta, color sustancialmente neutro, baja emisividad (o remitancia) y baja resistencia laminar (RS). La transmisión de luz visible alta, por ejemplo, puede permitir que los artículos recubiertos sean más recomendables en ciertas aplicaciones para ventanas, mientras que las características de emisividad baja (Low-E) y resistencia laminar baja permiten que los artículos recubiertos de este tipo bloqueen cantidades significativas de

20 radiación IR de modo que se reduzca por ejemplo el calentamiento no deseado de los interiores de un vehículo o edificio.

[0004] Sin embargo, el tratamiento térmico de artículos recubiertos requiere típicamente el uso de temperaturas de al menos 580 grados C, más preferiblemente de al menos 600 grados C y todavía más preferiblemente de al menos 620 grados C. El uso de temperaturas tan altas (por ejemplo, durante 5-10 minutos o más) a menudo hace que se

25 rompan los recubrimientos y/o hace que se deterioren significativamente de manera indeseada una o más de las características deseables anteriormente mencionadas. Los técnicos en la materia se esfuerzan por la tratabilidad térmica en ciertas aplicaciones, emparejada con características ópticas y solares aceptables.

[0005] Considérese el siguiente artículo recubierto tratable térmicamente con el apilamiento de capas que se enumera a continuación, en el que las capas se enumeran en orden desde el sustrato de vidrio transparente de 6 mm

30 de grueso hacia fuera.

Capa Grosor (Å) Sustrato de vidrio TiO2 33,1 Si3Na 110 ZnO 100 Ag 107 NiCrOx 36,5 SnO2 482,7 Si3N4 110 ZnO 100 Ag 159,5 NiCrOx 36,5 SnO2 100 Si3N4 193,4

[0006] Aunque el artículo recubierto anteriormente mencionado es tratable térmicamente, hay margen de mejora con respecto a la estabilidad térmica. Por ejemplo, como se muestra en las Figuras 2-5, los tratamientos térmicos prolongados a altas temperaturas tienden a hacer que este artículo recubierto sufra caídas significativas en la transmisión de luz visible, cambios significativos en determinado(s) valor(es) de color y aumentos significativos en la

35 resistencia laminar (RS). Hay margen de mejora en uno o más de estos aspectos.

[0007] Adicionalmente, el artículo recubierto anteriormente mencionado es susceptible de que se raye en ciertos casos y algunas veces también se caracteriza por valores altos de turbidez después del tratamiento térmico.

[0008] El documento US 2004/005467 A1 divulga un artículo recubierto, que es tratable térmicamente y que se puede usar en el contexto de las unidades de ventanas de vidrio aislante o similares. El sistema de recubrimiento

40 preferido que se divulga en ese documento es idéntico al que se ha descrito anteriormente.

[0009] Teniendo en cuenta lo anterior, será evidente para los expertos en la técnica que existe la necesidad de artículos recubiertos que sean capaces de producir: (a) estabilidad térmica mejorada con respecto a la transmisión de luz visible, color, emisividad (o emitancia), y/o resistencia laminar (RS); (b) durabilidad mecánica mejorada tal como resistencia al rayado; y/o (c) características de turbidez mejoradas. En ciertas formas de realización de ejemplo, se

5 puede desear que se consigan una o todas estas características.

BREVE RESUMEN DE FORMAS DE REALIZACIÓN DE EJEMPLO DE LA INVENCIÓN

[0010] En formas de realización de esta invención, se proporciona una intercapa que comprende óxido de estaño bajo una capa reflectante de infrarrojos (IR) de modo que está situada entre las respectivas capas que comprenden nitruro de silicio y óxido de cinc.

10 [0011] Inesperadamente, se ha encontrado que el uso de dicha intercapa (o capa de adhesión) que incluye óxido de estaño da como resultado unas características significativamente mejoradas de estabilidad térmica, durabilidad mecánica (por ejemplo, resistencia al rayado) y turbidez.

[0012] Por ejemplo, con respecto a la estabilidad térmica, se ha encontrado que el uso de dicha intercapa que incluye óxido de estaño da como resultado un artículo recubierto que es capaz de producir una o más de: (a) menos 15 desplazamiento de transmisión de luz visible debido al tratamiento térmico, (b) transmisión de luz visible más alta después del tratamiento térmico; (c) menos desplazamiento de cierto(s) valor(es) de color debido al tratamiento térmico; (d) coloración sustancialmente neutra después del tratamiento térmico; (e) resistencia laminar más estable, o incluso decreciente, debido al tratamiento térmico; (f) más baja resistencia laminar y con ello emisividad más baja después del tratamiento térmico; y/o (g) características de turbidez mejoradas después del tratamiento térmico.

20 También se ha encontrado que la aportación de esta intercapa que incluye óxido de estaño es capaz también de mejorar significativamente las características de durabilidad mecánica y turbidez del artículo recubierto, en comparación con los casos en que la capa no estuviera presente.

[0013] Estos sorprendentes resultados, que en ciertos casos de ejemplo se asocian al uso de la parte de apilamiento de capas de combinación de vidrio ...SixNy/SnO2/ZnO/Ag..., son altamente ventajosos, puesto que la durabilidad

25 mecánica, la transmisión de luz visible más alta, la emisividad más baja, la resistencia laminar más baja, la turbidez reducida y/o la estabilidad térmica mejorada son rasgos típicamente deseados en artículos recubiertos.

