ES2662362T3

ES2662362T3 - Sustrato transparente provisto de un apilamiento de capas delgadas

Info

Publication number: ES2662362T3
Application number: ES12714807.0T
Authority: ES
Inventors: Vincent Reymond; Ramzi JRIBI
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2012-03-19
Publication date: 2018-04-06
Anticipated expiration: 2032-03-19
Also published as: JP6034360B2; CN103429549A; WO2012127162A1; EA027124B1; EA201391377A1; PL2688852T3; MX2013010952A; KR20140009362A; EA034095B1; JP2014508711A; AU2012232886A1; EP3228604A1; US9494717B2; BR112013022770A2; CA2830577C; KR101941718B1; EA201692420A1; CA2830577A1; EP2688852A1; MX345677B

Abstract

Sustrato transparente, especialmente de vidrio, provisto de un apilamiento de capas delgadas, comprendiendo dicho apilamiento de capas delgadas una capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo, especialmente de baja emisividad, y dos recubrimientos dieléctricos no metálicos subyacente y suprayacente, estando dispuesta la capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo entre los dos recubrimientos dieléctricos no metálicos subyacente y suprayacente, y comprendiendo el recubrimiento dieléctrico suprayacente por lo menos la secuencia de capas delgadas depositadas sobre la capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo, en el siguiente orden: - por lo menos una capa con alto índice de refracción de material con índice de refracción mayor o igual a 2,20, estando comprendido el grosor físico de la capa con alto índice de refracción o la suma de los grosores físicos de las capas con alto índice de refracción entre 15 y 40 nm y preferiblemente entre 20 y 35 nm, y - por lo menos una capa con bajo índice de refracción de material con índice de refracción menor o igual a 1,70, estando comprendido el grosor físico de la capa con bajo índice de refracción o la suma de los grosores físicos de las capas con índice de refracción entre 75 y 120 nm, estando comprendida la diferencia del índice de refracción entre la o las capas con alto índice de refracción y la o las capas con bajo índice de refracción entre 0,7 y 1,2, preferiblemente entre 0,8 y 1,1.

Description

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DESCRIPCIÓN

Sustrato transparente provisto de un apilamiento de capas delgadas

La invención se refiere a un sustrato transparente, especialmente de un material mineral rígido como vidrio, recubierto con un apilamiento de capas delgadas que incluye una capa funcional de tipo metálico capaz de actuar 5 sobre la radiación solar y/o radiación infrarroja de gran longitud de onda.

La invención se refiere más particularmente al uso de tales sustratos para fabricar acristalamientos de aislamiento térmico mejorado que presentan un factor solar alto y por lo tanto destinados principalmente a climas fríos. Estos acristalamientos están destinados más particularmente a equipar edificios, especialmente para disminuir el esfuerzo de calefacción en invierno (acristalamientos denominados “de baja emisividad”) y maximizar el aporte solar gratuito.

10 En tales acristalamientos múltiples de aislamiento térmico mejorado, los sustratos se mantienen a cierta distancia por separadores, de manera que delimiten una cavidad que se llena con un gas aislante, que puede ser aire, argón o kriptón. Por lo tanto, un doble acristalamiento comprende por lo menos dos sustratos, por ejemplo hojas de vidrio, separadas dos a dos por una lámina de gas. Por lo tanto, por ejemplo, la secuencia 4/12/4 designa un doble acristalamiento compuesto de dos hojas de vidrio de 4 mm de grosor y una lámina de gas de 12 mm de grosor y la

15 secuencia 4/12/4/12/4 designa un triple acristalamiento compuesto de tres hojas de vidrio de 4 mm de grosor y dos láminas de gas de 12 mm de grosor.

Convencionalmente, las caras de un acristalamiento múltiple se numeran comenzando desde el exterior del edificio. Un doble acristalamiento comprende entonces 4 caras, la cara 1 está en el exterior del edificio, la cara 4 en el interior del edificio y las caras 2 y 3 en el interior del doble acristalamiento. Así mismo, un triple acristalamiento

20 comprende 6 caras, la cara 1 está en el exterior del edificio, la cara 6 en el interior del edificio, las caras 2 y 3 a cada lado de la primera lámina de gas, en el interior del triple acristalamiento, y las caras 4 y 5 a cada lado de la segunda lámina de gas, en el interior del triple acristalamiento.

Estos sustratos pueden además estar integrados en acristalamientos que presentan además funcionalidades particulares, como por ejemplo, acristalamientos calefactores o acristalamientos electrocrómicos.

25 Un tipo de apilamiento de capas conocido por proporcionar a los sustratos dichas propiedades de aislamiento térmico consiste en una capa metálica funcional con propiedades de reflexión en el infrarrojo y/o en la radiación solar, especialmente una capa metálica funcional a base de plata o de una aleación metálica que contenga plata.

En este tipo de apilamiento, la capa funcional se encuentra por tanto dispuesta entre dos recubrimientos antirreflejantes, comprendiendo cada uno en general varias capas cada una de material dieléctrico de tipo nitruro, y

30 especialmente nitruro de silicio o de aluminio, o de tipo óxido. Desde el punto de vista óptico, el objetivo de estos recubrimientos que flanquean la capa metálica funcional es hacer esta capa metálica funcional “antirreflejante” en el intervalo visible, para preservar una transmisión alta en el intervalo visible.

