ES2899662T3 - Ventana con recubrimiento de baja E tratado con UV y método de fabricación de la misma - Google Patents
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Abstract
Método de fabricación de un artículo recubierto para su uso en una ventana, comprendiendo el método: tener un artículo recubierto que incluye un sustrato de vidrio que soporta un recubrimiento que comprende al menos una capa reflectante de infrarrojos, IR, que comprende plata ubicada directamente sobre y en contacto con una capa que comprende óxido metálico que puede absorber radiación ultravioleta, UV; dirigir la radiación UV desde al menos una fuente de UV hacia el recubrimiento y exponer el recubrimiento a radiación UV con el fin de reducir la resistencia de lámina del recubrimiento y/o aumentar la transmisión visible del recubrimiento.
Description
DESCRIPCIÓN
Ventana con recubrimiento de baja E tratado con UV y método de fabricación de la misma
Determinadas realizaciones de esta invención se refieren a un artículo recubierto que incluye un recubrimiento de baja emisividad (baja E) para su uso en una ventana, donde el recubrimiento de baja E se expone de manera intencionada a radiación ultravioleta (UV) intensa con el fin de mejorar las propiedades eléctricas, de bloqueo térmico y/u ópticas del recubrimiento y, por tanto, del artículo recubierto. El recubrimiento de baja E incluye al menos una capa reflectante de infrarrojos (IR) que comprende o que consiste esencialmente en plata, donde la capa que incluye plata se ubica sobre (por ejemplo, se hace crecer mediante pulverización catódica) y directamente en contacto con una capa de contacto/semilla que comprende o que consiste esencialmente en un material tal como óxido de cinc y/o estannato de cinc. La capa reflectante de IR y la capa de contacto/semilla pueden ubicarse entre capas dieléctricas en el recubrimiento de baja E. Exponer el recubrimiento de baja E a radiación UV, por ejemplo, emitida por una(s) lámpara(s) UV y/o láser(es) UV, permite el calentamiento selectivo de la capa de contacto/semilla (por ejemplo, de óxido de cinc y/o estannato de cinc) que a su vez transfiere la energía térmica a la capa reflectante de IR adyacente de o que incluye plata. Este calentamiento de la capa que incluye plata mejora las propiedades eléctricas, ópticas y/o de bloqueo térmico de la capa de plata. Por ejemplo, este calentamiento de la capa a base de plata provocado por la exposición del recubrimiento de baja E a la radiación UV, aumenta la conductividad de la capa a base de plata (reduce su resistencia), lo que a su vez aumenta su capacidad para bloquear (por ejemplo, reflejar) radiación IR indeseable. Como otro ejemplo, este calentamiento de la capa a base de plata provocado por la exposición del recubrimiento de baja E a la radiación UV aumenta la transmisión visible de la capa a base de plata, mejorando de ese modo sus propiedades ópticas. El artículo recubierto tratado con UV, con sus propiedades ópticas, de bloqueo térmico y eléctricas mejoradas, puede usarse en el contexto de unidades de ventana de vidrio aislante (IG) o monolítico, tales como ventanas arquitectónicas para edificios de oficinas y/o edificios de apartamentos, ventanas para viviendas, ventanas para puertas de congeladores y/o ventanas de vehículos.
Antecedentes de la invención
Se conocen en la técnica unidades de ventana de IG. Por ejemplo, véanse las patentes estadounidenses n.os 6.632.491, 6.014.872; 5.800.933; 5.784.853; 5.557.462; 5.514.476; 5.308.662; 5.306.547; y 5.156.894, incorporadas todas ellas por la presente en el presente documento como referencia. Una unidad de ventana de IG normalmente incluye al menos un primer y un segundo sustrato separados entre sí por al menos un espaciador y/o sello. El hueco o espacio entre los sustratos separados puede llenarse o no con un gas (por ejemplo, argón) y/o evacuarse a una presión menor que la presión atmosférica en diferentes casos. En ocasiones se usan recubrimientos de control solar, tales como recubrimientos de baja E, en relación con las unidades de ventana de IG para bloquear que los rayos IR alcancen el interior de un edificio en el que se ubica la unidad de ventana de IG.
Se conocen en la técnica recubrimientos de control solar de película delgada depositada por pulverización catódica (por ejemplo, de baja E) sobre vidrio. Por ejemplo, véanse las patentes estadounidenses n.os 8.173.263, 8.142.622, 8.124.237, 8.101.278, 8.017.243, 7.998.320, 7.964.284, 7.897.260, 7.879.448, 7.858.191, 7.267.879, 6.576.349, 7.217.461, 7.153.579, 5.800.933, 5.837.108, 5.557.462, 6.014.872, 5.514.476, 5.935.702, 4.965.121, 5.563.734, 6.030.671, 4.898.790, 5.902.505, 3.682.528, incorporadas todas ellas por la presente en el presente documento como referencia. La deposición por pulverización catódica de recubrimientos de baja E aproximadamente a temperatura ambiente, sin usar un sustrato calentado de manera intencionada, es ventajosa debido al menor coste de las recubridoras al vacío no calentadas, la alta tasa de deposición, el ahorro de energía durante la deposición y el menor mantenimiento.
