ES2873178T3 - Artículo recubierto con recubrimiento de baja E que tiene baja transmisión visible - Google Patents
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Abstract
Artículo recubierto que incluye un recubrimiento (30) soportado por un sustrato (1) de vidrio, comprendiendo el recubrimiento (30): capas reflectantes de infrarrojos (IR) primera (9) y segunda (19) que comprenden plata, estando ubicada la primera capa (9) reflectante de IR más cerca del sustrato (1) de vidrio que la segunda capa (19) reflectante de IR; una primera capa (11) de contacto ubicada sobre y en contacto directo con la primera capa (9) reflectante de IR que comprende plata; una capa (14) dieléctrica que comprende nitruro de silicio ubicada sobre y en contacto directo con la primera capa (11) de contacto; una segunda capa (17) de contacto ubicada sobre y en contacto directo con la capa (14) que comprende nitruro de silicio; estando ubicada la segunda capa (19) reflectante de IR que comprende plata sobre y en contacto directo con la segunda capa (17) de contacto; una tercera capa (21) de contacto ubicada sobre y en contacto directo con la segunda capa (19) reflectante de IR; otra capa (24) dieléctrica que comprende nitruro de silicio ubicada sobre y en contacto directo con la tercera capa (21) de contacto; una capa (27) que comprende óxido de circonio ubicada sobre y en contacto directo con la otra capa (24) dieléctrica que comprende nitruro de silicio; en el que la segunda capa (19) reflectante de IR que comprende plata es más gruesa que la primera capa (9) reflectante de IR que comprende plata; en el que cada una de las capas reflectantes de IR primera (9) y segunda (19) que comprenden plata es al menos el doble de gruesa que la capa (27) que comprende óxido de circonio; y en el que el artículo recubierto tiene una transmisión visible, medida de manera monolítica, no mayor del 60%.
Description
DESCRIPCIÓN
Artículo recubierto con recubrimiento de baja E que tiene baja transmisión visible
Esta invención se refiere a un artículo recubierto que incluye una baja emisividad (baja E) según la reivindicación 1. Preferiblemente, el artículo recubierto (forma monolítica y/o en forma de unidad de ventana de IG) tiene una baja transmisión visible no mayor de aproximadamente el 55%, y lo más preferiblemente no mayor de aproximadamente el 50%.
En determinadas realizaciones de ejemplo, el artículo recubierto puede tratarse con calor (por ejemplo, templarse térmicamente y/o curvarse con calor), y está diseñado para ser sustancialmente estable térmicamente tras el tratamiento con calor (HT) porque su valor de AE* (de reflexión de lado de vidrio) debido a1HT no es mayor de 5,0, y más preferiblemente no es mayor de 4,5. Los artículos recubiertos según determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención pueden usarse en el contexto de unidades de ventana de vidrio aislante (IG), ventanas de vehículos, otros tipos de ventanas o en cualquier otra aplicación adecuada.
Antecedentes de la invención
Se conocen en la técnica artículos recubiertos para su uso en aplicaciones de ventanas tales como unidades de ventana de vidrio aislante (IG), ventanas de vehículos y/o similares. Se conoce que, en determinados casos, es deseable tratar con calor (por ejemplo, templar térmicamente, curvar con calor y/o reforzar con calor) tales artículos recubiertos para los fines de templado, curvado o similares. El tratamiento con calor (HT) de artículos recubiertos normalmente requiere el uso de temperatura(s) de al menos 580 grados C, más preferiblemente de al menos aproximadamente 600 grados C y todavía más preferiblemente de al menos 620 grados C. Tales altas temperaturas (por ejemplo, durante 5-10 minutos o más) a menudo hacen que los recubrimientos se rompan y/o se deterioren o cambien de manera impredecible. Por tanto, es deseable que los recubrimientos puedan resistir tales tratamientos con calor (por ejemplo, templado térmico), si se desea, de manera predecible que no dañe significativamente el recubrimiento.
En determinadas situaciones, los diseñadores de artículos recubiertos se esfuerzan por lograr una combinación de transmisión visible deseable, color deseable, baja emisividad (o emitancia) y baja resistencia de lámina (Rs). Las características de baja emisividad (baja E) y baja resistencia de lámina permiten que tales artículos recubiertos bloqueen cantidades significativas de radiación IR para reducir, por ejemplo, el calentamiento no deseado de interiores de vehículos o edificios.
La patente estadounidense n.° 7.521.096, incorporada en el presente documento como referencia, da a conocer un recubrimiento de baja E que usa capas de contacto de óxido de zinc (ZnO) debajo de las capas reflectantes de IR a base de plata, y por encima de la capa reflectante de IR a base de plata (Ag) inferior usa una capa de contacto de NiCrOx seguida por una capa dieléctrica de óxido de estaño (SnO2) central. Mientras que las capas de contacto de ZnO debajo de las capas reflectantes de IR de plata proporcionan buenas propiedades estructurales para el crecimiento de plata, se ha encontrado que el ZnO degrada la durabilidad química, ambiental y mecánica del recubrimiento en determinados casos. Además, se ha encontrado que la capa dieléctrica gruesa de SnO2 muestra microcristalización y tensión tras el HT, lo que provoca superficies de contacto rugosas entre el SnO2, el ZnO y la Ag, que pueden conducir a degradación de la durabilidad y afectar al color transmitido.
La patente estadounidense n.° 5.557.462 da a conocer un recubrimiento de baja E con un apilamiento de capas de SiN/NiCr/Ag/NiCr/SiN/NiCr/Ag/NiCr/SiN. Sin embargo, el artículo recubierto de la patente '462 está diseñado para una alta transmisión visible de al menos el 63%. La patente '462 en la columna 3, líneas 12-15, enseña que no son deseables transmisiones visibles por debajo del 70% (artículo recubierto monolítico) y por debajo del 63% (unidad de ventana de IG). Por tanto, la patente '462 enseña abstenerse directamente de artículos recubiertos con transmisión visible menor del 63%. Además, tal como se explica ampliamente en la patente estadounidense n.° 8.173.263, los artículos recubiertos de la patente '462 no pueden tratarse con calor porque tras el tratamiento con calor la resistencia de lámina (Rs) sube mucho, tal como desde aproximadamente 3-5 hasta bastante más de 10, la turbidez tiende a asentarse y el valor de AE* de reflexión de lado de vidrio no es deseable porque está por encima de 5,0. Por consiguiente, sería deseable proporcionar un artículo recubierto que se caracterice por uno o más de: (i) baja transmisión visible, (ii) buena durabilidad y (iii) estabilidad térmica tras HT para conseguir un valor de AE* de reflexión de lado de vidrio no mayor de aproximadamente 5,0, más preferiblemente no mayor de aproximadamente 4,5.