Frecuentemente se interpone un recubrimiento de bloqueo entre uno o cada recubrimiento antirreflejante y la capa metálica funcional. El recubrimiento de bloqueo dispuesto bajo la capa funcional, en la dirección del sustrato, la

35 protege durante un eventual tratamiento térmico a alta temperatura, del curvado y/o temple, y el recubrimiento de bloqueo dispuesto sobre la capa funcional, opuesta al sustrato, protege esta capa metálica funcional de una eventual degradación durante la deposición del recubrimiento antirreflectante superior y durante un eventual tratamiento térmico a alta temperatura, del curvado y/o temple.

Se conoce el uso de dos capas dieléctricas con un índice de refracción próximo a 2 (convencionalmente medido a

40 una longitud de onda de 550 nm), por ejemplo una capa de nitruro de silicio (Si3N4) coronada por una capa de óxido mixto de estaño y zinc (SnZnOx), sobre la capa metálica funcional para hacer antirreflejante la capa metálica funcional.

Sin embargo, un triple acristalamiento provisto de dichos apilamientos tiene un factor solar limitado y/o tiene un color amarillo/verde, en particular en transmisión, que no se puede juzgar como suficientemente neutro.

45 La solicitud de patente WO 2003/048061 describe apilamientos de capas delgadas que comprenden un recubrimiento antirreflectante que comprende una secuencia de capas con índice alto y bajo. El grosor físico de la capa con índice bajo está comprendido entre 1 y 70 nm.

Por lo tanto, existe la necesidad de un sustrato transparente provisto de un apilamiento de capas delgadas, comprendiendo dicho apilamiento de capas delgadas una capa metálica que tiene propiedades de reflexión en el

50 infrarrojo, dispuesta entre dos recubrimientos dieléctricos no metálicos subyacente y suprayacente, que permite aumentar el factor solar de un acristalamiento múltiple equipado con el sustrato, y obtener un color aceptable, especialmente en transmisión, que sea en particular menos verde, incluso también menos amarillo, del acristalamiento múltiple.

Para hacer esto, la invención propone un sustrato transparente, especialmente de vidrio, provisto de un apilamiento imagen2

imagen3

de capas delgadas, comprendiendo dicho apilamiento de capas delgadas una sola capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo, especialmente de baja emisividad, dispuesta entre dos recubrimientos dieléctricos no metálicos subyacente y suprayacente, comprendiendo el recubrimiento dieléctrico suprayacente por lo menos la secuencia de capas delgadas depositadas sobre la capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo, en el

5 siguiente orden:

-por lo menos una capa con alto índice de refracción, de un material con un índice de refracción mayor o igual a 2,20, estando comprendido el grosor físico de la capa con alto índice de refracción o la suma de los grosores físicos de las capas con alto índice de refracción entre 15 y 40 nm y preferiblemente entre 20 y 35 nm; y

-por lo menos una capa con bajo índice de refracción, de un material con índice de refracción menor o igual a 1,70,

10 estando comprendido el grosor físico de la capa con bajo índice de refracción o la suma de los grosores físicos de las capas con bajo índice de refracción entre 75 y 120 nm,

estando comprendida la diferencia del índice de refracción entre la capa o las capas con alto índice de refracción y la capa o las capas con bajo índice de refracción t entre 0,7 y 1,2, preferiblemente entre 0,8 y 1,1.

De acuerdo con otra característica, la relación entre el grosor físico con la capa de bajo índice de refracción o la

15 suma de los grosores físicos de las capas con bajo índice de refracción y el grosor físico de la capa con alto índice de refracción o la suma de los grosores físicos de las capas con alto índice de refracción del recubrimiento dieléctrico suprayacente está comprendida entre 2,5 y 5,0 y preferiblemente entre 2,5 y 4,0.

De acuerdo con otra característica, la relación entre el grosor óptico total del recubrimiento dieléctrico suprayacente y el grosor óptico total del recubrimiento subyacente está comprendida entre 1,8 y 2,3 y preferiblemente entre 1,9 y

20 2,2.

De acuerdo con otra característica, la capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo es base de plata o de una aleación metálica que contiene plata.

De acuerdo con otra característica, la capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo tiene un grosor físico comprendido entre 5 y 20 nm, preferiblemente entre 5 y 15 nm, y más preferiblemente entre 5 y 10 nm.

25 De acuerdo con otra característica, la(s) capa(s) con alto índice de refracción del recubrimiento dieléctrico suprayacente tiene(n) preferiblemente un índice de refracción que es estrictamente mayor que 2,30 y más preferiblemente mayor o igual a 2,35, y es(son) a base de óxido de titanio u óxido mixto de titanio y otro elemento escogido del grupo que consiste en Zn, Zr y Sn, o a base de óxido de circonio o a base de óxido de niobio o a base de nitruro mixto de circonio y silicio o a base de nitruro mixto de silicio, circonio y aluminio.

30 De acuerdo con otra característica, el grosor físico de la capa con bajo índice de refracción del recubrimiento dieléctrico suprayacente o la suma de los grosores físicos de las capas con bajo índice de refracción del recubrimiento dieléctrico suprayacente está comprendido entre 80 y 110 nm.

De acuerdo con otra característica, la(s) capa(s) con bajo índice refracción del recubrimiento dieléctrico suprayacente está(n) constituida(s) esencialmente por óxido de silicio.

35 De acuerdo con otra característica, el recubrimiento subyacente comprende además por lo menos una capa con alto índice de refracción de un material con índice de refracción mayor o igual a 2,20, preferiblemente de forma estricta mayor que 2,30, e incluso más preferiblemente mayor o igual que 2,35, estando comprendido el grosor físico de la capa con alto índice de refracción o la suma de los grosores físicos de las capas con alto índice de refracción entre 10 y 40 nm, preferiblemente entre 15 y 40 nm y más preferiblemente entre 15 y 30 nm.