El documento JP 2003012345 A describe procedimientos para dar color a vidrios de protección térmica.
El documento US 2010/071810 A1 describe procedimientos para tratar recubrimientos de baja E con una fuente de luz infrarroja.
Un recubrimiento de baja E depositado por pulverización catódica habitualmente incluye varias capas, incluyendo una capa de plata que se deposita directamente sobre una capa de contacto/semilla de un material tal como óxido de cinc o estannato de cinc (ZnSnOX ). La plata tiene transmisión en el intervalo visible en espesores apropiados y reflexión en el intervalo de IR del espectro. Las condiciones de deposición de la capa de contacto/semilla y la(s) capa(s) sobre la plata determinan las propiedades ópticas y eléctricas de la plata, tal como el coeficiente de ganancia de calor solar, la emisividad, la resistencia de lámina y la transmisión visible. La calidad de las capas delgadas de plata depositadas por pulverización catódica a temperatura ambiente es deficiente y, a menudo, se requiere un tratamiento térmico para mejorar las propiedades ópticas y eléctricas de la plata a niveles aceptables. Tal tratamiento térmico (HT) se realiza normalmente en un horno de convección, por ejemplo, se realiza en combinación con el templado del vidrio para productos que pueden someterse a templado. Sin embargo, también existen productos que no pueden someterse a templado y no templados que no tienen la ventaja de haber sometido la plata al HT durante el proceso de templado.
Sería deseable poder mejorar la calidad de las capas de plata depositadas por pulverización catódica, por ejemplo,
en el contexto de recubrimientos de baja E, sin tener que someter el artículo recubierto, incluyendo el recubrimiento, a un proceso de templado térmico. Los intentos de mejorar la calidad de la plata depositada por pulverización catódica a temperatura ambiente en recubrimientos de baja E mediante irradiación IR han resultado ser problemáticos porque gran parte de la radiación IR, si se expone desde el lado de recubrimiento del vidrio, se refleja por la plata, o si se expone desde el lado de vidrio del artículo recubierto, se absorbe primero por el vidrio antes de alcanzar el recubrimiento y puede dañar el sustrato de vidrio antes de que la temperatura se eleve hasta niveles suficientes para mejorar la calidad de la plata. Se ha encontrado, según determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención, que la exposición a UV es muy ventajosa con respecto a la mejora de la calidad de la(s) capa(s) de plata depositada(s) por pulverización catódica, por ejemplo, en el contexto de recubrimientos de baja E. Por ejemplo, el artículo recubierto (por ejemplo, sustrato de vidrio con un recubrimiento de baja E sobre el mismo) puede exponerse desde el lado del recubrimiento de modo que la radiación UV se absorba por la(s) parte(s) del recubrimiento sin dañar el sustrato de vidrio, y gran parte la radiación UV puede atravesar la(s) capa(s) de plata sin reflejarse antes de que pueda realizar el calentamiento deseado calentando otra(s) capa(s) que pueden transferir calor a la plata para mejorar sus propiedades ópticas y eléctricas. Por tanto, en determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención, puede usarse exposición a UV de un recubrimiento de baja E para mejorar eficazmente las propiedades ópticas y/o eléctricas de la(s) capa(s) a base de plata y, por tanto, para mejorar también tales propiedades del recubrimiento global, tales como uno o más de coeficiente de ganancia de calor solar, emisividad, resistencia de lámina y transmisión visible.
Breve sumario de realizaciones de ejemplo de la invención
Determinadas realizaciones de esta invención se refieren a un artículo recubierto que incluye un recubrimiento de baja emisividad (baja E) para su uso en una ventana, donde el recubrimiento de baja E se expone de manera intencionada a radiación ultravioleta (UV) intensa con el fin de mejorar las propiedades eléctricas, de bloqueo térmico y/u ópticas del recubrimiento y, por tanto, del artículo recubierto. El recubrimiento de baja E puede incluir al menos una capa reflectante de infrarrojos (IR) que comprende o que consiste esencialmente en plata, donde la capa que incluye plata se ubica sobre (por ejemplo, se hace crecer mediante pulverización catódica) y directamente en contacto con una capa de contacto/semilla que comprende o que consiste esencialmente en un material tal como óxido de cinc y/o estannato de cinc. La capa reflectante de IR y la capa de contacto/semilla pueden ubicarse entre capas dieléctricas en el recubrimiento de baja E. Exponer el recubrimiento de baja E a radiación UV, por ejemplo, emitida por una(s) lámpara(s) UV y/o láser(es) U v , permite el calentamiento selectivo de la(s) capa(s) de contacto/semilla (por ejemplo, de óxido de cinc y/o estannato de cinc) que a su vez transfiere la energía térmica a la capa reflectante de IR adyacente de o que incluye plata. Este calentamiento de la capa que incluye plata, por medio del calor generado por la absorción de los rayos UV por parte de la capa de contacto/semilla y la generación de calor resultante, mejora las propiedades de eléctricas, ópticas y/o de bloqueo térmico de la capa de plata. Por ejemplo, este calentamiento de la capa a base de plata provocado por la exposición del recubrimiento de baja E a la radiación UV aumenta la conductividad de la capa a base de plata (reduce su resistencia), lo que a su vez aumenta su capacidad para bloquear (por ejemplo, reflejar) radiación IR indeseable. Como otro ejemplo, este calentamiento de la capa a base de plata provocado por la exposición del recubrimiento de baja E a la radiación UV aumenta la transmisión visible de la capa a base de plata, mejorando de ese modo sus propiedades ópticas. En determinadas realizaciones de ejemplo, la totalidad o sustancialmente la totalidad del recubrimiento (con respecto a su área tal como se observa desde arriba) se expone a la radiación UV, de modo que la totalidad o sustancialmente la totalidad de la capa a base de plata mejora con respecto a las propiedades eléctricas, ópticas y/o de bloqueo térmico. La banda prohibida de la(s) capa(s) de contacto/semilla es de manera que la(s) capa(s) de contacto/semilla absorbe(n) más radiación UV que cualquier otra capa en el recubrimiento en determinadas realizaciones de ejemplo y, por tanto, es/son la(s) principal(es) capa(s) que genera(n) calor. La exposición intensa a UV hace que la capa de contacto/semilla y la capa a base de plata se calienten en las áreas expuestas. El calentamiento de la capa de contacto/semilla hace que la capa de plata adyacente también se caliente en las áreas expuestas a UV, cambiando de ese modo físicamente la capa de plata en esas áreas para densificar y hacer que la capa de plata se vuelva más conductora y más transparente a la luz visible en las áreas expuestas. El tratamiento con UV puede realizarse después de que se haya depositado todo el recubrimiento de baja E sobre el sustrato, y/o durante o después de que se hayan depositado la capa de contacto/semilla y la capa que incluye plata, pero antes de que se depositen otras capas superpuestas. El artículo recubierto tratado con UV, con sus propiedades de eléctricas, ópticas y/o de bloqueo térmico mejoradas, puede usarse en el contexto de unidades de ventana de vidrio aislante (IG) o monolítico, tales como ventanas arquitectónicas para edificios de oficinas y/o edificios de apartamentos, ventanas para viviendas, ventanas para puertas de congeladores y/o ventanas de vehículos.
En determinadas realizaciones de ejemplo, se proporciona un método de fabricación de un artículo recubierto para su uso en una ventana, comprendiendo el método: tener un artículo recubierto que incluye un sustrato que soporta un recubrimiento que comprende al menos una capa que comprende plata ubicada sobre una capa que comprende óxido metálico que puede absorber radiación ultravioleta (UV); dirigir la radiación UV desde al menos una fuente de UV hacia el recubrimiento y exponer el recubrimiento a radiación UV con el fin de reducir la resistencia de lámina del recubrimiento y/o aumentar la transmisión visible del recubrimiento.
En determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención, se proporciona un método de fabricación de un artículo recubierto para su uso en una ventana, comprendiendo el método: tener un artículo recubierto que incluye un
sustrato de vidrio que soporta un recubrimiento (por ejemplo, recubrimiento de baja E) que comprende al menos una capa sustancialmente metálica (por ejemplo, capa a base de Au o Ag) ubicada directamente sobre y en contacto con una capa que comprende óxido metálico que tiene una banda prohibida de desde 3,2 hasta 3,4 eV; dirigir la radiación UV desde al menos una fuente de UV hacia el recubrimiento y exponer el recubrimiento a radiación UV con el fin de reducir la resistencia de lámina del recubrimiento y aumentar la transmisión visible del recubrimiento.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en sección transversal de una técnica usada en la fabricación de un artículo recubierto para su uso en una ventana según una realización de ejemplo de esta invención.
La figura 2 es una vista en sección transversal parcial de una unidad de ventana de vidrio aislante (IG) fabricada usando al menos la técnica de la figura 1.
Descripción detallada de realizaciones de ejemplo de la invención
Se hace referencia ahora más particularmente a los dibujos adjuntos en los que los números de referencia iguales indican partes iguales a lo largo de las diversas vistas.
