ES2927998T3 - Artículo revestido tratable térmicamente con capa(s) reflectante(s) de IR a base de nitruro de titanio - Google Patents

Artículo revestido tratable térmicamente con capa(s) reflectante(s) de IR a base de nitruro de titanio Download PDF

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Abstract

Los artículos revestidos incluyen al menos una capa o capas reflectantes de infrarrojos (IR) funcionales intercaladas entre al menos capas dieléctricas. Las capas dieléctricas pueden ser o incluir nitruro de silicio o similares. Al menos una de las capas reflectantes de IR es de o incluye nitruro de titanio (por ejemplo, TiN). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Artículo revestido tratable térmicamente con capa(s) reflectante(s) de IR a base de nitruro de titanio
Esta invención se refiere a artículos revestidos que incluyen al menos una (por ejemplo, dos o más) capas reflectantes de infrarrojos (IR) funcionales intercaladas entre al menos capas dieléctricas, y/o un método para fabricarlos según las reivindicaciones 1 y 14. El revestimiento se puede diseñar de modo que los artículos revestidos realicen uno o más de: coloración visible reflectora del lado del vidrio y/o del lado de la película que en ciertas realizaciones del Ejemplo no es demasiado roja; un coeficiente de ganancia de calor solar deseablemente bajo (SHGC, por sus siglas en inglés); transmisión visible deseable (TY o Tvis); estabilidad térmica tras un tratamiento térmico opcional (HT) tal como templado térmico; emitancia normal (En) deseablemente baja; y/o relación de ganancia de luz solar (LSG, por sus siglas en inglés) deseablemente alta. Dichos artículos revestidos se pueden usar en el contexto de ventanas monolíticas, unidades de ventanas de vidrio aislante (IG), ventanas laminadas y/u otras aplicaciones adecuadas.
Antecedentes y resumen de la invención
Se desean valores bajos de factor solar (SF, por sus siglas en inglés) y de coeficiente de ganancia de calor solar (SHGC) en algunas aplicaciones de ventanas, particularmente en climas cálidos. El factor solar (SF), calculado según la norma EN 410, se relaciona con la relación entre la energía total que entra a una habitación o similar a través de un acristalamiento y la energía solar incidente. Por lo tanto, se apreciará que los valores más bajos de SF son indicativos de una buena protección solar contra el calentamiento indeseable de las habitaciones o similares protegidas por ventanas/cristales. Un valor bajo de SF es indicativo de un artículo revestido (por ejemplo, una unidad de ventana IG) que es capaz de mantener una habitación bastante fresca en los meses de verano en condiciones ambientales cálidas. Por lo tanto, los valores bajos de SF a veces son deseables en ambientes cálidos. También son deseables valores altos de ganancia de luz solar (LSG). La LSG se calcula como Tvis/SHGC. Cuanto mayor sea el valor de la LSG, más luz visible se transmite y menos cantidad de calor se transmite por el artículo revestido. Si bien los valores bajos de SF y SHGC, y los valores altos de LSG, a veces son deseables para artículos revestidos, tales como unidades de ventanas IG y/o ventanas monolíticas, el logro de tales valores puede ser a expensas de sacrificar los valores de coloración y/o reflectividad. En particular, los intentos convencionales para lograr valores bajos de SF y SHGC a menudo han dado como resultado valores de reflectancia visible indeseablemente altos y/o una coloración visible indeseable del revestimiento. Por lo tanto, los revestimientos convencionales de baja emisividad diseñados para aplicaciones de ventanas monolíticas normalmente no se pueden usar para proporcionar una transmisión visible baja (por ejemplo, 15-36 %), y un rendimiento de SHGC bajo sin el uso de sustratos de vidrio con tintes intensos. A menudo es deseable, pero difícil, lograr una combinación de transmisión visible aceptable (TY o Tvis), coloración reflectiva deseable (por ejemplo, valores de color reflectantes a* y b* deseables), SF bajo, SHGC bajo y LSG alta para un artículo revestido en aplicaciones de ventanas, especialmente si se desea usar un sustrato de vidrio que no esté teñido profundamente.
Los valores de SF (G-Factor; EN 410-673 2011) y de SHGC (NFRC-2001) se calculan a partir del espectro completo (Tvis, Rg y Rf) y normalmente se miden con un espectrofotómetro tal como un Perkin Elmer 1050. Las mediciones de SF se realizan en vidrio revestido monolítico y los valores calculados se pueden aplicar a aplicaciones monolíticas, IG y laminadas.
Ciertos revestimientos de control solar conocidos usan NbN, NbZr o NbZrN como capas reflectantes de IR. Por Ejemplo, ver el Documento de Patente de los EE.UU. de Número 2012/0177899 y el Documento de Patente de los EE.UU. de Número 8.286.395. Sin embargo, los presentes inventores han descubierto sorprendentemente que los revestimientos de control solar que usan únicamente estos materiales NbN, NbZr o NbZrN para las capas reflectantes de IR carecen de emisividad normal (En) para un espesor de capa(s) reflectante(s) de IR dado. Para un espesor de capa(s) reflectante(s) de IR determinado, los presentes inventores han descubierto que dichos revestimientos tienen valores de emitancia normal (En) indeseablemente altos, valores de SHGC indeseablemente altos; y valores de LSG indeseablemente bajos.