40 De acuerdo con otra característica, la(s) capa(s) con alto índice de refracción del recubrimiento dieléctrico subyacente es(son) a base de óxido de titanio u óxido mixto de titanio y otro elemento escogido del grupo que consiste en Zn, Zr y Sn, o a base de óxido de circonio o a base de óxido de niobio o a base de nitruro mixto de circonio y silicio o a base de nitruro mixto de silicio, circonio y aluminio.

De acuerdo con otra característica, el recubrimiento dieléctrico suprayacente comprende además una capa de un

45 material con un índice de refracción menor o igual a 2,20 y mayor o igual a 1,80, dispuesta entre la capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo y la capa con alto índice de refracción del recubrimiento dieléctrico suprayacente.

De acuerdo con otra característica, la capa de un material con índice de refracción menor o igual a 2,20 y mayor o igual a 1,80, es base de óxido de zinc, preferiblemente dopado con aluminio, u óxido de estaño u óxido mixto de

50 estaño y zinc.

De acuerdo con otra característica, el sustrato transparente comprende además una capa de suprabloqueo de NiCr

o Ti o Nb, dispuesta entre la capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo y el recubrimiento dieléctrico suprayacente y en contacto directo con la capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo.

imagen4

imagen5

De acuerdo con otra característica, el recubrimiento dieléctrico subyacente comprende además una capa humidificante a base de óxido de zinc, preferiblemente dopado con aluminio, u óxido de estaño u óxido mixto de estaño y zinc, con la que está en contacto directo la capa metálica con propiedades de reflexión el infrarrojo.

De acuerdo con otra característica, el recubrimiento dieléctrico subyacente comprende además, como primera capa 5 en contacto directo con el material del sustrato, una capa con índice de refracción comprendido entre 1,70 y 2,30, preferiblemente a base de un nitruro, especialmente nitruro de silicio dopado con aluminio.

La invención también se refiere a un acristalamiento múltiple que comprende un número total N de sustratos, de los cuales N-1 sustratos son de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, siendo N mayor o igual a 2 y estando los N sustratos separados dos a dos por una lámina de gas, y estando el o los apilamientos de

10 capas delgadas frente a una lámina de gas.

De acuerdo con otra característica, por lo menos uno de los sustratos es un acristalamiento estratificado que comprende dos hojas de vidrio unidas entre sí por una película separadora de polímero, por ejemplo, de PVB.

De acuerdo con otra característica, la cara externa del acristalamiento múltiple, destinada a ser girada hacia el exterior de un edificio, comprende un recubrimiento autolimpiable y/o anticondensación y/o la cara externa del

15 acristalamiento múltiple, destinada a ser girada hacia el interior de un edificio, comprende un recubrimiento de baja emisividad.

Por “recubrimiento” se entiende, en el contexto de la presente invención, que puede tener una sola capa o varias capas de materiales diferentes en el interior del recubrimiento.

Por una capa “en contacto directo” con otra capa, se entiende, en el contexto de la invención, que ninguna capa está 20 interpuesta entre las dos capas.

Los índices de refracción se miden todos, de manera convencional, a una longitud de onda de 550 nm.

Por “grosor óptico” se entiende, en el contexto de la invención, habitualmente el producto del grosor físico (o verdadero) de la capa por su índice de refracción medido a 550 nm.

Por “grosor óptico total” se entiende, en el contexto de la invención, la suma de todos los grosores ópticos de las

25 capas consideradas, siendo cada grosor óptico, como se explica anteriormente, el producto del grosor físico (o verdadero) de la capa por su índice de refracción medido a 550 nm.

Así, el grosor óptico total del recubrimiento antirreflejante subyacente es la suma de todos los grosores ópticos de las capas dieléctricas de este recubrimiento, que están dispuestas entre el sustrato y la capa metálica funcional o entre el sustrato y el recubrimiento de sub-bloqueo, si está presente.

30 Así mismo, el grosor óptico total del recubrimiento antirreflejante suprayacente es la suma de todos los grosores ópticos de las capas dieléctricas de este recubrimiento, que están dispuestas por encima de la capa metálica funcional, opuesta al sustrato o por encima del recubrimiento de suprabloqueo si está presente.

El factor solar g se define como la relación entre la energía entrante en el local por el acristalamiento y la energía solar incidente. Se puede calcular por la suma del flujo energético transmitido directamente a través del

35 acristalamiento y el flujo energético absorbido después de ser re-emitido hacia el interior por el acristalamiento. El factor solar g, también llamado el coeficiente FS, se mide en el contexto de la invención, bajo las condiciones descritas en la norma internacional ISO 9050.

Por “sustrato” se entiende, en el contexto de la presente invención, una sola hoja de vidrio o un conjunto de hojas de vidrio, especialmente dos hojas de vidrio, unidas entre sí en una estructura denominada estratificada por un

40 separador de tipo polímero, especialmente de PVB (polivinil-butiral), por medio de métodos muy conocidos en la técnica.