El término AE* (y AE) se entiende bien en la técnica y se notifica, junto con diversas técnicas para determinarlo, en la norma ASTM 2244-93, así como también se notifica en Hunter et. al., The Measurement of Appearance, 2a Ed. cap.
9, pág. 162 y siguientes. [John Wiley & Sons, 1987]. Tal como se usa en la técnica, AE* (y AE) es una forma de expresar adecuadamente el cambio (o la falta del mismo) en la reflectancia y/o la transmitancia (y por tanto también
en la aparición de color) en un artículo después de o debido al tratamiento con calor. AE puede calcularse mediante la técnica “ab” o mediante la técnica de Hunter (designada empleando un subíndice “H”). AE corresponde a la escala Hunter Lab L, a, b (o Lh, ah, Bh). De manera similar, AE* corresponde a la escala de CIE LAB L*, a*, b*. Ambas se consideran útiles y equivalentes para los fines de esta invención. Por ejemplo, tal como se notifica en Hunter et. al. al que se ha hecho referencia anteriormente, puede usarse la técnica de escala/coordenada rectangular (CIE LAB 1976) conocida como la escala L*, a*, b*, en la que: L* es (CIE 1976) unidades de luminosidad; a* es (CIE 1976) unidades de rojo-verde; b* es (CIE 1976) unidades de amarillo-azul; y la distancia AE* entre L*o a*o b*o y L*1 a*1 b*1 es: AE* = [(AL*)2 (Aa*)2 (Ab*)2]1/2, donde: AL* = L*1 - L*o; Aa* = a*1 - a*0; Ab* = b*1 - b*o; donde el subíndice “o” representa el recubrimiento (artículo recubierto) antes del tratamiento con calor y el subíndice “1” representa el recubrimiento (artículo recubierto) después del tratamiento con calor; y los números empleados (por ejemplo, a*, b*, L*) son los calculados mediante la técnica de coordenadas L*, a*, b* (CIE LAB 1976) mencionada anteriormente. Cuando, por ejemplo, se miden los valores de AE* de reflexión de lado de vidrio, se usan entonces los valores de a*, b* y L* de reflexión de lado de vidrio. De manera similar, AE puede calcularse usando la ecuación anterior para AE*, es decir, AE* = [(AL*)2 (Aa*)2 (Ab*)2]1/2, reemplazando a*, b*, L* con los valores de Hunter Lab ah, bh, Lh. También están dentro del alcance de esta invención y la cuantificación de AE* los números equivalentes si se convierten en los calculados mediante cualquier otra técnica que emplee el mismo concepto de AE* tal como se definió anteriormente.
Breve sumario de realizaciones de ejemplo de la invención
Esta invención se refiere a un artículo recubierto que incluye un recubrimiento de baja emisividad (baja E) según la reivindicación 1.
Preferiblemente, el artículo recubierto tiene una baja transmisión visible no mayor de aproximadamente el 55%, más preferiblemente no mayor de aproximadamente el 50%. En determinadas realizaciones de ejemplo, el artículo recubierto puede tratarse con calor (por ejemplo, templarse térmicamente y/o curvarse con calor), y está diseñado para ser sustancialmente estable térmicamente tras el tratamiento con calor (HT) porque su valor de AE* (de reflexión de lado de vidrio) debido al HT no es mayor de 5,0, más preferiblemente no mayor de 4,5. Un valor de AE* tan bajo indica que el artículo recubierto tiene aproximadamente las mismas características de transmisión y color que las observadas a simple vista tanto antes como después del tratamiento con calor (por ejemplo, templado térmico). Los artículos recubiertos según determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención pueden usarse en el contexto de unidades de ventana de vidrio aislante (IG), ventanas de vehículos, otros tipos de ventanas o en cualquier otra aplicación adecuada.
Además, en determinadas realizaciones de ejemplo en esta invención, el recubrimiento incluye una capa (por ejemplo, sobrerrecubrimiento) que comprende oxinitruro de circonio. En determinadas realizaciones de ejemplo, esta capa de o que incluye óxido de circonio y/u oxinitruro de circonio es sustancialmente más delgada que cada una de las capas reflectantes de IR que comprenden plata en el recubrimiento.
Se desea proporcionar un artículo recubierto que se caracterice por uno, dos o los tres de: (i) baja transmisión visible, (ii) buena durabilidad y (iii) estabilidad térmica tras HT para conseguir un valor de AE* de reflexión de lado de vidrio no mayor de 5,0, más preferiblemente no mayor de 4,5.
En determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención, se proporciona un artículo recubierto que incluye un recubrimiento soportado por un sustrato de vidrio, comprendiendo el recubrimiento: capas reflectantes de infrarrojos (IR) primera y segunda que comprenden plata, estando ubicada la primera capa reflectante de IR más cerca del sustrato de vidrio que la segunda capa reflectante de IR; una primera capa de contacto que comprende NiCr ubicada sobre y en contacto directo con la primera capa reflectante de IR que comprende plata; una capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio ubicada sobre y en contacto directo con la primera capa de contacto que comprende NiCr; una segunda capa de contacto que comprende NiCr ubicada sobre y en contacto directo con la capa que comprende nitruro de silicio; estando ubicada la segunda capa reflectante de IR que comprende plata sobre y en contacto directo con la segunda capa de contacto que comprende NiCr; una tercera capa de contacto que comprende NiCr ubicada sobre y en contacto directo con la segunda capa reflectante de IR; otra capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio ubicada sobre y en contacto directo con la tercera capa de contacto que comprende NiCr; una capa que comprende óxido de circonio ubicada sobre y en contacto directo con la otra capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio; en el que la segunda capa reflectante de IR que comprende plata es más gruesa que la primera capa reflectante de IR que comprende plata; en el que cada una de las capas reflectantes de IR primera y segunda que comprenden plata es al menos el doble de gruesa que la capa que comprende óxido de circonio; y en el que el artículo recubierto tiene una transmisión visible, medida de manera monolítica, no mayor del 60%.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en sección transversal de un artículo recubierto según una realización de ejemplo de esta invención.