[0014] En ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención, se proporciona un artículo recubierto que comprende un recubrimiento soportado por un sustrato de vidrio, comprendiendo el recubrimiento: una capa dieléctrica; una segunda capa reflectante de infrarrojos (IR) que comprende plata situada sobre al menos la capa 30 dieléctrica; una primera capa que comprende nitruro de silicio situada sobre al menos la segunda capa reflectante de IR y la capa dieléctrica; una primera capa que comprende óxido de estaño situada sobre la primera capa que comprende nitruro de silicio y en contacto con ella; una primera capa que comprende óxido de cinc situada sobre la primera capa que comprende óxido de estaño y en contacto con ella, de modo que la primera capa que comprende óxido de estaño esté situada entre la primera capa que comprende nitruro de silicio y la primera capa que comprende

35 óxido de cinc y en contacto con ellas; una primera capa reflectante de IR que comprende plata situada sobre la primera capa que comprende óxido de cinc y en contacto con ella; y al menos otra capa dieléctrica situada sobre al menos la primera capa reflectante de IR.

[0015] En otras determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, se proporciona un artículo recubierto que comprende un recubrimiento soportado por un sustrato de vidrio, comprendiendo el recubrimiento 40 desde el sustrato de vidrio hacia fuera: una capa que comprende nitruro de silicio; una capa que comprende óxido de estaño situada sobre la capa que comprende nitruro de silicio y en contacto con ella; una capa que comprende óxido de cinc situada sobre la capa que comprende óxido de estaño y en contacto con ella, de modo que la capa que comprende óxido de estaño esté situada entre la capa que comprende nitruro de silicio y la capa que comprende óxido de cinc y en contacto con ellas; una capa reflectante de infrarrojos (IR) situada sobre la capa que comprende

45 óxido de cinc y en contacto con ella; y al menos otra capa dieléctrica situada sobre al menos la capa reflectante de IR.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0016] La FIGURA 1 es una vista en sección transversal de un artículo recubierto según una forma de realización de ejemplo de esta invención.

50 [0017] La FIGURA 2 es un gráfico que compara los cambios en la transmisión de luz visible (III. C, 2 grados obs.) debido al tratamiento térmico para una forma de realización de ejemplo de esta invención frente a un Ejemplo Comparativo (EC).

[0018] La FIGURA 3 es un gráfico que compara los cambios en la coloración transmisora b* (III. C, 2 grados obs.) debido al tratamiento térmico para una forma de realización de ejemplo de esta invención frente al Ejemplo Comparativo (EC).

[0019] La FIGURA 4 es un gráfico que compara los cambios en la resistencia laminar debido al tratamiento térmico para una forma de realización de ejemplo de esta invención frente al Ejemplo Comparativo (EC).

[0020] La FIGURA 5 es un gráfico que compara los cambios en la turbidez transmitida debido al tratamiento térmico 5 para una forma de realización de ejemplo de esta invención frente al Ejemplo Comparativo (EC).

[0021] Las FIGURAS 6(a) y 6(b) son imágenes de morfología superficial que ilustran la resistencia al rayado mejorada de un Ejemplo de esta invención en comparación con un Ejemplo Comparativo (EC).

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE EJEMPLOS DE LA INVENCIÓN

[0022] Los artículos recubiertos de este documento se pueden usar en aplicaciones tales como unidades de

10 ventanas de IG, ventanillas de vehículos, ventanas arquitectónicas monolíticas, ventanas de edificios residenciales, y/o cualquier otra aplicación adecuada que incluya sustratos de vidrio sencillos o múltiples.

[0023] En formas de realización de esta invención, se proporciona una intercapa que comprende óxido de estaño o similares bajo una capa reflectante de infrarrojos (IR) que comprende plata, dicha intercapa que comprende óxido de estaño está situada entre las respectivas capas que comprenden nitruro de silicio y óxido de cinc. 15 Sorprendentemente, se ha encontrado que el uso de dicha intercapa que incluye óxido de estaño da como resultado una estabilidad térmica considerablemente mejorada, durabilidad mecánica mejorada (por ejemplo, resistencia al rayado) y/o características de turbidez mejoradas. En ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención, se puede conseguir durabilidad mecánica, estabilidad térmica y/o resistencia a la corrosión mejoradas para artículos recubiertos de baja emisividad tratables térmicamente cuando se depositan capas a base de plata

20 termodinámicamente estables y se cree que el uso de óxido de estaño ayuda a proporcionar tales capas a base de plata incluso cuando el óxido de estaño no está en contacto directo con la plata en formas de realización de esta invención. Se cree que el óxido de estaño puede reducir el daño al óxido de cinc que puede ser causado de otra manera por el nitruro de silicio que está directamente en contacto con el óxido de cinc en ciertos casos.

[0024] Por ejemplo, con respecto a la estabilidad térmica, se ha encontrado inesperadamente que el uso de una

25 intercapa de este tipo que incluye óxido de estaño da como resultado un artículo recubierto que es capaz de producir una o más de: (a) menos desplazamiento de transmisión de luz visible debido al tratamiento térmico, (b) transmisión de luz visible más alta después del tratamiento térmico; (c) menos desplazamiento de cierto(s) valor(es) de color debido al tratamiento térmico; (d) coloración considerablemente neutra después del tratamiento térmico; (e) resistencia laminar más estable, o incluso decreciente, debida al tratamiento térmico; (f) resistencia laminar más baja

30 y con ello emisividad más baja después del tratamiento térmico; y/o (g) características de turbidez mejoradas después del tratamiento térmico. También se mejora notablemente la resistencia al rayado como se muestra en las Figuras 6(a)-(b).

[0025] Estos sorprendentes resultados, que se asocian al uso de la parte de apilamiento de capas de combinación de SixNy/SnO2/ZnO/Ag, son muy ventajosos puesto que la durabilidad mecánica, la transmisión de luz visible más

35 alta, la emisividad más baja, la resistencia laminar más baja, la turbidez reducida y/o la estabilidad térmica mejorada son rasgos típicamente deseados en los artículos recubiertos.