La invención se refiere a un sustrato transparente, especialmente de vidrio, provisto de un apilamiento de capas delgadas. El apilamiento de capas delgadas comprende una capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo, especialmente de baja emisividad, dispuesta entre dos recubrimientos dieléctricos no metálicos

45 subyacente y suprayacente. El recubrimiento dieléctrico suprayacente comprende por lo menos la secuencia de capas delgadas depositadas, sobre la capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo, en el siguiente orden:

-por lo menos una capa con alto índice de refracción, de un material con índice de refracción mayor o igual a 2,20, estando comprendido el grosor físico de la capa con alto índice de refracción o la suma de los grosores físicos de las

50 capas con alto índice de refracción entre 15 y 40 nm y preferiblemente entre 20 y 35 nm, y

-por lo menos una capa con bajo índice de refracción, de un material con índice de refracción menor o igual a 1,70, estando comprendido el grosor físico de la capa con bajo índice de refracción o la suma de los grosores físicos de imagen6las capas con bajo índice de refracción entre 75 y 120 nm y preferiblemente entre 80 y 110 nm,

imagen7

comprendida la diferencia del índice de refracción entre la o las capas con alto índice de refracción y la o las capas con bajo índice de refracción entre 0,70 y 1,20, preferiblemente entre 0,80 y 1,10.

Todas las características de la invención, en particular el reemplazamiento de dos capas con índice de refracción próximo a 2 por una o varias capas con alto índice de refracción coronada(s) por una o varias capas con bajo índice

5 de refracción en el recubrimiento dieléctrico suprayacente, permite que un acristalamiento múltiple provisto de por lo menos un sustrato de acuerdo con la invención tenga un factor solar aumentado y un color más neutro en transmisión. Esto se ilustrará más adelante.

Así, la invención se refiere a un sustrato transparente destinado a ser montado en un acristalamiento, por ejemplo, un acristalamiento de un edificio. El sustrato transparente es preferentemente de vidrio. Está recubierto con un

10 apilamiento de capas delgadas. Las capas están depositadas unas sobre otras formando una capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo emparedada entre dos recubrimientos dieléctricos no metálicos. Hay una sola capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo.

Las capas delgadas se depositan por pulverización reactiva por “magnetrón” eventualmente combinada con deposición química en fase vapor asistida por plasma (abreviadamente PE-CVD por su expresión en inglés “Plasma

15 Enhanced-Chemical Vapor Deposition”) para depositar ciertas capas delgadas más rápidamente, en particular la capa con bajo índice de refracción.

La primera capa depositada directamente sobre el sustrato es preferiblemente una capa con índice de refracción comprendido entre 1,70 y 2,30, preferiblemente a base de nitruro, especialmente de nitruro de silicio. Una de las funciones de esta capa, además de su función óptica descrita anteriormente, es mejorar la adhesión del apilamiento

20 de capas delgadas al material del sustrato. Esta capa tiene un grosor físico comprendido entre 15 y 40 nm, preferiblemente entre 20 y 40 nm.

La capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo está constituida preferiblemente a base de plata o aleación metálica que contiene plata. Tiene un grosor físico comprendido entre 5 y 20 nm, preferiblemente entre 5 y 15 nm, y más preferiblemente entre 5 y 10 nm.

25 El recubrimiento dieléctrico suprayacente comprende por lo menos una capa con alto índice de refracción, de un material con un índice de refracción mayor o igual a 2,20, de preferencia estrictamente mayor que 2,30, y más preferiblemente mayor o igual a 2,35. El grosor físico de la capa con alto índice de refracción o la suma de los grosores físicos de las capas con alto índice de refracción está comprendido entre 15 y 40 nm y preferiblemente entre 20 y 35 nm. Esta(s) capa(s) con alto índice de refracción, por ejemplo, es(son) a base de óxido de titanio u

30 óxido mixto de titanio y otro elemento escogido del grupo que consiste en Zn, Zr y Sn, o a base de óxido de circonio

o a base de en óxido de niobio o a base de nitruro mixto de circonio y silicio o a con base de nitruro mixto de silicio, aluminio y circonio.

El recubrimiento dieléctrico suprayacente también comprende, sobre la o las capas con alto índice de refracción, por lo menos una capa con bajo índice de refracción, de un material con índice de refracción menor o igual a 1,70. El 35 grosor físico de la capa con bajo índice de refracción o la suma de los grosores físicos de las capas con bajo índice de refracción está comprendido entre 5 y 120 nm, y más preferiblemente entre 80 y 110 nm. Esta(s) capa(s) con bajo índice de refracción está(n) constituida(s), por ejemplo, esencialmente por óxido de silicio, es decir, están constituidas más de 80% en peso por óxido de silicio sobre la base de la fórmula del óxido simple SiO2 y opcionalmente por lo menos otro elemento, preferiblemente escogido del grupo que consiste en Al, C, N, B, Sn, Zn y

40 mucho más preferiblemente en Al, B o C. Preferiblemente, dicha(s) capa(s) constituida(s) esencialmente por óxido de silicio está(n) constituidas(s)en más de 90% en peso por óxido de silicio, sobre la base de la fórmula del óxido simple SiO2.

En el caso de que exista una pluralidad de capas con alto índice de refracción en el recubrimiento suprayacente, las capas con alto índice de refracción están preferiblemente todas debajo (empezando desde el vidrio) de la o de las

45 capas con bajo índice de refracción y las capas con alto índice de refracción están preferiblemente todas en contacto directo entre sí. Sin embargo, si no están en contacto directo entre sí, están separadas por una capa cuyo índice de refracción no es ni menor ni igual a 1,70, ni mayor ni igual a 2,20, siendo el grosor físico de esta(s) (de cada una de estas) capa(s) de separación menor o igual a 30 nm y preferiblemente menor o igual a 20 nm.

Así mismo, en el caso que exista una pluralidad de capas con bajo índice de refracción en el recubrimiento

50 suprayacente, las capas con bajo índice de refracción están preferiblemente todas sobre (empezando desde el vidrio) la o las capas con alto índice de refracción y las capas con bajo índice de refracción están preferiblemente todas en contacto directo entre sí. Sin embargo, si no están en contacto directo entre sí, están separadas por una capa cuyo índice de refracción no es ni menor ni igual a 1,70, ni mayor ni igual a 2,20, siendo el grosor físico de esta(s) (de cada una de estas) capa(s) de separación menor o igual a 30 nm y preferiblemente menor o igual a 20

55 nm.