En referencia a las figuras 1-2, determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención se refieren a un artículo recubierto que incluye un recubrimiento 5 de baja emisividad (baja E) sobre un sustrato 1 (por ejemplo, un sustrato de vidrio) para su uso en una ventana, donde el recubrimiento 5 de baja E se expone de manera intencionada a radiación 21 ultravioleta (UV) intensa con el fin de mejorar las propiedades eléctricas, de bloqueo térmico y/u ópticas del recubrimiento y, por tanto, del artículo recubierto. Puede(n) usarse una(s) fuente(s) 20 de radiación para exponer el recubrimiento a radiación UV emitida desde la(s) misma(s). La(s) fuente(s) 20 de radiación puede(n) ser un láser y/o lámpara ultravioleta (UV) para emitir radiación 21 UV en determinadas realizaciones de ejemplo, tales como un láser de estado sólido de UV o de excímero de UV. El recubrimiento 5 de baja E puede incluir al menos una capa 11 reflectante de infrarrojos (IR) metálica y/o sustancialmente metálica que comprende o que consiste esencialmente en plata, donde la capa 11 que incluye plata está ubicada sobre (por ejemplo, se hace crecer mediante pulverización catódica) y directamente en contacto con una capa 9 de contacto/semilla que comprende o que consiste esencialmente en un material tal como óxido de cinc, óxido de estaño y/o estannato de cinc. La capa 11 reflectante de IR y la capa 9 de contacto/semilla pueden ubicarse entre capas 7 y 15 dieléctricas en el recubrimiento de baja E. Exponer el recubrimiento 5 de baja E a radiación 21 UV, por ejemplo, emitida por una(s) lámpara(s) 20 UV y/o láser(es) UV, permite el calentamiento selectivo de la(s) capa(s) 9 de contacto/semilla (por ejemplo, de óxido de cinc, óxido de estaño y/o estannato de cinc) que a su vez transfiere la energía térmica a la capa 11 reflectante de IR adyacente de o que incluye plata. Este calentamiento de la capa 11 que incluye plata, por medio del calor generado por la absorción de UV por la capa de contacto/semilla y la generación de calor resultante, mejora las propiedades eléctricas, ópticas y de bloqueo térmico de la capa de plata. Por ejemplo, este calentamiento de la capa 11 a base de plata provocado por la exposición del recubrimiento 5 de baja E a la radiación 21 UV, aumenta la conductividad de la capa a base de plata (reduce su resistencia), lo que a su vez aumenta su capacidad para bloquear (por ejemplo, reflejar) radiación IR indeseable. Como otro ejemplo, este calentamiento de la capa 11 a base de plata provocado por la exposición del recubrimiento de baja E a la radiación 21 UV aumenta la transmisión visible de la capa 11 a base de plata mejorando de ese modo sus propiedades ópticas. En determinadas realizaciones de ejemplo, la totalidad o sustancialmente la totalidad del recubrimiento (con respecto a su área tal como se observa desde arriba) se expone a la radiación UV, de modo que la totalidad o sustancialmente la totalidad de la capa 11 a base de plata mejora con respecto a las propiedades eléctricas, ópticas y/o de bloqueo térmico. La banda prohibida de la(s) capa(s) 9 de contacto/semilla es de manera que la(s) capa(s) 9 de contacto/semilla absorbe(n) más radiación UV que cualquier otra capa (7, 11, 13, 15) en el recubrimiento en determinadas realizaciones de ejemplo, y por tanto es/son la(s) principal(es) capa(s) que genera(n) calor. La exposición intensa a UV hace que la capa 9 de contacto/semilla y la capa 11 a base de plata se calienten en las áreas expuestas. El calentamiento de la capa 9 de contacto/semilla hace que la capa 11 de plata adyacente también se caliente en las áreas expuestas a UV, cambiando de ese modo físicamente la capa 11 de plata en esas áreas para densificar y hacer que la capa 11 de plata se vuelva más conductora y más transparente a la luz visible en las áreas expuestas. Los usos de la radicación 21 UV a partir de la(s) fuente(s) 20 permite el calentamiento selectivo de la capa 9 de contacto/semilla (que puede ser un semiconductor), con transferencia posterior de la energía térmica a la capa 11 a base de plata (en contraposición a la irradiación IR que se desperdiciaría en gran medida en el vidrio). Buenas opciones para el material de la capa 9 de semilla/contacto son semiconductores de óxido de cinc o estannato de cinc con bandas prohibidas que oscilan entre aproximadamente 3,15 y 3,45, más preferiblemente entre aproximadamente 3,2 y 3,4 eV, lo que hace que la capa 9 de contacto/semilla absorba longitudes de onda de UV más cortas de 364-387 nm. Por ejemplo, la línea de emisión a 355 nm, común para los láseres UV de estado sólido y de excímero, se absorbe por tales materiales de capa de semilla/contacto pero se absorbe escasamente por el vidrio 1 (sólo hasta el 15% de la radiación UV de 355 nm se absorbe por el vidrio) de modo que el vidrio no se calienta significativamente por ello. El tratamiento UV puede realizarse una vez que todo el recubrimiento 5 de baja E se ha depositado sobre el sustrato, y/o durante o después de que la capa 9 de contacto/semilla y la capa 11 que incluye plata se hayan depositado, pero antes de que se depositen otras capas 13 y 15 superpuestas. La energía usada para mejorar la calidad de la capa 11 a base de plata a través de la exposición UV es una fracción de la energía requerida para
provocar esencialmente los mismos cambios mientras se calienta el artículo recubierto durante un proceso de templado térmico en un horno de convección convencional donde la mayoría de la energía se desperdicia al calentar el vidrio. Se reconocerá que la exposición a UV no templa térmicamente el sustrato 1 de vidrio que soporta el recubrimiento 5. Por tanto, el sustrato 1 de vidrio no se templa térmicamente en determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención.