[0026] En ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención, el recubrimiento incluye un apilamiento de plata doble, aunque esta invención no se limita de este modo en todos los casos.

[0027] Por ejemplo, en ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención, los artículos recubiertos tratados

40 térmicamente que tienen múltiples capas reflectantes de IR (dos capas a base de plata separadas una de otra) son capaces de producir una resistencia laminar (RS) menor o igual que 3,0 (más preferiblemente menor o igual que 2,5, incluso más preferiblemente menor o igual que 2,1 y lo más preferiblemente menor o igual que 2,0). En ciertas formas de realización de ejemplo, después del tratamiento térmico y según se mide en la forma monolítica, los artículos recubiertos en la presente son capaces de producir una transmisión de luz visible (III. C, 2 grados) de al menos 75 %,

45 más preferiblemente de al menos 77 % y lo más preferiblemente de al menos 78 %. Además, en ciertas formas de realización de ejemplo, después del tratamiento térmico y el acoplamiento a otro sustrato de vidrio para formar una unidad de ventana de IG, los artículos recubiertos de unidad de ventana de IG según ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención son capaces de producir una transmisión de luz visible de al menos 60 %, más preferiblemente de al menos 65 %, incluso más preferiblemente de al menos 66 % y, en ciertas formas de realización,

50 de al menos 67 %.

[0028] Las expresiones "tratamiento térmico" y "tratar térmicamente" según se usan en la presente descripción significan que se calienta el artículo a una temperatura suficiente para conseguir templado térmico, doblado térmico, y/o reforzamiento térmico del artículo que incluye vidrio. Esta definición incluye, por ejemplo, que se calienta un artículo recubierto en una estufa u horno a una temperatura de al menos aproximadamente 580 grados C, más preferiblemente al menos aproximadamente 600 grados C, durante un período suficiente para que permita templado, doblado y/o reforzamiento térmico. En ciertos casos, el tratamiento térmico puede ser al menos durante aproximadamente 4 ó 5 minutos.

[0029] La Figura 1 es una vista lateral en sección transversal de un artículo recubierto según una forma de

5 realización de ejemplo sin carácter limitativo de la invención. El artículo recubierto incluye el sustrato 1 (por ejemplo, sustrato de vidrio transparente, verde, bronce, o verde-azulado de aproximadamente 1,0 a 10,0 mm de grosor, más preferiblemente de aproximadamente 1,0 mm a 3,5 mm de grosor), y el recubrimiento (o sistema de capas) 30 que se dispone sobre el sustrato 1 ya sea de forma directa o indirecta. El recubrimiento (o sistema de capas) 30 incluye: la capa dieléctrica base 2 que puede ser de óxido de titanio (por ejemplo, TiO2), o incluirlo, o similares, la capa

10 dieléctrica de nitruro de silicio 3que puede ser Si3N4, de tipo rico en Si para reducción de turbidez, o de cualquier otra estequiometría adecuada en diferentes formas de realización de esta invención, la primera capa inferior de contacto 7 (que se pone en contacto con la capa reflectante de IR 9), la primera capa reflectante de infrarrojos (IR) conductora y metálica 9 que comprende plata, la primera capa superior de contacto 11 (que está en contacto con la capa 9), la capa dieléctrica 13 (que se puede depositar en una o múltiples etapas en diferentes formas de realización de ejemplo

15 de esta invención), otra capa de nitruro de silicio 14, la intercapa que incluye óxido de estaño 15, la segunda capa inferior de contacto 17 (que se pone en contacto con la capa reflectante de IR 19), la segunda capa reflectante de IR conductora y metálica 19 que comprende plata, la segunda capa superior de contacto 21 (que se pone en contacto con la capa 19), la capa dieléctrica 23 y finalmente la capa dieléctrica protectora 25. Las capas "de contacto" 7, 11, 17 y 21 están en contacto cada una al menos con una capa reflectante de IR a base de Ag. Las capas anteriormente

20 mencionadas 2-25 constituyen el recubrimiento 30 de baja emisividad que se dispone sobre el sustrato 1 de vidrio o plástico.

[0030] En los casos monolíticos, el artículo recubierto incluye solamente un sustrato de vidrio 1 como se ilustra en la Figura 1. Sin embargo, se pueden usar artículos recubiertos monolíticos en la presente en dispositivos tales como parabrisas estratificados de vehículos, unidades de ventanas de IG, y similares. Una ventana estratificada de vehículo 25 tal como un parabrisas incluye típicamente los sustratos de vidrio primero y segundo estratificados uno con otro mediante una intercapa a base de polímero (por ejemplo, véase US 6.686.050, cuya divulgación se incorpora en la presente por referencia). Uno de estos sustratos del estratificado puede soportar el recubrimiento 30 sobre su superficie interior en ciertas formas de realización de ejemplo. En cuanto a las unidades de ventanas de IG, una unidad de ventana de IG puede incluir dos sustratos separados uno de otro. Se ilustra y se describe una unidad de 30 ventana de IG de ejemplo en la patente estadounidense Nº 6.632.491, por ejemplo, cuya divulgación se incorpora de este modo en la presente por referencia. Una unidad de ventana de IG de ejemplo puede incluir, por ejemplo, el sustrato de vidrio recubierto 1 que se muestra en la Figura 1 acoplado a otro sustrato de vidrio, por medio de un(os) separador(es), un(os) sellador(es) o similares con un espacio siendo definido entre ellos. Este espacio entre los sustratos en las formas de realización de unidades de IG se puede llenar en ciertos casos con un gas tal como argón 35 (Ar). Una unidad de IG de ejemplo puede comprender un par de sustratos de vidrio transparentes de aproximadamente 4 mm de grosor cada uno separados uno de otro, uno de los cuales está recubierto con un recubrimiento 30 en la presente descripción en determinados casos de ejemplo, donde el espacio entre los sustratos puede ser de aproximadamente 5 a 30 mm, más preferiblemente de aproximadamente 10 a 20 mm y lo más preferiblemente aproximadamente 16 mm. En ciertos casos de ejemplo, se puede disponer el recubrimiento 30 sobre

40 la superficie interior que cualquier sustrato orientado hacia el espacio.