La capa o grupo de capas con alto índice de refracción del recubrimiento dieléctrico suprayacente puede estar separado de la capa o del grupo de capas con bajo índice de refracción del recubrimiento dieléctrico suprayacente imagen8

imagen9

directo. En el caso en que las capas o grupos de capas no estén en contacto directo, las capas o grupos de capas están separados por una capa cuyo índice de refracción no es menor ni igual a 1,70 ni mayor ni igual a 2,20, siendo el grosor físico de esta capa de separación menor o igual a 30 nm y preferiblemente menor o igual a 20 nm.

El recubrimiento dieléctrico suprayacente comprende opcionalmente una capa de material con índice de refracción

5 menor o igual a 2,20 y mayor o igual a 1,80, dispuesta entre la capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo y la capa con alto índice de refracción del recubrimiento dieléctrico suprayacente. La capa de material con índice de refracción menor que 2,20 y mayor o igual a 1,80 es preferiblemente a base de óxido de zinc, óxido de estaño u óxido mixto de estaño y zinc. La capa de material con índice de refracción menor o igual a 2,20 y mayor o igual a 1,80 tiene un grosor físico comprendido entre 4 y 15 nm.

10 El apilamiento de capas delgadas comprende también preferiblemente una capa de bloqueo de NiCr o Ti o Nb (opcionalmente parcial o completamente oxidada), dispuesta entre la capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo y el recubrimiento dieléctrico suprayacente, en contacto directo con la capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo, para proteger la capa metálica funcional de la posible degradación durante la deposición del recubrimiento antirreflejante suprayacente y durante un posible tratamiento térmico a alta temperatura, del curvado

15 y/o temple. La capa de bloqueo tiene un grosor físico menor o igual a 2 nm.

El recubrimiento dieléctrico subyacente comprende preferiblemente, sobre la primera capa, si es necesario, por lo menos una capa con alto índice de refracción, de material con índice de refracción mayor o igual a 2,20, preferiblemente de forma estricta mayor que 2,30, y más preferiblemente mayor o igual a 2,35. El grosor físico de la capa con alto índice de refracción o la suma de los grosores físicos de las capas con alto índice de refracción 20 dispuesta(s) en el recubrimiento subyacente está comprendido entre 10 y 40 nm, preferiblemente entre 15 y 40 nm, y más preferiblemente entre 15 y 30 nm. Esta(s) capa(s) con alto índice de refracción permite(n) que la capa funcional metálica antirrefleje lo más posible. La(s) capa(s) con alto índice de refracción del recubrimiento dieléctrico subyacente es(son) de óxido de titanio u óxido mixto de titanio y otro elemento escogido del grupo que consiste en Zn, Zr y Sn, o a base de óxido de circonio o a base de óxido de niobio o a base de nitruro mixto de circonio y silicio o

25 a base de nitruro mixto de silicio, circonio y aluminio.

En el caso en que exista una pluralidad de capas con alto índice de refracción en el recubrimiento suprayacente, las capas con alto índice de refracción están preferiblemente todas en contacto directo entre sí. Sin embargo, si no están en contacto directo entre sí, están separadas por una capa cuyo índice de refracción no es menor ni igual a 1,70 ni mayor ni igual a 2,20, siendo el grosor físico de esta capa (cada una de estas capas) de separación menor o

30 igual a 30 nm y preferiblemente menor o igual a 20 nm.

El recubrimiento dieléctrico subyacente contiene también preferiblemente una capa humidificante a base de óxido de zinc, preferiblemente dopado con aluminio, un óxido mixto de estaño y zinc, con la que la capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo está en contacto directo. Esta capa humidificante permite una buena adherencia de la capa metálica, con propiedades de reflexión en el infrarrojo, al recubrimiento dieléctrico subyacente

35 y, sobre todo, una cristalización óptima de esta capa metálica, con propiedades de reflexión en el infrarrojo, permitiendo así obtener una alta conductividad y una baja emisividad..

Las capas con alto índice de refracción de los recubrimientos suprayacente y subyacente pueden no ser estrictamente estequiométricas y pueden ser subestequiométricas o supraestequiométricas en oxígeno (si son óxidos) o en nitrógeno (si son nitruros).

40 Además, la diferencia de índice de refracción entre la o las capas con alto índice de refracción y la o las capas con bajo índice de refracción del recubrimiento dieléctrico suprayacente está comprendida entre 0,70 y 1,20, preferiblemente entre 0,80 y 1,10.

Para obtener un factor solar alto y colores neutros en transmisión, es favorable que la relación E entre el grosor físico de la capa con bajo índice de refracción o la suma de los grosores físicos de las capas con bajo índice de

45 refracción y el grosor físico de la capa con alto índice de refracción o la suma de los grosores físicos de las capas con alto índice de refracción del recubrimiento dieléctrico suprayacente esté comprendida entre 2,5 y 5,0 y preferiblemente entre 2,5 y 4,0. Los inventores han demostrado que, cuando E está comprendida entre 3,0 y 5,0, el color en transmisión es más neutro. Los inventores también han demostrado que el factor solar es máximo cuando la relación E está comprendida entre 2,2 y 4,0.