El artículo recubierto tratado con UV, con sus propiedades eléctricas, ópticas y/o de bloqueo térmico mejoradas, puede usarse en el contexto de unidades de ventana de vidrio aislante (IG) o monolítico, tales como ventanas arquitectónicas para edificios de oficinas y/o edificios de apartamentos, ventanas para viviendas, ventanas para puertas de congeladores y/o ventanas de vehículos. En las realizaciones de unidad de ventana de IG (por ejemplo, véase la figura 2), la unidad de ventana de IG incluye un primer y un segundo sustratos 1 y 3 (por ejemplo, sustratos de vidrio) separados entre sí, en la que al menos uno de los sustratos 1 soporta el recubrimiento 5 solar tratado con UV tal como un recubrimiento de baja emisividad (baja E). En las realizaciones de ventana monolítica, un sustrato 1 (por ejemplo, sustrato de vidrio) soporta el recubrimiento 5 tratado con UV.
Existen numerosas ventajas de mejorar la calidad de la plata mediante la exposición a los rayos UV, sin tener que calentar el vidrio 1 que soporta el recubrimiento 5 en un horno de convección típico durante el templado térmico. El calentamiento del sustrato 1 de vidrio (por ejemplo, en un horno de convección durante el templado térmico) está asociado con la lixiviación de determinados elementos difusibles del vidrio tales como sodio y potasio. Cuando migran hacia la superficie del vidrio, estos elementos pueden poner en peligro la calidad del vidrio y/o recubrimiento y contribuir a la corrosión en determinadas situaciones durante períodos de tiempo prolongados. Por tanto, es deseable poder calentar la plata 11 a través de UV 21 sin tener que calentar significativamente el sustrato 1 de vidrio que soporta el recubrimiento 5. A este respecto, la(s) fuente (s) 20 de UV pueden situarse en el mismo lado del sustrato 1 de vidrio en el que se ubica el recubrimiento 5, para reducir adicionalmente el calentamiento del vidrio, ya que la capa 9 de contacto/semilla absorbe cantidades significativas de radiación UV antes de alcanzar el sustrato 1 de vidrio. Aunque es posible que el vidrio 1 pueda templarse térmicamente antes y/o después de la exposición a UV según determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención, se señala que el templado térmico no es necesario para mejorar la calidad de la plata debido a la exposición a UV. Además, si la calidad de la plata puede mejorarse a través de UV sin requerir necesariamente templado térmico, entonces pueden fabricarse productos de baja E, tanto que pueden templarse como que no pueden templarse, usando esencialmente la misma fórmula o apilamiento de capas; en tal caso, la mejora de la calidad de la plata para productos que no pueden templarse puede realizarse a través de la exposición a UV comentada en el presente documento, mientras que la mejora de la calidad de la plata para productos que pueden templarse puede realizarse a través de templado por convección y/o a través de una combinación de templado no térmicos (por ejemplo, templado químico) y exposición a UV comentada en el presente documento. Además, con la exposición a U v , puede lograrse una mejora en la calidad de la plata usando una fracción de la energía en comparación con el calentamiento por convección, tal como el templado térmico.
La figura 1 es una vista en sección transversal de una técnica usada en la fabricación de una ventana según una realización de ejemplo de esta invención. Tal como se muestra en la figura 1, se proporciona un artículo recubierto que incluye un sustrato 1 de vidrio que soporta un recubrimiento 5 de control solar. Aunque el sustrato 1 es preferiblemente de vidrio, podría ser de otro material. Recubrimientos 5 de gestión/control solar de ejemplo (por ejemplo, recubrimientos de baja E) que pueden proporcionarse sobre el sustrato 1 se describen en las patentes estadounidenses n.os 8.173.263, 8.142.622, 8.124.237, 8.101.278, 8.017.243, 7.998.320, 7.964.284, 7.897.260, 7.879.448, 7.858.191, 7.267.879, 6.576.349, 7.217.461, 7.153.579, 5.800.933, 5.837.108, 5.557.462, 6.014.872, 5.514.476, 5.935.702, 4.965.121, 5.563.734, 6.030.671, 4.898.790, 5.902.505, 3.682.528, incorporadas todas ellas por la presente en el presente documento como referencia. En determinadas realizaciones de ejemplo, el recubrimiento 5 de gestión solar puede tener una emisividad (En) no mayor de 0,12, más preferiblemente no mayor de 0,10, y/o una resistencia de lámina (Rs) no mayor de 10 ohmios/cuadrado, más preferiblemente no mayor de 8 ohmios/cuadrado. Naturalmente, los recubrimientos 5 de gestión solar (por ejemplo, recubrimientos de baja E) en el presente documento no se limitan a estos recubrimientos particulares, y en su lugar puede usarse cualquier otro recubrimiento de gestión solar adecuado que pueda bloquear cantidades de radiación IR. Los recubrimientos 5 de gestión solar en el presente documento pueden depositarse sobre el sustrato 1 de cualquier manera adecuada, incluyendo pero sin limitarse a, pulverización catódica (por ejemplo, aproximadamente a temperatura ambiente), deposición de vapor y/o cualquier otra técnica adecuada.