[0031] La capa dieléctrica 2 está en contacto directo con el sustrato de vidrio 1 y es opcional. La capa dieléctrica 2 puede ser de TiOx, o incluirlo, en ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención, donde x es de 1,5 a 2, más preferiblemente aproximadamente 2,0.

[0032] Las capas dieléctricas 3 y 14 pueden ser de nitruro de silicio, o incluirlo, en ciertas formas de realización de

45 esta invención. Las capas dieléctricas de nitruro de silicio 3 y 14, entre otras cosas, pueden mejorar la tratabilidad térmica de los artículos recubiertos, tal como, por ejemplo, templado térmico o similares. Las capas de nitruro de silicio 3 y/o 14 pueden ser del tipo estequiométrico (es decir, Si3N4) o, como alternativa, del tipo rico en Si en diferentes formas de realización de esta invención. Por ejemplo, nitruro de silicio rico en Si 3 (y/o 14) combinado con óxido de cinc y/u óxido de estaño bajo una capa reflectante de IR a base de plata puede permitir que la plata se

50 deposite (por ejemplo, vía pulverización catódica o similares) de manera que haga que su resistencia laminar descienda en comparación con los casos en los que otro(s) cierto(s) material(es) estuviera(n) bajo la plata. Además, la presencia de Si libre en la capa que incluye nitruro de silicio rico en Si 3 puede permitir que ciertos átomos tales como sodio (Na), que migran hacia fuera desde el vidrio 1 durante el tratamiento térmico, sean detenidos de forma más eficaz por la capa que incluye nitruro de silicio rico en Si antes de que puedan alcanzar la plata y dañarla. Así, se

55 cree que la oxidación producida por el tratamiento térmico permite que aumente la transmisión de luz visible y que el SixNy rico en Si en la capa 3 pueda reducir la magnitud del daño que se hace a la(s) capa(s) de plata durante el tratamiento térmico en ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención, permitiendo así disminuir la resistencia laminar (RS) o mantenerse aproximadamente igual de manera satisfactoria.

[0033] En ciertas formas de realización de ejemplo, cuando se usa nitruro de silicio rico en Si en la capa 3 y/o 14, la 60 capa de nitruro de silicio rica en Si como depositada puede caracterizarse por capa(s) de SixNy, en la(s) que x/y

puede ser de 0,76 a 1,5, más preferiblemente de 0,8 a 1,4, todavía más preferiblemente de 0,85 a 1,2. Además, en ciertas formas de realización de ejemplo, antes y/o después del tratamiento térmico, la(s) capa(s) de SixNy rica(s) en Si puede(n) tener un índice de refracción "n" de al menos 2,05, más preferiblemente de al menos 2,07, y algunas veces al menos 2,10 (por ejemplo, 632 nm) (nota: el Si3N4 estequiométrico, que también se puede usar, tiene un 5 índice "n" de 2,02-2,04). En ciertas formas de realización de ejemplo, se ha encontrado sorprendentemente que la estabilidad térmica mejorada se puede producir especialmente cuando la(s) capa(s) de SixNy rica(s) en Si como depositada(s) tiene(n) un índice de refracción "n" de al menos 2,10, más preferiblemente de al menos 2,20, y lo más preferiblemente de 2,2 a 2,4. Asimismo, la capa de SixNy rica en Si en ciertas formas de realización de ejemplo puede tener un coeficiente de extinción "k" de al menos 0,001, más preferiblemente de al menos 0,003 (nota: el Si3N4

10 estequiométrico tiene un coeficiente de extinción "k" de efectivamente 0). De nuevo, en ciertas formas de realización de ejemplo, se ha encontrado sorprendentemente que la estabilidad térmica mejorada se puede producir cuando "k" para la(s) capa(s) de SixNy rica(s) en Si es de 0,001 a 0,05 como depositada(s) (550 nm). Hay que reseñar que n y k tienden a caer debido al tratamiento térmico.

[0034] Alguna y/o todas las capas de nitruro de silicio que se analizan en la presente descripción pueden estar

15 dopadas con otros materiales tales como acero inoxidable o aluminio en ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención. Por ejemplo, alguna y/o todas las capas de nitruro de silicio que se analizan en la presente pueden incluir de forma opcional de aproximadamente 0-15 % de aluminio, más preferiblemente de aproximadamente 1 a 10 % de aluminio, en ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención. El nitruro de silicio se puede depositar pulverizando catódicamente una diana de silicio o SiAl en ciertas formas de realización de esta invención.

20 [0035] Las capas reflectantes de infrarrojos (IR) 9 y 19 son sustancial o enteramente metálicas y/o conductoras y comprenden o consisten esencialmente en plata (Ag). Las capas reflectantes de IR 9 y 19 ayudan a que el recubrimiento tenga baja emisividad y/o buenas características de control solar. Sin embargo, las capas reflectantes de IR pueden estar ligeramente oxidadas en ciertas formas de realización de esta invención.