50 Para obtener un factor solar alto y colores neutros en transmisión, es también interesante que la relación F entre el grosor óptico total del recubrimiento dieléctrico suprayacente y el grosor óptico total del recubrimiento dieléctrico subyacente esté comprendida entre 1,8 y 2,3 y preferiblemente entre 1,9 y 2,2

Los inventores depositaron capas delgadas sobre sustratos de vidrio sodo-cálcico transparente de 4 mm de grosor, comercializado con la marca Planilux® por la sociedad solicitante. Los apilamientos de capas delgadas fueron 55 colocados respectivamente en las caras 2 y 5 de un triple acristalamiento, es decir, sobre las caras internas de las hojas de vidrio externas. Cada uno de los triples acristalamientos comprendía por tanto dos hojas de vidrio externas provistas de un apilamiento de capas delgadas en las caras 2 y 5 y una hoja de vidrio central no recubierta. El imagen10

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según los ejemplos 1 a 4 presentaban la configuración: 4/12 (90% de Ar)/4/12 (90% de Ar)/4, es decir, estaban constituidos por tres hojas de vidrio Planilux® transparentes de 4 mm de grosor separadas dos a dos por una lámina de gas intermedia que comprendía 90% de argón y 10% de aire, con un grosor de 12 mm, manteniéndose todo el conjunto por una estructura de marcos y separadores.

La tabla 1 siguiente recopila las condiciones generales de deposición por pulverización con magnetrón de las diferentes capas de los ejemplos 1 a 4:

Tabla 1

Capa: Objetivo empleado Presión de deposición Gas

Si3N4: Si:Al a 92:8% en peso 1,5x10-3 mbar Ar/(Ar + N2) al 45%

TiO2: TiOx donde x es aprox. 1,9 1,5x10-3 mbar Ar/(Ar + O2) al 95%

SnZnSbOx: Sn:Zn:Sb a 34:65:1% en peso 2x10-3 mbar Ar/(Ar + O2) al 58%

ZnO: Zn:Al a 98:2% en peso 2x10-3 mbar Ar/(Ar + O2) al 52%

NiCr: NiCr a 80:20% en peso 2x10-3 mbar Ar al 100%

Ag
Ag: 4x10-3 mbar Ar al 100%

SiO2: Si:Al a 92:8% en peso 2x10-3 mbar Ar/(Ar + O2) al 70%

El triple acristalamiento Nº 1 comprendía dos hojas de vidrio provistas de un apilamiento de capas delgadas conocidas en la técnica anterior, mientras que los triples acristalamientos Nº 2, 3 y 4 comprendían como hojas de

10 vidrio dos sustratos de acuerdo con la invención

La tabla 2 muestra, para cada ejemplo, la composición, el orden y el grosor físico de las capas delgadas del apilamiento de cada hoja de vidrio, así como el índice de refracción a 550 nm de los materiales dieléctricos. La notación “:Al” a la derecha de un compuesto significa que tal compuesto estaba dopado con aluminio.

Tabla 2

Composición: Índice de refracción Nº 1 Nº 2 Nº 3 Nº 4

SiO2:Al: 1,48 0 85 nm 100 nm 109,5 nm

ZnSnOx: 2,00 3 nm 0 0 0

Si3N4:Al: 2,05 46,5 nm 0 0 0

TiO2: 2,40 0 29 nm 27 nm 28 nm

ZnO:Al: 1,90 5 nm 5 nm 5 nm 5 nm

NiCr: 0,5 nm 0,5 nm 0,5 nm 0,5 nm

Ag: 6,6 nm 6,6 nm 6,6 nm 6,6 nm

ZnO:Al: 1,90 5 nm 5 nm 5 nm 5 nm

TiO2: 2,40 16 nm 20 nm 20 nm 23,5 nm

Si3N4:Al: 2,05 25 nm 25 nm 25 nm 23,5 nm

Vidrio: 4 nm 4 nm 4 nm 4 nm

15 La tabla 3 muestra que los sustratos de los triples acristalamientos Nº 2, 3 y 4 estaban de acuerdo con la invención, es decir, que satisfacían las diferentes condiciones definidas anteriormente.

Así, según la tabla 3, la diferencia del índice de refracción entre la capa con alto índice de refracción y la capa con bajo índice de refracción, igual a 0,95, está comprendida entre 0,70 y 1,20, y preferiblemente entre 0,80 y 1,10, para el sustrato de acuerdo con la invención, en contraste con la hoja de vidrio provista de un apilamiento conocido de la

20 técnica anterior para el cual esta diferencia era cero, no comprendiendo este apilamiento una capa con alto índice de refracción ni una capa con bajo índice de refracción.

Asimismo, según la tabla 3, la relación E entre el grosor físico de la capa con bajo índice de refracción y el grosor físico de la capa con alto índice de refracción del recubrimiento dieléctrico suprayacente está comprendida entre 2,5 y 5,0, preferiblemente entre 2,5 y 4,0.

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Tabla 3

Nº del triple acristalamiento: Nº 1 Nº 2 Nº 3 Nº 4

Diferencia de índice alto/bajo: 0 0,95 0,95 0,95

E: - 2,9 3,7 3,9

F: 1,1 1,9 2,0 2,1

Finalmente, la relación F entre el grosor óptico total del recubrimiento dieléctrico suprayacente y el grosor óptico total del recubrimiento subyacente está comprendida entre 1,8 y 2,3, preferiblemente entre 1,9 y 2,2, en contraste con la hoja de vidrio provista de un apilamiento conocido de la técnica anterior en el que esta relación F era 1,1.