La figura 2 es una vista en sección transversal que muestra el artículo recubierto de la figura 1 proporcionado en una unidad de ventana de IG según una realización de ejemplo de esta invención.
Descripción detallada de realizaciones de ejemplo de la invención
Los artículos recubiertos en el presente documento pueden usarse en aplicaciones tales como unidades de ventanas IG, unidades de ventanas laminadas (por ejemplo, para su uso en aplicaciones de vehículos o edificios), ventanas de vehículos, ventanas arquitectónicas monolíticas, ventanas residenciales y/o cualquier otra aplicación adecuada que incluya uno o múltiples sustratos de vidrio.
En determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención, el recubrimiento incluye un apilamiento de plata doble. En referencia a la figura 1 por ejemplo, en determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención, se proporciona un artículo recubierto que incluye un recubrimiento soportado por un sustrato de vidrio, comprendiendo el recubrimiento: capas reflectantes de infrarrojos (IR) primera 9 y segunda 19 que comprenden o que consisten esencialmente en plata, estando ubicada la primera capa 9 reflectante de IR más cerca del sustrato 1 de vidrio que la segunda capa 19 reflectante de IR; una primera capa 7 de contacto que comprende NiCr ubicada debajo de y en contacto directo con la primera capa 9 reflectante de IR que comprende plata, una segunda capa 11 de contacto ubicada sobre y en contacto directo con la primera capa 9 reflectante de IR que comprende plata; una capa 14 dieléctrica que comprende nitruro de silicio ubicada sobre y en contacto directo con la primera capa 11 de contacto que comprende NiCr; una tercera capa 17 de contacto que comprende NiCr ubicada sobre y en contacto directo con la capa 14 que comprende nitruro de silicio; estando ubicada la segunda capa 19 reflectante de IR que comprende plata sobre y en contacto directo con la segunda capa 17 de contacto que comprende NiCr; una cuarta capa 21 de contacto que comprende NiCr ubicada sobre y en contacto directo con la segunda capa 19 reflectante de IR, y en el que la segunda capa 19 reflectante de IR que comprende plata es más gruesa que la primera capa 9 reflectante de IR que comprende plata y en el que cada una de las capas reflectantes de IR primera 9 y segunda 19 que comprenden plata es al menos el doble que la capa 27 que comprende óxido de circonio, y en el que el artículo recubierto tiene una transmisión visible, medida de manera monolítica, no mayor del 60%. Más preferiblemente, la segunda capa 19 reflectante de IR es al menos 10 angstroms (A) más gruesa (más preferiblemente al menos 20 angstroms más gruesa) que la primera capa 9 reflectante de IR que comprende plata. El recubrimiento incluye tres capas 3, 14 y 24 dieléctricas de o que incluyen nitruro de silicio, tal como se muestra en la figura 1. Además, el recubrimiento incluye una capa 27 (por ejemplo, sobrerrecubrimiento) que comprende oxinitruro de circonio. Esta capa 27 de o que incluye óxido de circonio y/u oxinitruro de circonio es más delgada que una o ambas de las capas 9, 19 reflectantes de IR que comprenden plata en el recubrimiento. En determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención, cada una de las capas 9 y 19 reflectantes de IR que comprenden plata es preferiblemente al menos tres veces más gruesa que la capa 27 o que incluye óxido de circonio y/u oxinitruro de circonio. En determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención, el recubrimiento incluye sólo dos capas 9, 19 reflectantes de IR de o que incluyen plata o similares.
Con el fin de aumentar la durabilidad, junto con las propiedades ópticas y térmicas, y evitar cambios estructurales significativos antes y después del HT, los artículos recubiertos según determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención tienen una capa 14 dieléctrica central de o que incluye nitruro de silicio y capas 7, 17 de contacto inferiores a base de NiCr (en contraposición a ZnO). También se ha encontrado que el uso de NiCr metálico o sustancialmente metálico (posiblemente nitrurado en parte) para la(s) capa(s) 7, 11, 17 y/o 21 mejora la durabilidad química, mecánica y ambiental (en comparación con el uso de capas de contacto inferiores de ZnO por debajo de la plata y/o capas de contacto superiores de NiCr altamente oxidadas por encima de la plata). También se ha encontrado que depositar por pulverización catódica la capa 14 que incluye nitruro de silicio en un estado amorfo, de modo que sea amorfa en los estados tanto tal como se recubre como con HT, ayuda a la estabilidad general del recubrimiento. Por ejemplo, HCl al 5% a 65 grados C durante una hora retirará el recubrimiento de la patente estadounidense n.° 7.521.096, mientras que el recubrimiento mostrado en la figura 1 y los ejemplos en el presente documento sobrevivirá a esta prueba de HCl. Y en un entorno de alta temperatura y alta humedad, hay menos daño en el recubrimiento de la figura 1 y los ejemplos en el presente documento después de diez días de exposición que en el recubrimiento de la patente '096 después de dos días de exposición. Y con respecto a productos químicos altamente corrosivos, tales como los usados para el “lavado de ladrillos”, la resistencia a la corrosión es tal que no es necesario realizar la eliminación del borde en determinadas realizaciones de ejemplo de IG y laminadas. De manera similar, para las pruebas de abrasión mecánica, pruebas de ciclado térmico y de niebla salina, se encontró que los recubrimientos de los ejemplos en el presente documento eran mejores que los de la patente '096. Además, se ha encontrado que hacer que la capa 19 reflectante de IR a base de Ag superior sea más gruesa que la capa 9 reflectante de IR a base de Ag inferior mejora determinadas características ópticas del recubrimiento. El recubrimiento puede usarse tal como se recubre o tratado con calor, debido a los valores de AE* relativamente bajos comentados en el presente documento. Por ejemplo, cuando el recubrimiento 30 está ubicado en la superficie n.° 2 de una unidad de ventana de IG (tal como se muestra en la figura 2), valores de AE* de reflexión de lado de vidrio bajos debido al tratamiento con calor indican que el artículo recubierto tiene aproximadamente las mismas características de transmisión y color que las observadas a simple vista tanto antes como después del tratamiento con calor (por ejemplo, templado térmico) y, por tanto, puede usarse o bien tal como se recubre o bien tratado con calor sin afectar significativamente a las características ópticas del mismo.
En determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención tal como la figura 1, los artículos recubiertos tratados con calor o no tratados con calor que tienen múltiples capas reflectantes de IR (por ejemplo, dos capas a base de plata separadas) pueden conseguir una resistencia de lámina (Rs) menor de o igual a 5,0 (más preferiblemente menor de o igual a 4,0, incluso más preferiblemente menor de o igual a 3,0). Los términos “tratamiento con calor” y “tratar con calor”, tal como se usan en el presente documento, significan calentar el artículo hasta una temperatura suficiente para lograr el templado térmico, el curvado con calor y/o el termoendurecimiento del artículo que incluye vidrio. Esta definición incluye, por ejemplo, calentar un artículo recubierto en un horno a baja o alta temperatura a una temperatura de al menos aproximadamente 580 grados C, más preferiblemente al menos aproximadamente 600 grados C, durante un período suficiente para permitir el templado, curvado y/o termoendurecimiento. En determinados casos, el HT puede ser durante al menos aproximadamente 4 ó 5 minutos. El artículo recubierto puede tratarse o no con calor en diferentes realizaciones de esta invención.
La figura 1 es una vista en sección transversal lateral de un artículo recubierto según una realización de ejemplo no limitativa de esta invención. El artículo recubierto incluye el sustrato 1 (por ejemplo, sustrato de vidrio transparente, de color verde, bronce o azul verdoso de desde aproximadamente 1,0 hasta 10,0 mm de grosor, más preferiblemente desde aproximadamente 1,0 mm hasta 3,5 mm de grosor) y el recubrimiento 30 de baja E (o sistema de capas) proporcionado sobre el sustrato 1 o bien directa o bien indirectamente. El recubrimiento 30 (o sistema de capas) incluye, por ejemplo: la capa 3 dieléctrica de nitruro de silicio inferior que puede ser de Si3N4, o de nitruro de silicio de tipo rico en Si para la reducción de la turbidez, o de cualquier otro nitruro de silicio de estequiometría adecuada en diferentes realizaciones de esta invención, la capa 7 de contacto inferior (que entra en contacto con la capa 9 reflectante de IR inferior), la primera capa 9 reflectante de infrarrojos (IR) conductora y preferiblemente metálica o sustancialmente metálica, la capa 11 de contacto superior (que está en contacto con la capa 9), la capa 14 dieléctrica a base de y/o que incluye nitruro de silicio, la capa 17 de contacto inferior (que está en contacto con la capa 19 reflectante de IR), la segunda capa 19 reflectante de IR conductora y preferiblemente metálica o sustancialmente metálica, la capa 21 de contacto superior (que está en contacto con la capa 19), la capa 24 dieléctrica de nitruro de silicio que puede ser de Si3N4, del tipo rico en Si para la reducción de la turbidez, o de cualquier otro nitruro de silicio de estequiometría adecuada en diferentes realizaciones de esta invención, y la capa 27 de sobrerrecubrimiento de o que incluye un material tal como óxido de circonio (por ejemplo, ZrCh) y/u oxinitruro de circonio. Las capas 7, 11, 17 y 21 “de contacto” entran en contacto cada una con una capa reflectante de IR (por ejemplo, una capa a base de Ag). Las capas 3-27 mencionadas anteriormente constituyen el recubrimiento 30 de baja E (es decir, de baja emisividad) que se proporciona sobre el sustrato 1 de vidrio o plástico. Las capas 3-27 pueden depositarse por pulverización catódica sobre el sustrato 1 en determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención, depositándose cada capa por pulverización catódica a vacío usando uno o más objetivos según sea necesario (los objetivos de pulverización catódica pueden ser de cerámica o metálicos). Las capas metálicas o sustancialmente metálicas (por ejemplo, las capas 7, 9, 11, 17, 19 y 21) pueden someterse a pulverización catódica en una atmósfera que contiene gas argón, mientras que las capas nitruradas (por ejemplo, las capas 3, 7, 11, 14, 17, 21 y 24) pueden someterse a pulverización catódica en una atmósfera que contiene una mezcla de nitrógeno y gas argón. Las capas 7, 11, 17 y 21 de contacto pueden ser o no de nitruro en diferentes realizaciones de ejemplo de esta invención.