[0036] Las capas superiores de contacto 11 y 21 pueden ser de, o incluir, óxido de níquel (Ni), óxido de cromo (Cr),

25 o un óxido de aleación de níquel tal como óxido de níquel cromo (NiCrOx), u otro(s) material(es) adecuado(s), en ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención. El uso, por ejemplo, de NiCrOx en estas capas (11 y/o 21) permite que se mejore la durabilidad. El NiCrOx de las capas 11 y/0 21 puede estar completamente oxidado en ciertas formas de realización de esta invención (es decir, completamente estequiométrico), o como alternativa, puede estar solamente oxidado parcialmente. En ciertos casos, las capas 11 y/o 21 de NiCrOx pueden estar oxidadas al

30 menos al 50 %. Las capas de contacto 11 y/o 21 (por ejemplo, que son de óxido de Ni y/o Cr, o que lo incluyen) pueden tener o no diferentes grados de oxidación en diferentes formas de realización de esta invención. Tener grados diferentes de oxidación significa que el grado de oxidación en la capa cambia a través del grosor de la capa, de modo que, por ejemplo, una capa de contacto puede tener diferentes grados para que esté menos oxidada en la interfaz de contacto con la capa reflectante de IR inmediatamente adyacente que en la parte de la(s) capa(s) de

35 contacto posterior(es) o más/las más distantes de la capa reflectante de IR inmediatamente adyacente. En la patente estadounidense nº 6.576.349, cuya divulgación se incorpora de este modo en la presente por referencia, se exponen descripciones de diversos tipos de capas de contacto con diferentes grados de oxidación. Las capas de contacto 11 y/o 21 (por ejemplo, que son de óxido de Ni y/o Cr, o que lo incluyen) pueden ser o no continuas en diferentes formas de realización de esta invención a través de la totalidad de la capa reflectante de IR.

40 [0037] La capa dieléctrica 13 puede ser de óxido de estaño, o incluirlo, en ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención. Sin embargo, como con otras capas de este documento, se pueden usar otros materiales en diferentes casos.

[0038] Las capas inferiores de contacto 7 y/o 17 en ciertas formas de realización de esta invención son de óxido de cinc (por ejemplo ZnO), o incluirlo. El óxido de cinc de las capas 7 y 17 puede contener también otros materiales tales

45 como Al (por ejemplo, para formar ZnAlOx). Por ejemplo, en ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención, una o más de las capas de óxido de cinc 7, 17 pueden estar dopadas con aproximadamente de 1 a 10 % de Al, más preferiblemente de aproximadamente 1 a 5 % de Al, y lo más preferiblemente aproximadamente 1 a 4 % de Al.

[0039] La intercapa 15 que es de óxido de estaño, o que lo incluye, se dispone bajo la capa 19 reflectante de IR de

50 modo que está situada entre la capa de nitruro de silicio 14 y la capa de óxido de cinc 17. Sorprendentemente, como se ha explicado anteriormente, se ha encontrado que el uso de dicha intercapa que incluye óxido de estaño 15 da como resultado numerosas mejoras en comparación con la situación en la que no se proporciona la capa. Por ejemplo, se ha encontrado que el uso de dicha intercapa que incluye óxido de estaño 15 da como resultado un artículo recubierto que es capaz de producir: (a) menos desplazamiento de transmisión de luz visible debido al

55 tratamiento térmico, (b) transmisión de luz visible más alta después del tratamiento térmico; (c) menos desplazamiento de cierto(s) valor(es) de color debido al tratamiento térmico, (d) coloración sustancialmente neutra después del tratamiento térmico; (e) resistencia laminar más estable, o incluso decreciente, debido al tratamiento térmico, (f) resistencia laminar más baja y con ello emisividad más baja después del tratamiento térmico, (g) características de turbidez mejoradas después del tratamiento térmico y/o (h) durabilidad mecánica mejorada tal como resistencia al rayado antes y/o después del tratamiento térmico. Así, en ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención, los artículos recubiertos se pueden llevar a temperaturas más altas durante el tratamiento térmico y/o durante tiempos más prolongados sin que sufran caídas de trasmisión y/o aumentos en la resistencia laminar indeseados y significativos. En ciertas formas de realización alternativas, se puede dopar la capa de óxido de

5 estaño 15 con otros materiales tales como Al, Zn o similares.

[0040] La capa 23 dieléctrica puede ser de óxido de estaño, o incluirlo, en ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención. Sin embargo, la capa 23 es opcional y no es necesario que se proporcione en ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención. La capa dieléctrica 25, que puede ser un recubrimiento superior en ciertos casos de ejemplo, puede ser de nitruro de silicio (por ejemplo Si3N4), o incluirlo, o cualquier otro material adecuado en

10 ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención. Opcionalmente, se pueden proporcionar otras capas por encima de la capa 25. La capa 25 se proporciona para fines de durabilidad y para proteger las capas subyacentes durante el tratamiento térmico y/o el uso ambiental. En ciertas formas de realización de ejemplo, la capa 25 puede tener un índice de refracción (n) de aproximadamente 1,9 a 2,2, más preferiblemente de aproximadamente 1,95 a 2,05.

15 [0041] También se puede(n) proporcionar otra(s) capa(s) por debajo o por encima del recubrimiento que se ilustra. Así, aun cuando el sistema de capas o recubrimiento está "sobre" o "soportado por" el sustrato 1 (directa o indirectamente), se puede(n) proporcionar otra(s) capa(s) entre los mismos. Así, por ejemplo, el recubrimiento de la Figura 1 se puede considerar "sobre" o "soportado por" el sustrato 1 incluso si se dispone(n) otra(s) capa(s) entre la capa 2 y el sustrato 1. Además, ciertas capas del recubrimiento que se ilustra se pueden eliminar en ciertas formas

20 de realización, al tiempo que se pueden añadir otras entre las diversas capas o se pueden dividir diversas capas con otras capas que se añaden entre las secciones divididas en otras formas de realización de esta invención sin desviarse del espíritu general de ciertas formas de realización de esta invención.