5 La tabla 4 muestra que las condiciones definidas anteriormente permitieron que se lograra el objetivo de la invención, que es aumentar el factor solar y hacer más neutro el color en transmisión de un triple acristalamiento. Los factores a*T y b*T son representativos del color en transmisión. Los colores en transmisión se midieron en el sistema LAB bajo la fuente de luz D65 a 2º. Cuanto más próximos estén a cero a*T y b*T más neutro será el color. La tabla 4 también menciona los factores a*R y b*R, que son representativos del color en reflexión del triple

10 acristalamiento, bajo un ángulo de 0º y 60º°. Los colores en reflexión también se midieron en el sistema LAB bajo la fuente de luz D65 a 2º.

La tabla 4 muestra que, con relación al triple acristalamiento Nº 1, los tres triples acristalamientos Nº 2, 3 y 4 tienen un factor solar que está significativamente aumentado.

Además, los tres triples acristalamientos Nº 2, 3 y 4 tienen un factor a*T mejorado con relación al triple

15 acristalamiento Nº 1, y aún más mejorado para los triples acristalamientos Nº 3 y 4, que proporcionan el color en transmisión con un componente verde menos marcado. El triple acristalamiento Nº 2 tiene un factor b*T ligeramente degradado con relación al triple acristalamiento Nº 1.El triple acristalamiento Nº 3 tiene un factor b*T equivalente con relación al triple acristalamiento Nº 1. Y el triple acristalamiento Nº 4 tiene un factor b*T más mejorado con relación al triple acristalamiento Nº 1, que proporciona el color en transmisión con un componente amarillo menos marcado.

20 Tabla 4

Nº del triple acristalamiento: Nº 1 Nº 2 Nº 3 Nº 4

Factor solar g (%): 60,3 63,8 63,2 62,6

a*T: -3,8 -3,4 -2,3 -1,0

b*T: 2,4 2,9 2,5 0,9

a*R 0o: 0,0 -0,7 -3,9 -8,1

b*R 0o: -2,8 -3,7 -3,3 0,9

a*R 60o: 0,3 -1,3 -4,6 -8,2

b*R 60o: -3,1 -3,3 -2,6 1,8

El triple acristalamiento Nº 2 fue, de los tres triples acristalamientos examinados, el que tuvo el factor solar más alto, pero sin mejora del color en transmisión. El triple acristalamiento Nº. 4 fue, de los tres triples acristalamientos examinados, el que tuvo los colores más neutros en transmisión, y un buen factor solar. Sin embargo, el triple acristalamiento Nº 4 tuvo un color en reflexión a un ángulo de 60º claramente degradado.

25 Por lo tanto, existe un compromiso en encontrar el aumento del factor solar y colores más neutros en transmisión. Así, el triple acristalamiento Nº 3 brinda buenos resultados tanto para el color en transmisión como para el factor solar mientras que limita la degradación del color en reflexión, que permanece neutro.

La invención también se refiere a un acristalamiento múltiple que comprende N sustratos, especialmente de vidrio, siendo N mayor o igual a 2. N-1 de los sustratos son sustratos de acuerdo con la invención y un sustrato está no

30 recubierto o recubierto con otro recubrimiento, como por ejemplo un recubrimiento autolimpiable. Un recubrimiento autolimpiable y/o anticondensación puede también estar presente en la cara opuesta de uno de los N-1 sustratos de acuerdo con la invención y en una cara externa del acristalamiento múltiple, que gira hacia el interior o exterior del edificio.

Los sustratos están separados dos a dos por una lámina de gas. El o los apilamientos de capas delgadas de los 35 sustratos están enfrentados a una lámina de gas, por ejemplo, en las caras 2 y 5 para un triple acristalamiento.

Uno de los sustratos puede consistir, por ejemplo, en un acristalamiento estratificado que comprende dos hojas de imagen14vidrio unidas entre sí por una película separadora de polímero, tal como de PVB.

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La cara externa del acristalamiento múltiple destinada a ser girada hacia el exterior de un edificio (cara 1) puede comprender un recubrimiento autolimpiable y/o anticondensación. Asimismo, la cara externa del acristalamiento múltiple destinada a ser girada hacia el interior de un edificio (cara 4 de un doble acristalamiento o cara 6 de un triple acristalamiento) puede comprender un recubrimiento de baja emisividad. Como variante, el acristalamiento múltiple puede comprender tanto un recubrimiento autolimpiable y/o anticondensación en la cara 1, como un recubrimiento de baja emisividad en su cara externa destinada a ser girada hacia el interior de un edificio.

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Claims

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REIVINDICACIONES

1. Sustrato transparente, especialmente de vidrio, provisto de un apilamiento de capas delgadas, comprendiendo dicho apilamiento de capas delgadas una capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo, especialmente de baja emisividad, y dos recubrimientos dieléctricos no metálicos subyacente y

5 suprayacente, estando dispuesta la capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo entre los dos recubrimientos dieléctricos no metálicos subyacente y suprayacente, y comprendiendo el recubrimiento dieléctrico suprayacente por lo menos la secuencia de capas delgadas depositadas sobre la capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo, en el siguiente orden:

-por lo menos una capa con alto índice de refracción de material con índice de refracción mayor o igual a 2,20, 10 estando comprendido el grosor físico de la capa con alto índice de refracción o la suma de los grosores físicos de las capas con alto índice de refracción entre 15 y 40 nm y preferiblemente entre 20 y 35 nm, y

-por lo menos una capa con bajo índice de refracción de material con índice de refracción menor o igual a 1,70, estando comprendido el grosor físico de la capa con bajo índice de refracción o la suma de los grosores físicos de las capas con índice de refracción entre 75 y 120 nm,