En casos monolíticos, el artículo recubierto incluye sólo un sustrato 1 de vidrio tal como se ilustra en la figura 1. Sin embargo, los artículos recubiertos monolíticos en el presente documento pueden usarse en dispositivos tales como parabrisas laminados de vehículos, unidades de ventana de IG y similares. En cuanto a las unidades de ventana de IG, una unidad de ventana de IG puede incluir dos sustratos de vidrio separados. Una unidad de ventana de IG de ejemplo se ilustra y describe, por ejemplo, en el documento de patente estadounidense n.° 2004/0005467, cuya divulgación se incorpora al presente documento como referencia. La figura 2 muestra una unidad de ventana de IG de ejemplo que incluye el sustrato 1 de vidrio recubierto mostrado en la figura 1 acoplado a otro sustrato 2 de vidrio a través de separador(es), sellante(s) 40 o similares, con un hueco 50 definido entre ellos. Este hueco 50 entre los sustratos en las realizaciones de unidad de ventana de IG puede llenarse, en determinados casos, con un gas tal como argón (Ar). Una unidad de IG de ejemplo puede comprender un par de sustratos de vidrio transparentes separados cada uno de aproximadamente 3-4 mm de grosor, uno de los cuales está recubierto con un recubrimiento 30 en el presente documento en determinados casos de ejemplo, donde el hueco 50 entre los sustratos puede ser de desde aproximadamente 5 hasta 30 mm, más preferiblemente desde aproximadamente 10 hasta 20 mm y lo más preferiblemente de aproximadamente 16 mm. En determinados casos de ejemplo, el recubrimiento 30 de baja emisividad puede proporcionarse sobre la superficie interior de cualquier sustrato orientado hacia el hueco (el recubrimiento se muestra sobre la superficie principal interior del sustrato 1 en la figura 2 orientado hacia el hueco 50, pero en su lugar podría estar sobre la superficie principal interior del sustrato 2 orientado hacia el hueco 50). C bien el sustrato 1 o bien el sustrato 2 puede ser el sustrato más externo de la unidad de ventana de IG en el exterior del edificio (por ejemplo, en la figura 2 el sustrato 1 es el sustrato más cercano al exterior del edificio, y el recubrimiento 30 se proporciona sobre la superficie n.° 2 de la unidad de ventana de IG).
En determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención, una, dos, tres o las cuatro capas 7, 11, 17, 21 de contacto pueden ser de o incluir NiCr (cualquier razón adecuada de Ni:Cr), y pueden estar nitruradas o no (NiCrNx). En determinadas realizaciones de ejemplo, una, dos, tres o las cuatro de estas capas 7, 11, 17, 21 que incluyen NiCr están sustancial o totalmente no oxidadas. En determinadas realizaciones de ejemplo, las capas 7, 11, 17 y 21 pueden ser todas de NiCr metálico o de NiCr sustancialmente metálico (aunque pueden estar presentes trazas de
otros elementos). En determinadas realizaciones de ejemplo, una, dos, tres o las cuatro capas 7, 11, 17, 21 a base de NiCr pueden comprender desde el 0 hasta el 10% de oxígeno, más preferiblemente desde el 0 hasta el 5% de oxígeno y lo más preferiblemente desde el 0 hasta el 2% oxígeno (% de átomos). En determinadas realizaciones de ejemplo, una, dos, tres o las cuatro de estas capas 7, 11, 17, 21 pueden contener desde el 0 hasta el 20% de nitrógeno, más preferiblemente desde el 1 hasta el 15% de nitrógeno y lo más preferiblemente desde aproximadamente el 1 hasta el 12% nitrógeno (% de átomos). Las capas 7, 11, 17 y/o 21 a base de NiCr pueden estar o no dopadas con otro(s) material(es) tales como acero inoxidable, Mo o similares. Se ha encontrado que el uso de la(s) capa(s) 7 y/o 17 de contacto a base de NiCr por debajo de la(s) capa(s) 9, 19 reflectante(s) de IR a base de plata mejora la durabilidad del artículo recubierto (en comparación con si las capas 7 y 17 fueran en cambio de ZnO).
Las capas 3, 14 y 24 dieléctricas pueden ser de o incluir nitruro de silicio en determinadas realizaciones de esta invención. Las capas 3, 14 y 24 de nitruro de silicio pueden mejorar, entre otras cosas, la capacidad de tratamiento con calor de los artículos recubiertos y proteger las otras capas durante e1HT opcional, por ejemplo, como el templado térmico o similar. Uno o más de los nitruros de silicio de las capas 3, 14, 24 pueden ser de tipo estequiométrico (es decir, Si3N4), o alternativamente del tipo rico en Si de nitruro de silicio en diferentes realizaciones de esta invención. La presencia de Si libre en una capa 3 y/o 14 que incluye nitruro de silicio rico en Si puede permitir, por ejemplo, que determinados átomos tales como el sodio (Na) que migran hacia el exterior desde el vidrio 1 durante el HT se detengan de manera más eficaz por la(s) capa(s) que incluye(n) nitruro de silicio rico en Si antes de que puedan alcanzar la plata y dañar la misma. Por tanto, se cree que el SixNy rico en Si puede reducir la cantidad de daño causado a la(s) capa(s) de plata durante el HT en determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención, permitiendo de ese modo que la resistencia de lámina (Rs) disminuya o permanezca aproximadamente igual de manera satisfactoria. Además, se cree que el SixNy rico en Si en las capas 3, 14 y/o 24 puede reducir la cantidad de daño (por ejemplo, oxidación) causado a la plata y/o al NiCr durante e1HT en determinadas realizaciones de ejemplo opcionales de esta invención. En determinadas realizaciones de ejemplo, cuando se usa nitruro de silicio rico en Si, la capa (3, 14 y/o 24) de nitruro de silicio rico en Si tal como se deposita puede caracterizarse por capa(s) de SixNy, donde x/y puede ser de desde 0,76 hasta 1,5, más preferiblemente desde 0,8 hasta 1,4, todavía más preferiblemente desde 0,82 hasta 1,2. Cualquiera y/o la totalidad de las capas de nitruro de silicio comentadas en el presente documento pueden doparse con otros materiales tales como acero inoxidable o aluminio en determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención. Por ejemplo, cualquiera y/o la totalidad de las capas 3, 14, 24 de nitruro de silicio comentadas en el presente documento pueden incluir opcionalmente desde aproximadamente el 0 hasta el 15% de aluminio, más preferiblemente desde aproximadamente el 1 hasta el 10% de aluminio, en determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención. El nitruro de silicio de las capas 3, 14, 24 puede depositarse sometiendo a pulverización catódica un objetivo de Si o SiAl, en una atmósfera que tiene gas argón y nitrógeno, en determinadas realizaciones de esta invención. También pueden proporcionarse pequeñas cantidades de oxígeno en determinados casos en las capas de nitruro de silicio.