[0042] Aun cuando se puedan usar diversos espesores y materiales en capas en diferentes formas de realización de esta invención, los espesores y materiales de ejemplo para las capas respectivas sobre el sustrato de vidrio 1 en la

25 realización de la Fig. 1 son los siguientes, desde el sustrato de vidrio hacia fuera:

Materiales/Espesores de Ejemplo; Forma de Realización Fig. 1

Capa Intervalo preferido (Å) Más preferido (Å) Ejemplo (Å)

Vidrio (grosor 1-10 mm)

TiO2 (capa 2) 10-120 Å 20-80 Å 33 Å

SixNy (capa 3) 40-450 Å 70-300 Å 110 Å

ZnOx (capa 7) 10-300 Å 40-150 Å 100 Å

Ag (capa 9) 50-250 Å 80-120 Å 107 Å

NiCrOx (capa 11) 10-100 Å 12-40 Å 18 Å

SnO2 (capa 13) 0-1000 Å 200-700 Å 382 Å

SixNy (capa 14) 50-450 Å 80-200 Å 110 Å

SnO2 (capa 15) 30-250 Å 50-200 Å 100 Å

ZnOx (capa 17) 10-300 Å 40-150 Å 100 Å

Ag (capa 19) 50-250 Å 80-220 Å 159 Å

NiCrOx (capa 21) 10-100 Å 20-45 Å 36 Å

SnO2 (capa 23) 0-750 Å 40-200 Å 100 Å

Si3N4 (capa 25) 0-750 Å 80-320 Å 193 Å

[0043] En ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención, los artículos recubiertos en la presente pueden tener las siguientes características ópticas y solares que se exponen en la Tabla 2 cuando se miden monolíticamente (antes de cualquier tratamiento térmico opcional). Las resistencias laminares (RS) en la presente tienen en cuenta todas las capas reflectantes de IR (las capas de plata 9, 19).

Características Ópticas/Solares (Monolíticas; pre-HT) Característica General Más preferido El más preferido RS (ohmios/cuadrado): <=5,0 <=4,0 <=3,0 En : <=0,07 <=0,04 <=0,03 Tvis (III. C 2º): >=70 % >=74 % >=75 %

30 [0044] En ciertas formas de realización de ejemplo, los artículos recubiertos en la presente pueden tener las siguientes características, medidas monolíticamente por ejemplo, después del tratamiento térmico (HT):

Características Ópticas/Solares (Monolíticas; post-HT) Característica General Más preferido El más preferido RS (ohmios/cuadrado): <=3,0 <=2,5 <=2,1 (ó <=2,0) En : <=0,07 <=0,04 <=0,03 Tvis (III. C 2º): >=75 % >=77 % >=78 %

Turbidez transmitida: <=0,6 <=0,5 <=0,4

[0045] Además, en ciertas formas de realización estratificadas de ejemplo de esta invención, los artículos recubiertos en la presente que han sido tratados en una medida suficiente para templarlos y que han sido acoplados con otro sustrato de vidrio para formar una unidad de IG, pueden tener las siguientes características ópticas/solares de la unidad de IG.

Características Ópticas de Ejemplo (Unidad IG: post-HT) Característica General Más preferido Tvis (o TY)(III. C 2º): >=60 % >=69 % a*t (III. C 2º): -6 a +1,0 -5 a 0,0 b*t (III. C 2º): -2,0 a +8,0 0,0 a 4,0 L* (III. C 2º): 80-95 84-95

Rf Y (III. C, 2 grad.): 1 a 13% 1 a 12%

a*f (III. C, 2º): -5,0 a +2,0 -4,0 a +0,5

b*f (III. C, 2º): -14,0 a +10,0 -4,0 a +3,5

L* (III. C 2º): 30-45 33-41

Rg Y (III. C, 2 grad.): 1 a 12% 1 a 10% a*g (III. C, 2º): -5,0 a +2,0 -2,5 a +0,5 b*g (III. C, 2º): -10,0 a +10,0 -0,5 a 0 L* (III. C 2º): 30-40 33-38

SHGC (superficie 2): <=0,42 <=0,38

SHGC (superficie 3): <=0,47 <=0,45

5 [0046] Los siguientes ejemplos se proporcionan con fines de ejemplo solamente, y no tienen la intención de que sean limitativos a menos que se reivindique específicamente.

EJEMPLOS

[0047] Los siguientes Ejemplos se hicieron a través de pulverización catódica sobre sustratos transparentes de vidrio de 6 mm de grosor de modo que se tuvieran aproximadamente los apilamientos de capas que se exponen a

10 continuación. El Ejemplo 1 es según una forma de realización de ejemplo de esta invención que se muestra en la Fig. 1, mientras que el Ejemplo Comparativo se proporciona para fines de comparación. Los grosores están en unidades de angstroms (Å) y son aproximaciones.

Capa Ejemplo Comparativo Ejemplo 1 Sustrato de Vidrio TiO2 33,1 33,1 Si3N4 110 110 ZnO 100 100 Ag 107 107 NiCrOx 36,5 18,3 SnO2 482,7 382,7 Si3N4 110 110 SnO2 0 100 ZnO 100 100 Ag 159,5 159,5 NiCrOx 36,5 36,5 SnO2 100 100 Si3N4 193,4 193,4

[0048] A partir de lo anterior se puede ver que el Ejemplo 1 y el Ejemplo Comparativo son similares, excepto que la intercapa de óxido de estaño 15 se proporciona en el Ejemplo 1 pero no se proporciona en el Ejemplo Comparativo.

15 Después de ser depositados por pulverización catódica sobre los sustratos de vidrio, los artículos recubiertos de Ejemplo se trataron térmicamente de manera suficiente para templarlos.