15 estando comprendida la diferencia del índice de refracción entre la o las capas con alto índice de refracción y la o las capas con bajo índice de refracción entre 0,7 y 1,2, preferiblemente entre 0,8 y 1,1.
2. Sustrato transparente de conformidad con la reivindicación 1, en el que la relación entre el grosor físico de la capa con bajo índice de refracción o la suma de los grosores físicos de las capas con bajo índice de refracción y el grosor físico de la capa con alto índice de refracción o la suma de los grosores físicos de las capas con alto índice

20 de refracción del recubrimiento dieléctrico suprayacente está comprendida entre 2,5 y 5,0 y preferiblemente entre 2,5 y 4,0.
3. Sustrato transparente de conformidad con la reivindicación 1 o 2, en el que la relación entre el grosor óptico total del recubrimiento dieléctrico suprayacente y el grosor óptico total del recubrimiento subyacente está comprendida entre 1,8 y 2,3 y preferiblemente entre 1,9 y 2,2.

25 4. Sustrato transparente de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo es a base de plata o de una aleación metálica que contiene plata.
5. Sustrato transparente de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo tiene un grosor físico comprendido entre 5 y 20 nm, preferiblemente entre 5 y 15 nm, y más preferiblemente entre 5 y 10 nm.

30 6. Sustrato transparente de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la(s) capa(s) con alto índice de refracción del recubrimiento dieléctrico suprayacente tiene(n) preferiblemente un índice de refracción estrictamente mayor que 2,30 y más preferiblemente mayor o igual a 2,35, y es(son) a base de óxido de titanio u óxido mixto de titanio y otro elemento escogido del grupo que consiste en Zn, Zr y Sn, o a base de óxido de circonio

o a base de óxido de niobio o a base de nitruro mixto de circonio y silicio o a base de nitruro mixto de silicio, circonio 35 y aluminio.
7. Sustrato transparente de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el grosor físico de la capa con bajo índice de refracción del recubrimiento dieléctrico suprayacente o la suma de los grosores físicos de las capas con bajo índice de refracción del recubrimiento dieléctrico suprayacente está comprendido entre 80 y 110 nm.

40 8. Sustrato transparente de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la(s) capa(s) con bajo índice de refracción del recubrimiento dieléctrico suprayacente está(n) constituida(s) esencialmente por óxido de silicio.
9. Sustrato transparente de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el recubrimiento subyacente comprende además por lo menos una capa con alto índice de refracción, de un material con índice de

45 refracción mayor o igual a 2,20, preferiblemente de forma estricta mayor que 2,30, y más preferiblemente mayor o igual a 2,35, estando comprendido el grosor físico de la capa con alto índice de refracción o la suma de los grosores físicos de las capas con alto índice de refracción entre 10 y 40 nm, preferiblemente entre 15 y 40 nm y más preferiblemente entre 15 y 30 nm.
10. Sustrato transparente de conformidad con la reivindicación 9, en el que la(s) capa(s) con alto índice de

50 refracción del recubrimiento dieléctrico subyacente es(son) a base de óxido de titanio u óxido mixto de titanio y otro elemento escogido del grupo que consiste en Zn, Zr y Sn, o a base de óxido de circonio o a base de óxido de niobio

o a base de nitruro mixto de circonio y silicio o a base de nitruro mixto de silicio, circonio y aluminio.
11.

Sustrato transparente de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el recubrimiento dieléctrico suprayacente comprende además una capa de un material con índice de refracción menor o igual a 2,20 imagen2

y mayor o igual a 1,80, dispuesta entre la capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo y la capa con alto índice de refracción del recubrimiento dieléctrico suprayacente.
12.

Sustrato transparente de conformidad con la reivindicación 11, en el que la capa de un material con índice de

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refracción menor o igual a 2,20 y mayor o igual a 1,80 es a base de óxido de zinc, preferiblemente óxido dopado con 5 aluminio, u óxido de estaño u óxido mixto de estaño y zinc.
13. Sustrato transparente de conformidad con la reivindicación 11 o 12, que comprende además una capa de suprabloqueo de NiCr o Ti o Nb, dispuesta entre la capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo y el recubrimiento dieléctrico suprayacente, en contacto directo con la capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo.

10 14. Sustrato transparente de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el recubrimiento dieléctrico subyacente comprende además una capa humidificante a base de óxido de zinc, preferiblemente dopado con aluminio, u óxido de estaño u óxido mixto de estaño y zinc, con la que está en contacto directo la capa metálica con propiedades de reflexión en el infrarrojo.
15. Sustrato transparente de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que el

15 recubrimiento dieléctrico subyacente comprende además, como primera capa en contacto directo con el material del sustrato, una capa con un índice de refracción comprendido entre 1,70 y 2,30, preferiblemente a base de nitruro, especialmente de nitruro de silicio dopado con aluminio.
16. Acristalamiento múltiple que comprende un número total N de sustratos, de los cuales N-1 sustratos son de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, siendo N mayor o igual a 2 y estando los N sustratos

20 separados dos a dos por una lámina de gas, y estando el o los apilamientos de capas delgadas frente a un lámina de gas.
17. Acristalamiento múltiple de conformidad con la reivindicación 16, en el que por lo menos uno de los sustratos es un acristalamiento estratificado que comprende dos hojas de vidrio unidas entre sí por una película separadora de polímero, por ejemplo de PVB.

25 18. Acristalamiento múltiple de conformidad con la reivindicación 16 o 17, en el que su cara externa destinada a ser girada hacia el exterior de un edificio comprende un recubrimiento autolimpiable y/o anticondensación y/o su cara externa destinada a ser girada hacia el interior de un edificio comprende un recubrimiento de baja emisividad.

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