Las capas 9 y 19 reflectantes de infrarrojos (IR) son preferiblemente sustancial o totalmente metálicas y/o conductoras, y pueden comprender o consistir esencialmente en plata (Ag), oro o cualquier otro material reflectante de IR adecuado. Las capas reflectantes 9 y 19 de infrarrojos ayudan a permitir que el recubrimiento tenga baja E y/o buenas características de control solar.
También pueden proporcionarse otra(s) capa(s) por debajo o por encima del recubrimiento ilustrado. Por tanto, aunque el sistema de capas o recubrimiento está “sobre” o “soportado” por el sustrato 1 (directa o indirectamente), puede(n) proporcionarse otra(s) capa(s) entre ellos. Así, por ejemplo, el recubrimiento de la figura 1 puede considerarse “sobre” y “soportado por” el sustrato 1 aunque se proporciona(n) otra(s) capas entre la capa 3 y el sustrato 1. Además, determinadas capas del recubrimiento ilustrado pueden eliminarse en determinadas realizaciones, mientras que pueden añadirse otras entre las diversas capas o la(s) diversa(s) capa(s) puede(n) dividirse con otra(s) capa(s) añadida(s) entre las secciones divididas en otras realizaciones de esta invención sin apartarse del espíritu general de determinadas realizaciones de esta invención.
Aunque pueden usarse diversos grosores y materiales en capas en diferentes realizaciones de esta invención, los grosores y materiales de ejemplo para las capas respectivas sobre el sustrato 1 de vidrio en la realización de la figura 1 son los siguientes, desde el sustrato de vidrio hacia el exterior (grosores físicos enumerados):
Materiales/grosores de ejemplo; realización de la figura 1
Capa Intervalo preferido (Á) Más preferido (Á) Ejemplo (A) Vidrio (1-10 mm de grosor)
SixNy (capa 3) 100-500 A 250-450 A 320 A NiCr o NiCrN (capa 7) 10-30 A 11-20 Á 12 A Ag (capa 9) 100-170 A 110-145 Á 127 A NiCr o NiCrN (capa 11) 10-30 Á 11-20 Á 10 A SixNy (capa 14) 300-1400 Á 700-1100 Á 865 A NiCr o NiCrN (capa 17) 10-30 Á 11-20 (Á) 11 A Ag (capa 19) 140-225 Á 150-215 Á 164 A
NiCr o NiCrN (capa 21) 8-30 A 10-20 Á 10 A SÍ3N4 (capa 24) 120-360 (A) 250-340 A 304 A ZrO2 (capa 27) 25-80 (A) 25-50 A 35 A
La segunda capa 19 reflectante de IR que comprende plata es al menos tan gruesa como la primera capa 9 reflectante de IR que comprende plata. En determinadas realizaciones preferidas, se ha encontrado que pueden lograrse resultados sorprendentemente beneficiosos cuando la segunda capa 19 reflectante de IR que comprende plata es más gruesa que la primera capa 9 reflectante de IR que comprende plata, más preferiblemente cuando la segunda capa 19 reflectante de IR es al menos 10 angstroms (A) más gruesa (más preferiblemente al menos 20 angstroms más gruesa) que la primera capa 9 reflectante de IR que comprende plata.
En determinadas realizaciones de ejemplo, la capa 27 de o que incluye óxido de circonio y/u oxinitruro de circonio es más delgada que cada una de las capas 9, 19 reflectantes de IR que comprenden plata en el recubrimiento 30. En determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención, cada una de las capas 9 y 19 reflectantes de IR que comprenden plata es al menos el doble de gruesa, y más preferiblemente al menos tres veces más gruesa, que la capa 27 o que incluye óxido de circonio y/u oxinitruro de circonio.
En determinadas realizaciones de ejemplo, la capa 14 central a base de nitruro de silicio es más gruesa que cada una de las otras capas 3 y 24 a base de nitruro de silicio, preferiblemente en al menos 100 angstroms, más preferiblemente en al menos 300 angstroms, y lo más preferiblemente en 400 angstroms. Además, en determinadas realizaciones de ejemplo, cada una de las capas 3, 14 y 24 a base de nitruro de silicio es al menos dos veces más gruesa que la capa 27 que incluye óxido de circonio, más preferiblemente al menos tres veces más gruesa, y lo más preferiblemente al menos cuatro o cinco veces más gruesa.
El recubrimiento 30 ofrece buena durabilidad y permite una menor reflexión interior y exterior en comparación con un recubrimiento de baja E a base de plata simple. Sin embargo, los valores de delta-E* están normalmente en el intervalo de 4-5. El recubrimiento, y los artículos recubiertos que incluyen el recubrimiento, pueden diseñarse para que aparezcan de color azul claro en la transmisión y la reflexión, pero pueden volverse ligeramente más neutros tras el HT opcional.
En determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención, los artículos recubiertos en el presente documento pueden tener las siguientes características ópticas y solares expuestas en la tabla 2 cuando se miden de manera monolítica (antes y/o después del HT opcional). Las resistencias de lámina (Rs) en el presente documento tienen en cuenta todas las capas reflectantes de IR (por ejemplo, las capas 9, 19 de plata). Obsérvese que “antes del tratamiento con calor” significa recocido, pero antes del tratamiento con calor a alta temperatura, tal como el templado térmico tal como se describe en el presente documento.
Características ópticas/solares (Monolítico - Antes del tratamiento con calor) Característica General Más preferido Lo más preferido
Rs (ohmios/cuadrado): <= 5,0 <= 4,0 <= 3,0
En: <= 0,08 <= 0,05 <= 0,04
Tvis (Ill. C 2°): 30-63% 45-60% 50-59%
Características ópticas/solares (Monolítico - Después del tratamiento con calor) Característica General Más preferido Lo más preferido
Rs (ohmios/cuadrado.): <= 5,0 <= 4,0 <= 3,0
En: <= 0,08 <= 0,05 <= 0,04
Tvis (Ill. C 2°): 30-63% 48-61% 52-60%
Puede observarse a partir de lo anterior que el tratamiento con calor (por ejemplo, templado térmico) aumenta ligeramente la transmisión visible del artículo recubierto.