Un recubrimiento de baja E normalmente incluye al menos una capa 11 reflectante de IR de o que incluye plata intercalada entre al menos una capa dieléctrica 7 inferior y una capa 15 dieléctrica superior. El recubrimiento 5 de baja E de ejemplo en la figura 1 puede incluir, por ejemplo, una(s) capa(s) 7 dieléctrica(s) inferior(es) de o que incluye(n) óxido de titanio o nitruro de silicio, una capa 9 de contacto/semilla inferior de o que incluye óxido de cinc (por ejemplo, ZnO), óxido de aluminio y cinc, estannato de cinc (por ejemplo, ZnSnO), óxido de estaño y/o combinaciones de los mismos, una capa 11 reflectante de IR de o que incluye plata u oro, una capa 13 de contacto superior de o que incluye Ni y/o Cr (por ejemplo, NiCr, NiCrOx , NiOx , o similares) que está ubicada sobre y directamente en contacto con la capa 11 a base de plata, y una(s) capa(s) 15 dieléctrica(s) superiores de o que incluye(n) nitruro de silicio y/u óxido de estaño. La capa 9 de contacto/semilla a base de óxido metálico puede doparse opcionalmente con material tal como Al, Ni o Ti. En determinadas realizaciones de ejemplo, la capa 15 dieléctrica puede estar compuesta por una capa inferior de o que incluye óxido de estaño y una capa superior de o
que incluye nitruro de silicio y/o oxinitruro de silicio. Opcionalmente, puede proporcionarse un sobrerrecubrimiento de 0 que incluye óxido de circonio sobre la capa 15 dieléctrica. Las capas del recubrimiento 5 de película delgada pueden depositarse de cualquier manera adecuada, tal como aproximadamente a temperatura ambiente a través de pulverización catódica. Aunque el recubrimiento 5 de baja E ilustrado en la figura 1 tiene sólo una capa 11 reflectante de IR de o que incluye plata, se apreciará que otros recubrimientos de baja E que pueden usarse para el recubrimiento 5 pueden incluir múltiples capas reflectantes de IR a base de plata tal como se ilustra y/o se describe en algunas de las patentes identificadas anteriormente. Cuando el recubrimiento tiene dos capas a base de plata formadas en las capas de semilla correspondientes, cuando la(s) fuente(s) 20 de UV está(n) ubicada(s) en el lado de recubrimiento del vidrio tal como se muestra en la figura 1, entonces la capa de plata superior consigue más mejora de calidad que la de capa de plata inferior porque la capa de contacto/semilla debajo de la capa superior de plata absorbe cantidades significativas de UV antes de que pueda alcanzar la capa de contacto/semilla debajo de la capa de plata inferior; sin embargo, dependiendo de la intensidad y duración del tratamiento con UV, ambas capas de plata pueden conseguir una mejora de la calidad porque algo de UV llegará a la capa de plata inferior y a la capa de contacto/semilla inferior.
Se proporciona(n) una o más fuente(s) 20 de radiación con el fin de exponer sustancialmente toda el área del recubrimiento 5 (tal como se observa desde arriba) a la radiación UV. Por ejemplo, en la realización de la figura 1, la fuente 20 puede ser una o más lámpara(s) de UV que emite(n) principalmente radiación UV hacia el artículo recubierto y/o uno o más láser(es) de UV que emiten principalmente radiación UV hacia el artículo recubierto. La radiación UV puede incluir o ser radiación en los intervalos de desde aproximadamente 300-400 nm, o desde aproximadamente 300-380 nm, en determinadas realizaciones de ejemplo. En determinadas realizaciones de ejemplo, la(s) fuente(s) 20 está(n) ubicada(s) en el lado del recubrimiento 5 del sustrato 1 de vidrio para reducir la cantidad de calentamiento del propio sustrato 1 de vidrio durante la exposición (por ejemplo, el vidrio no se calienta de manera intencionada por la fuente 20). La radiación 21 UV emitida desde la(s) fuente(s) 20 hace que la(s) capa(s) 9 de contacto/semilla y/o la(s) capa(s) 11 a base de plata en el recubrimiento 5 se calienten. Por ejemplo, la capa 9 semilla que absorbe la radiación UV y el calentamiento resultante de la capa 9 de contacto/semilla hace que al menos la capa 11 reflectante de IR que incluye plata (u oro) adyacente también se caliente en las áreas expuestas, cambiando de ese modo físicamente al menos la capa 11 de plata para que se vuelva más densa y haga que la capa 11 de plata se vuelva más conductora y más transparente a la luz visible. La exposición a UV hace que el recubrimiento 5 a uno o ambos de (i) tenga una caída de su resistencia de lámina (Rs) en al menos 1 ohmio/cuadrado, y/o (ii) tenga su aumento de transmisión visible en al menos el 1%. Por ejemplo, si la resistencia de lámina del recubrimiento es de 9 ohmios/cuadrado antes de la exposición a UV, después de la exposición a UV, el recubrimiento tendrá una resistencia de lámina no mayor de 8 ohmios/cuadrado.