[0049] Las Figs. 2-5 comparan el Ejemplo 1 (IMP) con el Ejemplo Comparativo (STD) con respecto al comportamiento/características de estabilidad térmica durante y después de los tratamientos térmicos. Las Figs 2-5 se basan en mediciones monolíticas y en tiempo de exposición en horno en minutos a aproximadamente 650 grados

20 C. Evidentemente, durante el tratamiento térmico, los artículos recubiertos no necesitan ser tratados por calor durante tanto tiempo como se muestra en las Figs. 2-5; las Figs. 2-5 ilustran un tratamiento térmico prolongado a temperatura alta a fin de enfatizar ciertas ventajas de ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención.

[0050] La Fig. 2 ilustra que la transmisión de luz visible para el Ejemplo Comparativo (STD) cayó significativamente durante el tratamiento térmico, mientras que la transmisión de luz visible del Ejemplo 1 (IMP) no cayó. Así, se puede ver que la aportación de la intercapa que incluye óxido de estaño 15 en el artículo recubierto del Ejemplo 1, sorprendentemente, dio como resultado menos cambio de transmisión de luz visible durante el tratamiento térmico y también es capaz de permitir una transmisión de luz visible más alta en el artículo recubierto tras el tratamiento térmico.

5 [0051] La Fig. 3 ilustra que la coloración transmisiva b* para el Ejemplo Comparativo (STD) cambió significativamente (es decir, de aproximadamente 0,7 a casi -1,0) durante el tratamiento térmico, mientras que el valor de b* para el Ejemplo 1 (IMP) no cambió tanto. Así, se puede ver que la aportación de la intercapa que incluye óxido de estaño 15 en el artículo recubierto del Ejemplo 1, sorprendentemente, dio como resultado menos cambio de color transmisivo b* durante el tratamiento térmico y también es capaz de permitir una coloración b* más neutra en el

10 artículo recubierto tras el tratamiento térmico.

[0052] La Fig. 4 ilustra que la resistencia laminar (RS) del Ejemplo Comparativo (STD) aumentó significativamente durante el tratamiento térmico, mientras que la resistencia laminar del Ejemplo 1 (IMP) no aumentó. Así, se puede ver que la aportación de la intercapa que incluye óxido de estaño 15 en el artículo recubierto del Ejemplo 1, sorprendentemente, dio como resultado menos aumento de la resistencia laminar durante el tratamiento térmico y

15 también es capaz de permitir una resistencia laminar mejorada (es decir, más baja) en el artículo recubierto tras el tratamiento térmico.

[0053] La Fig. 5 ilustra que la turbidez transmitida del Ejemplo Comparativo (STD) aumentó significativamente mucho más de lo que aumentó la del Ejemplo 1 (IMP). Así, se puede ver que la aportación de la intercapa que incluye óxido de estaño 15 en el artículo recubierto del Ejemplo 1, sorprendentemente, dio como resultado unas

20 características de turbidez mejoradas en el artículo recubierto tras el tratamiento térmico.

[0054] A partir de las Figs. 2-5 se puede ver que los artículos recubiertos según ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención son capaces de ser tratados térmicamente a una temperatura de horno de 650 grados C durante 18 minutos y de producir al menos uno de los siguientes puntos debidos a un tratamiento térmico de este tipo: (a) una transmisión de luz visible que no disminuye más del 1 % debido a dicho tratamiento térmico desde la 25 marca del minuto 8 hasta la marca del minuto 18 y que preferiblemente no disminuye en absoluto debido a dicho tratamiento térmico desde la marca del minuto 8 hasta la marca del minuto 18; (b) un valor transmisivo b* que no cambia más de 1,0 desde la marca del minuto 8 hasta la marca del minuto 18, más preferiblemente no cambia más de 0,5 y lo más preferiblemente no cambia más de 0,3 debido a dicho tratamiento térmico desde la marca del minuto 8 hasta la marca del minuto 18; (c) una resistencia laminar en unidades de ohmios/cuadrado que no aumenta más de

30 0,1 debido a dicho tratamiento térmico desde la marca del minuto 8 hasta la marca del minuto 18 y que preferiblemente no aumenta en absoluto debido a dicho tratamiento térmico desde la marca del minuto 8 hasta la marca del minuto 18; y (d) un valor de turbidez transmitida que no aumenta más de 0,5 debido a dicho tratamiento térmico desde la marca del minuto 8 hasta la marca del minuto 18 y que preferiblemente no es mayor de aproximadamente 0,5 después de dicho tratamiento térmico medida monolíticamente.

35 [0055] En otras ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención, artículos recubiertos con dos capas a base de plata son capaces de ser tratados térmicamente a una temperatura de horno de 650 grados C durante 12 minutos y de producir al menos uno de los siguientes puntos debidos a un tratamiento térmico de este tipo: (a) una transmisión de luz visible que no disminuye entre las marcas del minuto 8 y el 12 de dicho tratamiento térmico; (b) un valor transmisivo b* que no cambia más de 1,0, más preferiblemente no cambia más de 0,5 y lo más preferiblemente

40 no cambia más de 0,3 desde la marca del minuto 8 hasta la marca del minuto 12 de dicho tratamiento térmico; (c) una resistencia laminar en unidades de ohmios/cuadrado que no aumenta desde la marca del minuto 8 hasta la marca del minuto 12 de dicho tratamiento térmico.

[0056] A la vista de las Figs. 2-5 anteriormente descritas, son claras la ventaja del ejemplo y los resultados inesperados asociados a ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención.