En determinadas realizaciones laminadas de ejemplo de esta invención, los artículos recubiertos en el presente documento que se han tratado con calor opcionalmente hasta un grado suficiente para el templado, y que se han acoplado a otro sustrato de vidrio para formar una unidad de IG, pueden tener las características ópticas/solares mencionadas anteriormente en una estructura como se muestra en la figura 2 (por ejemplo, donde las dos láminas de vidrio tienen cada una 6 mm de grosor de vidrio transparente con un hueco de 16 mm entre ellas lleno con argón/aire 90/10). Tales unidades de ventana de IG pueden tener una transmisión visible de aproximadamente el 20-55% en determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención.
Los siguientes ejemplos se proporcionan únicamente con fines de ejemplo, y no se pretende que sean limitativos a menos que se reivindique específicamente.
Ejemplos 1-3
Los siguientes ejemplos 1-3 se realizaron mediante recubrimientos por pulverización catódica sobre sustratos de vidrio claros/transparentes de 6 mm de grosor para tener aproximadamente los apilamientos de capas expuestos en la figura 1 con los respectivos grosores de capa mostrados en la columna de “ejemplo” en la tabla anterior con respecto a los grosores de capa.
A continuación se exponen las características ópticas de los ejemplos 1-3 medidas para un artículo monolítico recubierto tal como se muestra en la figura 1. Todos los valores medidos en la tabla inmediatamente a continuación son antes del HT. Obsérvese que “f” se refiere a la reflexión de la película, es decir, la reflexión desde el lado de película del artículo recubierto, mientras que “g” se refiere a la reflexión de lado de vidrio.
Monolítico (antes del HT)
Característica Ej. 1 Ej. 2 Ej. 3
Tvis (o TY)(Ill. C 2°): 52,3% 54% 54,5%
a*t (Ill. C 2°): -2,8 -4,0 -3,6
b*t (Ill. C 2°): -5,2 -4,6 -6,1
RfY (Ill. C, 2 grad.): 10,3% 8,4% 7,1%
a*f (Ill. C, 2°): -10,5 -5,4 -5,1
b*f (111. C, 2°): 8,5 1,8 1,9
RgY (Ill. C, 2 grad.): 9,8 8,7% 8,0%
a*g (Ill. C, 2°): -4,3 -1,9 -1,3
b*g (Ill. C, 2°): -5,7 -9,3 -9,4
Puede observarse a partir de los ejemplos anteriores que los artículos recubiertos medidos de manera monolítica tenían una transmisión visible baja deseable y un color reflectante de lado de vidrio bastante deseable. En particular, a*g monolítico (color a* reflectante de lado de vidrio) estaba en un intervalo deseable de desde aproximadamente -1 hasta -5, y b*g (color b* reflectante de lado de vidrio) estaba en un intervalo deseable de desde aproximadamente -5 hasta -10. Además, la reflexión de lado de vidrio (RgY) fue buena porque estaba por debajo del 10%, más preferiblemente no mayor del 9%. Estas son características deseables, especialmente cuando el artículo recubierto va a colocarse en una unidad de ventana de IG tal como se muestra en la figura 2.
A continuación se exponen las características ópticas de los ejemplos 1-3 medidas para un artículo monolítico recubierto después del templado térmico.
Monolítico (después del HT)
Característica Ej. 1 Ej. 2 Ej. 3
Tvis (o TY)(Ill. C 2°): 59,8% 55,6% 54,2%
a*t (Ill. C 2°): -3,9 -5,3 -4,8
b*t (Ill. C 2°): -5,0 -6,2 -6,6
RfY (Ill. C, 2 grad.): 10,4% 6,1% 6,7%
a*f (Ill. C, 2°): -14,8 -5,3 -6,4
b*f (Ill. C, 2°): 8,2 -0,3 -0,6
RgY (Ill. C, 2 grad.): 9,7 9,0% 9,1%
a*g (Ill. C, 2°): -9,6 -0,9 -0,9
b*g (Ill. C, 2°): -3,9 -10,9 -10,2
Puede observarse a partir de los ejemplos anteriores que los artículos recubiertos medidos de manera monolítica tenían una transmisión visible baja deseable y un color reflectante de lado de vidrio bastante deseable. En particular, a*g monolítico (color a* reflectante de lado de vidrio) estaba en un intervalo deseable en los ejemplos 2-3 de desde aproximadamente 0 hasta -2, y b*g (color b* reflectante de lado de vidrio) estaba en un intervalo deseable en los ejemplos 2-3 de desde aproximadamente -8 a -12. Además, la reflexión de lado de vidrio (RgY) fue buena porque estaba por debajo del 10%. Estas son características deseables, especialmente cuando el artículo recubierto va a colocarse en una unidad de ventana de IG tal como se muestra en la figura 2.
A continuación se exponen las características ópticas de unidades de ventana de IG que incluyen los artículos recubiertos de los ejemplos 1-3, concretamente cuando los artículos recubiertos están ubicados en unidades de ventana de IG tal como se muestra en la figura 2 (sobre la superficie n.° 2 de la unidad de IG, de modo que los valores de reflexión de lado de vidrio son indicativos desde el exterior). Estos valores son para un artículo recubierto sin HT usado en la unidad de IG (es decir, no templado térmicamente).