La capa 9 de contacto/semilla (por ejemplo, de o que incluye óxido de cinc y/o estannato de cinc) puede tener una banda prohibida de desde aproximadamente 3,0 hasta 3,45 eV, más preferiblemente desde aproximadamente 3,15 hasta 3,45 eV, incluso más preferiblemente desde aproximadamente 3,2 hasta 3,4 eV, y de la manera más preferible de aproximadamente 3,2 eV, y debido a esta banda prohibida, la capa 9 de contacto/semilla absorbe radiación 21 UV de la fuente 20 (por ejemplo, aproximadamente 355 nm y/o aproximadamente 308 nm) y se calienta. La capa 9 semilla puede ser un semiconductor o una capa dieléctrica. Al menos la plata en la capa 11 en el área expuesta a UV junto a la capa 9 calentada se calienta a su vez y cambia físicamente en el/las área(s) calentadas, densificándose y volviéndose más conductora (menos resistencia), más transparente a la luz visible y/o de diferente color. Por tanto, las características del apilamiento de capas se introducen cuando la capa 9 de contacto/semilla absorbe UV con una posterior liberación de energía térmica al menos a la capa 11 a base de plata (u oro) adyacente y posiblemente a otra(s) capa(s) en el apilamiento. Por consiguiente, las propiedades físicas y ópticas de la capa 11 de plata reflectante de IR cambian por la exposición a UV. El área expuesta tendrá entonces una transmisión visible más alta y un bloqueo de IR mejorado.
La figura 1 ilustra la exposición del recubrimiento 5 a la radiación UV una vez que todo el recubrimiento 5 se haya depositado (por ejemplo, depositado por pulverización catódica) sobre el sustrato 1; sin embargo, puede ser posible realizar en cambio la exposición a UV con el fin de exponer al menos las capas 9 y 11 inmediatamente después de que se haya depositado la capa 11 (y/o durante la deposición de la capa 11) pero antes de que se haya depositado la capa 13 y/o 15. Y la exposición a U v puede realizarse o no en una cámara de vacío en diferentes realizaciones de ejemplo de esta invención. El artículo recubierto monolítico de la figura 1, después de exponerse tal como se ilustra en la figura 1 y tal como se describió anteriormente, puede usarse entonces como una ventana monolítica o alternativamente puede usarse en una unidad de ventana de IG junto con al menos un sustrato de vidrio más tal como se muestra en la figura 2.
La figura 2 es una vista en sección transversal de una parte de una unidad de ventana de IG según una realización de ejemplo de esta invención, donde la unidad de ventana de IG incluye el artículo recubierto tratado con UV fabricado según la figura 1. Tal como se muestra en la figura 2, la unidad de ventana de IG incluye un primer sustrato 1 y un segundo sustrato 3 (por ejemplo, ambos pueden ser sustratos de vidrio) que están separados entre sí al menos por uno o más sello(s) periférico(s) o separador(es) 26. Opcionalmente, puede proporcionarse una serie de espaciadores (no mostrados) entre los sustratos en un área de visualización de la ventana para separar los sustratos entre sí en el contexto de una unidad de ventana de IG de vacío. El(los) espaciador(es) 26, otro(s) espaciador(es) y/o el sello periférico separan los dos sustratos 1 y 3 uno del otro de modo que los sustratos no
entren en contacto entre sí y de modo que se defina un espacio/hueco 27 entre ellos. El espacio/hueco 27 entre los sustratos 1, 3 puede evacuarse a una presión inferior a la atmosférica en determinadas realizaciones de ejemplo, y/o puede llenarse con un gas (por ejemplo, Ar) en determinadas realizaciones de ejemplo. Alternativamente, no es necesario llenar el espacio 27 entre los sustratos 1, 3 con un gas y/o no es necesario que se evacuen a una presión baja. En determinadas realizaciones de ejemplo, es posible suspender una hoja u otra(s) lámina(s) reflectante(s) a la radiación (no mostrado) en el espacio. Cuando el(los) sustrato(s) 1 y/o 3 son de vidrio, cada sustrato de vidrio puede ser del tipo de vidrio de sosa-cal-sílice, o cualquier otro tipo de vidrio adecuado, y puede tener por ejemplo desde aproximadamente 1 hasta 10 mm de grosor en determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención. El recubrimiento 5 tratado con UV, formado tal como se comentó anteriormente según la figura 1, puede formarse de manera continua a través de sustancialmente la totalidad del sustrato de soporte y puede ubicarse en un lado interior del sustrato 1 para orientarse hacia el hueco/espacio 27 tal como se muestra en la figura 2, o alternativamente puede ubicarse en el lado interior del sustrato 3 para orientarse hacia el hueco/espacio 27. El recubrimiento 5 (por ejemplo, recubrimiento de baja E) bloquea (es decir, refleja y/o absorbe) determinadas cantidades de radiación IR e impide que alcancen el interior del edificio. Los expertos en la técnica apreciarán que no es necesario que la(s) capa(s) 11 reflectante(s)/de bloqueo de IR del recubrimiento 5 bloquee(n) toda la radiación IR, sino que sólo es necesario que bloquee(n) cantidades significativas de la misma.