45 [0057] Las Figs. 6(a)-6(b) ilustran las características de resistencia al rayado sorprendentemente mejoradas que se asocian con ciertas formas de realización de ejemplo de esta invención. La Fig. 6(a) es una imagen de morfología superficial de rayados para el Ejemplo Comparativo, mientras que la Fig. 6(b) es una imagen de morfología superficial de rayados para el Ejemplo 1. Se puede ver que el Ejemplo 1 era mucho menos susceptible de rayarse de lo que era el Ejemplo Comparativo. En concreto, el Ejemplo Comparativo en la Fig. 6(a) produjo perfiles mucho más altos en

50 comparación con el Ejemplo 1 en la Fig. 6(b) (aproximadamente 6.000 Å en comparación con aproximadamente

3.000 Å). Además, el Ejemplo Comparativo en la Fig. 6(a) produjo perfiles mucho más anchos en comparación con el Ejemplo 1 en Fig. 6(b). Estos problemas de durabilidad mecánica asociados al Ejemplo Comparativo, que se muestran en la Fig. 6(a), a menudo dan como resultado la desestratificación que evidentemente es indeseable. En contraposición, los perfiles mejorados del Ejemplo 1, que se muestran en la Fig. 6(b), no dan como resultado la

55 desestratificación, con lo que se pone en evidencia la durabilidad mecánica considerablemente mejorada que se asocia con determinada forma de realización de ejemplo de esta invención.

[0058] Hay que reseñar que antes y después del tratamiento térmico durante aproximadamente ocho minutos a una temperatura de horno de aproximadamente 650 grados C, el artículo recubierto del Ejemplo 1 tenía las siguientes características, medidas monolíticamente.

Ejemplo 1 (Monolítico, antes/después HT)

Característica: pre-HT post-HT

Tvis (o TY)(III. C 2º):: 72,82 % 78,53 %

a*t (III. C 2º):: -2,96 -1,79

b*t (III. C 2º):: 2,49 0,02

Rf Y (III. C, 2 grad.):: 6,56 % 5,97 %

a*f (III. C, 2º):: -6,75 -7,99

b*f (III. C, 2º):: 9,89 7,20

L* (III. C 2º):: 30,77 29,35

Rg Y (III. C, 2 grad.):: 7,21 % 5,94 %

a*g (III. C, 2º):: -1,31 -1,99

b*g (III. C, 2º):: 0,79 -1,53

L* (III. C 2º):: 32,29 29,26

RS (ohmios/cuadrado): 2,68 2,04

Turbidez: 0,15 0,12

[0059] Aun cuando la invención se ha descrito en conexión con lo que se considera actualmente que es la forma de realización más práctica y preferida, se ha de entender que la invención no se limita a la forma de realización descrita, sino que, por el contrario, se tiene la intención de que cubra diversas modificaciones y disposiciones equivalentes que se incluyen dentro del alcance de las reivindicaciones que se adjuntan.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un artículo recubierto que comprende un recubrimiento soportado por un sustrato de vidrio, recubrimiento que comprende desde el sustrato de vidrio hacia fuera:

una primera capa que comprende nitruro de silicio;

5 una primera capa que comprende óxido de estaño situada sobre la primera capa que comprende nitruro de silicio y en contacto con ella; una primera capa que comprende óxido de cinc situada sobre la primera capa que comprende óxido de estaño y en contacto con ella, de modo que la primera capa que comprende óxido de estaño está situada entre la primera capa que comprende nitruro de silicio y la primera capa que comprende óxido de cinc y en

10 contacto con ellas; una primera capa reflectante de infrarrojos (IR) que comprende plata situada sobre la primera capa que comprende óxido de cinc y en contacto con ella; y al menos otra capa dieléctrica situada sobre al menos la primera capa reflectante de IR, por la que el recubrimiento comprende además por debajo de la primera capa que comprende nitruro de silicio desde el

15 vidrio hacia fuera:

otra capa dieléctrica (2, 3, 7); y una segunda capa reflectante de infrarrojos (IR) (9) que comprende plata situada sobre al menos dicha otra capa dieléctrica (2, 3, 7).
2. El artículo recubierto de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una segunda capa que comprende

20 óxido de cinc (7) que está situada debajo de la segunda capa reflectante de IR (9) y en contacto con ella y en el que al menos una de las capas primera y segunda que comprenden óxido de cinc comprende además aluminio.
3.

El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que el artículo recubierto se trata térmicamente.
4.

El artículo recubierto de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una segunda capa que comprende óxido de estaño situada bajo la primera capa que comprende nitruro de silicio y en contacto con ella.

25 5. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que dicha otra capa dieléctrica (2, 3, 7) por debajo de la primera capa que comprende nitruro de silicio comprende al menos uno de nitruro de silicio y óxido de titanio.
6.

El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que ambas capas dieléctricas comprenden nitruro de silicio.
7.

El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que el artículo recubierto comprende un sustrato de vidrio tratado térmicamente que soporta el recubrimiento y cuando se mide monolíticamente después del tratamiento

30 térmico tiene una transmisión de luz visible de al menos 75 % y una resistencia laminar (RS) menor o igual que 3,0 ohmios/cuadrado.
8. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que el artículo recubierto comprende un sustrato de vidrio tratado térmicamente que soporta el recubrimiento y cuando se mide monolíticamente después del tratamiento térmico tiene una transmisión de luz visible de al menos 77 % y una resistencia laminar (RS) menor o igual que

35 2,5 ohmios/cuadrado.
9. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que el artículo recubierto comprende un sustrato de vidrio tratado térmicamente que soporta el recubrimiento y cuando se mide monolíticamente después del tratamiento térmico tiene una transmisión de luz visible de al menos 78 % y una resistencia laminar (RS) menor o igual que 2,1 ohmios/cuadrado.

40 10. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que el artículo recubierto es una unidad de ventana de IG que tiene una transmisión de luz visible de al menos 60 % y un valor de SHGC menor o igual que 0,40.