Unidad de IG (sin HT)
Característica Ej. 1 Ej. 2 Ej. 3
Tvis (o TY)(Ill. C 2°): 47,1% 48,4% 48,4%
a*t (III. C 2°): -4,1 -5,1 -4,6 b*t (III. C 2°): -4,6 -4,3 -5,4 RfY (III. C, 2 grad.): 16,3% 14,8% 13,5% a*f (III. C, 2°): -7,2 -4,1 -4,3 b*f (III. C, 2°): 4,3 0,7 1,5 RgY (III. C, 2 grad.): 12,0% 11,0% 10,0% a*g (III. C, 2°): -4,4 -2,7 -2,4 b*g (III. C, 2°): -6,3 -9,3 -9,2
Claims (15)
- REIVINDICACIONESi. Artículo recubierto que incluye un recubrimiento (30) soportado por un sustrato (1) de vidrio, comprendiendo el recubrimiento (30): capas reflectantes de infrarrojos (IR) primera (9) y segunda (19) que comprenden plata, estando ubicada la primera capa (9) reflectante de IR más cerca del sustrato (1) de vidrio que la segunda capa (19) reflectante de IR; una primera capa (11) de contacto ubicada sobre y en contacto directo con la primera capa (9) reflectante de IR que comprende plata; una capa (14) dieléctrica que comprende nitruro de silicio ubicada sobre y en contacto directo con la primera capa (11) de contacto; una segunda capa (17) de contacto ubicada sobre y en contacto directo con la capa (14) que comprende nitruro de silicio; estando ubicada la segunda capa (19) reflectante de IR que comprende plata sobre y en contacto directo con la segunda capa (17) de contacto; una tercera capa (21) de contacto ubicada sobre y en contacto directo con la segunda capa (19) reflectante de IR; otra capa (24) dieléctrica que comprende nitruro de silicio ubicada sobre y en contacto directo con la tercera capa (21) de contacto; una capa (27) que comprende óxido de circonio ubicada sobre y en contacto directo con la otra capa (24) dieléctrica que comprende nitruro de silicio; en el que la segunda capa (19) reflectante de IR que comprende plata es más gruesa que la primera capa (9) reflectante de IR que comprende plata; en el que cada una de las capas reflectantes de IR primera (9) y segunda (19) que comprenden plata es al menos el doble de gruesa que la capa (27) que comprende óxido de circonio; y en el que el artículo recubierto tiene una transmisión visible, medida de manera monolítica, no mayor del 60%.
- 2. Artículo recubierto según la reivindicación 1, en el que las capas de contacto primera (11), segunda (17) y tercera (21) comprenden NiCr.
- 3. Artículo recubierto según la reivindicación 2, en el que cada una de las capas reflectantes de IR primera (9) y segunda (19) que comprenden plata es al menos tres veces más gruesa que la capa (27) que comprende óxido de circonio, preferiblemente en el que cada una de las capas reflectantes de IR primera y segunda que comprenden plata es al menos cuatro veces más gruesa que la capa (27) que comprende óxido de circonio.
- 4. Artículo recubierto según la reivindicación 2 ó 3, en el que la capa (27) que comprende óxido de circonio comprende además nitrógeno.
- 5. Artículo recubierto según cualquiera de las reivindicaciones 2-4, en el que la segunda capa (19) reflectante de IR que comprende plata es al menos 10 A más gruesa que la primera capa (9) reflectante de IR que comprende plata; preferiblemente en el que la segunda capa (19) reflectante de IR que comprende plata es al menos 20 A más gruesa que la primera capa (9) reflectante de IR que comprende plata; más preferiblemente en el que la segunda capa (19) reflectante de IR que comprende plata es al menos 30 A más gruesa que la primera capa (9) reflectante de IR que comprende plata.
- 6. Artículo recubierto según cualquiera de las reivindicaciones 2-5, en el que la capa (14) dieléctrica que comprende nitruro de silicio que está ubicada sobre y en contacto directo con la primera capa (11) de contacto que comprende NiCr es amorfa.
- 7. Artículo recubierto según cualquiera de las reivindicaciones 2-6, en el que la primera capa (11) de contacto que comprende NiCr es sustancialmente metálica o metálica y contiene no más de aproximadamente el 5% de átomos de oxígeno; y/o en el que la segunda capa (17) de contacto que comprende NiCr es sustancialmente metálica o metálica y contiene no más de aproximadamente el 5% de átomos de oxígeno; y/o en el que la tercera capa (21) de contacto que comprende NiCr es sustancialmente metálica o metálica y contiene no más de aproximadamente el 5% de átomos de oxígeno.
- 8. Artículo recubierto según cualquiera de las reivindicaciones 2-7, en el que dichas capas de contacto primera (11), segunda (17) y/o tercera (21) contienen además nitrógeno.
- 9. Artículo recubierto según cualquiera de las reivindicaciones 2-8, en el que dicho artículo recubierto tiene una transmisión visible de desde aproximadamente el 20% hasta el 60% medida de manera monolítica.
- 10. Artículo recubierto según cualquiera de las reivindicaciones 2-9, en el que dicho artículo recubierto no se templa térmicamente y tiene una transmisión visible de desde aproximadamente el 20% hasta el 55% medida de manera monolítica.
- 11. Artículo recubierto según cualquiera de las reivindicaciones 2-9, en el que el artículo recubierto se templa térmicamente; preferiblemente en el que el artículo recubierto se trata con calor y tiene un valor de AE* de reflexión de lado de vidrio no mayor del 5,0 debido al tratamiento con calor; más preferiblemente en el que el artículo recubierto se trata con calor y tiene un valor de AE* de reflexión de lado de vidrio no mayor del 4,5 debido al tratamiento con calor.
- 12. Artículo recubierto según cualquiera de las reivindicaciones 2-11, en el que la primera capa (9) reflectante de IR que comprende plata tiene un grosor de desde 11,0 hasta 14,5 nm (110 - 145 A), y la segunda capa (19) reflectante de IR que comprende plata tiene un grosor de desde 15,0 hasta 21,5 nm (150 - 215 A).
- 13. Artículo recubierto según cualquiera de las reivindicaciones 2-12, en el que la capa (27) que comprende óxido de circonio tiene un grosor de desde 2,5 hasta 5,0 nm (25 - 50 A).
- 14. Artículo recubierto según cualquiera de las reivindicaciones 2-13, en el que el recubrimiento (30) tiene una resistencia de lámina (Rs) menor que o igual a 4,0 ohmios/cuadrado.
- 15. Unidad de ventana de IG que incluye el artículo recubierto según cualquiera de las reivindicaciones 2-14, y otro sustrato (2) de vidrio que se acopla a dicho artículo recubierto.
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