En vista de la presencia del recubrimiento 5 reflectante/de bloqueo de IR (es decir, recubrimiento de gestión solar), las unidades de ventana de IG según determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención tal como se muestra en la figura 2 pueden tener las siguientes características solares (por ejemplo, donde el sustrato 1 de vidrio recubierto es un sustrato de vidrio de sosa-cal-sílice sustancialmente transparente de desde aproximadamente 1 6 mm de grosor, más preferiblemente desde aproximadamente 2 hasta 3,2 mm de grosor, y el otro sustrato 3 de vidrio de sosa-cal-sílice es sustancialmente transparente y de desde aproximadamente 1-6 mm de grosor, más preferiblemente desde aproximadamente 2 hasta 3,2 mm de grosor). En la tabla 1 a continuación, RgY es el reflejo visible desde la parte de fuera o exterior de la ventana/edificio (es decir, desde donde se localiza el sol, y RfY es el reflejo visible desde el lado interior (por ejemplo, desde el interior del edificio).
Tabla 1: Características solares de la unidad de IG
Se observa que determinados parámetros pueden fijarse ajustando los grosores de capa. Por ejemplo, la resistencia de lámina puede disminuirse y la transmisión visible puede disminuirse aumentando el grosor de la capa 11 a base de plata y/o proporcionando al recubrimiento una(s) capa(s) a base de plata adicional(es). En determinadas realizaciones de ejemplo, el recubrimiento 5 en las realizaciones de la figura 1-2 puede tener una resistencia de lámina (Rs) no mayor de 10 ohmios/cuadrado, más preferiblemente no mayor de 8 ohmios/cuadrado, y lo más preferiblemente no mayor de 6 ohmios/cuadrado.
Aunque la invención se ha descrito en relación con lo que actualmente se considera la realización más práctica y preferida, debe entenderse que la invención no se limita a la realización dada a conocer, sino que, por el contrario, está destinada a cubrir diversas modificaciones y disposiciones equivalentes incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (14)
1. Método de fabricación de un artículo recubierto para su uso en una ventana, comprendiendo el método: tener un artículo recubierto que incluye un sustrato de vidrio que soporta un recubrimiento que comprende al menos una capa reflectante de infrarrojos, IR, que comprende plata ubicada directamente sobre y en contacto con una capa que comprende óxido metálico que puede absorber radiación ultravioleta, UV; dirigir la radiación UV desde al menos una fuente de UV hacia el recubrimiento y exponer el recubrimiento a radiación UV con el fin de reducir la resistencia de lámina del recubrimiento y/o aumentar la transmisión visible del recubrimiento.
2 Método según la reivindicación 1, en el que la fuente de UV comprende al menos una lámpara emisora de UV o en el que la fuente de UV comprende al menos un láser emisor de UV.
3 Método según cualquier reivindicación anterior, en el que dicha exposición del recubrimiento a radiación UV reduce la resistencia de lámina del recubrimiento en al menos un ohm/cuadrado.
4. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que la capa que comprende óxido metálico tiene una banda prohibida de desde aproximadamente 3,2 hasta 3,4 eV.
5. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que la capa que comprende óxido metálico comprende óxido de cinc.
6. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que la capa que comprende óxido metálico comprende estannato de cinc.
7. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que el recubrimiento es un recubrimiento de baja E.
8. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que dicha exposición del recubrimiento a radiación UV aumenta la transmisión visible del artículo recubierto en al menos el 1%.
9. Método según cualquier reivindicación anterior, donde el recubrimiento comprende además una capa que comprende un óxido de Ni y/ o Cr ubicada sobre y directamente en contacto con la capa reflectante de infrarrojos, IR, que comprende plata.
10. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que el recubrimiento comprende además una capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio ubicada sobre la capa reflectante de infrarrojos, IR, que comprende plata.
11. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que la fuente y el recubrimiento están ubicados en el mismo lado del sustrato de vidrio.
12. Método de fabricación de un artículo recubierto para su uso en una ventana, comprendiendo el método: tener un artículo recubierto que incluye un sustrato de vidrio que soporta un recubrimiento que comprende al menos una capa reflectante de infrarrojos, IR, sustancialmente metálica, ubicada directamente sobre y en contacto con una capa que comprende óxido metálico que tiene una banda prohibida de desde 3,2 hasta 3,4 eV;
dirigir radiación ultravioleta, UV, desde al menos una fuente de UV hacia el recubrimiento y exponer el recubrimiento a radiación UV con el fin de reducir la resistencia de lámina del recubrimiento y aumentar la transmisión visible del recubrimiento.
13. Método según la reivindicación 12, en el que la fuente de UV comprende al menos una lámpara emisora de UV y/o láser.
14. Método según cualquiera de las reivindicaciones 12-13, en el que dicha exposición del recubrimiento a radiación UV reduce la resistencia de lámina de la capa reflectante de infrarrojos, IR, sustancialmente metálica, en al menos un ohm/cuadrado.
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