Los revestimientos de control solar en el Documento de Patente de los EE.UU. de Número 2012/0177899 se describen con una pila de capas de vidrio/Si3N4/NiCr/Si3N4/NiCr/Si3N4 donde la capa de NiCr puede estar nitrurada. Mientras que las pilas de capas del Documento de Patente de los EE.UU. de Número 2012/0177899 proporcionan un control solar razonable y son buenos revestimientos en general, carecen de ciertos aspectos. Por ejemplo, los valores de reflectancia visible del lado del vidrio (RgY) en los Ejemplos 1,4 y 5 son 36 %, 36,87 % y 15,82 %, respectivamente. Los Ejemplos 1 y 4 en Documento de Patente de los EE.UU. ‘899 no son deseables porque los valores de reflectancia visible del lado del vidrio (RgY) son demasiado altos 36 % y 36,87 %, respectivamente, y porque los valores a* reflectantes del lado del vidrio son demasiado negativos -17,8 y -15,95, respectivamente. Y cuando Rg Y se reduce hasta el 15,82 % en el Ejemplo 5, esto da como resultado que el valor del color a* reflectante del lado del vidrio en el Ejemplo 5 se vuelve bastante rojo con un valor de 2,22. Mientras que ciertas realizaciones del Ejemplo de la presente invención pueden tener una coloración reflectiva roja en ciertos casos, otras realizaciones del Ejemplo de esta invención se han diseñado para lograr una combinación de valores de reflectancia visible deseables y una coloración que no sea roja o no demasiado roja.
El Documento de Patente de Número DE102014 114330 describe un sistema de capas sobre un sustrato de vidrio con una capa base de Si3N4, una capa funcional de NiCrNx o CrNx, una capa intermedia de SrOxNy, una segunda capa funcional de TiNx y una capa de cobertura de Si3N4.
Sería deseable, según las realizaciones del Ejemplo de esta invención, que un revestimiento se diseñe para tener una combinación de transmisión visible aceptable (TY o Tvis), coloración reflectiva deseable (por ejemplo, valores de color reflectantes a* y b* deseables), SF bajo, SHGC bajo y LSG alta para un artículo revestido en aplicaciones de ventanas. Obsérvese que a medida que aumenta la transmisión visible, también pueden aumentar parámetros tales como SF y SHGC, y puede disminuir En, basándose esto en la transmisión deseada por ejemplo de un artículo revestido dado para una aplicación dada. Los artículos revestidos según ciertas realizaciones del Ejemplo de esta invención reducen sustancialmente el color reflectivo rojo mientras retienen una baja reflectancia visible, mientras mantienen una buena durabilidad mecánica, química y ambiental, y propiedades de baja emisividad.
Ciertas aplicaciones, tales como las aplicaciones de ventanas monolíticas, desean una coloración reflectiva que no sea significativamente roja. En otras palabras, ciertas aplicaciones, tales como las aplicaciones de ventanas monolíticas, desean valores de color a* reflectante que sean negativos o no superiores a 1,6 o 1,0 (valores a* reflectantes del lado de vidrio y/o del lado de la película mayores de 1,6 a menudo se consideran demasiado rojos). Tales valores a* reflectantes son deseables en el contexto de los valores a* reflectantes del lado del vidrio (Rg [o afuera, o exterior]Y) y/o del lado de la película (RF[o adentro]Y).
En el presente documento se describen artículos revestidos que incluyen dos o más capas reflectantes de infrarrojos (IR) funcionales intercaladas entre al menos capas dieléctricas, y/o un método para fabricar los mismos. Las capas dieléctricas pueden ser o incluir nitruro de silicio o similar. Las capas reflectantes de IR son o incluyen nitruro de titanio (por ejemplo, TiN). Sorprendente e inesperadamente se ha descubierto que el uso de nitruro de titanio para las capas reflectantes de IR en un revestimiento de control solar dado da como resultado sorprendentemente valores de emitancia, SHGC y/o LSG mejorados, y se puede diseñar para mejorar sorprendentemente los valores a* reflectantes que a menudo son características deseables en aplicaciones de ventanas. Los revestimientos según las realizaciones de esta invención se pueden diseñar de modo que antes y/o después de cualquier tratamiento térmico opcional, tal como el templado térmico, los artículos revestidos realicen uno o más de: coloración visible reflectante del lado de la película y/o del lado del vidrio deseable que no sea demasiado roja; un coeficiente de ganancia de calor solar deseablemente bajo (SHGC); transmisión visible deseable (TY o Tvis); estabilidad térmica tras un tratamiento térmico opcional (HT) tal como templado térmico; emisividad/emitancia normal (En) deseablemente baja; y/o relación de ganancia de luz solar (LSG) deseablemente alta. Dichos artículos revestidos se pueden usar en el contexto de ventanas monolíticas, unidades de ventanas de vidrio aislante (IG), ventanas laminadas y/u otras aplicaciones adecuadas para fines arquitectónicos o de vehículos.
En una realización del Ejemplo de esta invención, se proporciona un artículo revestido que incluye un revestimiento soportado por un sustrato de vidrio, comprendiendo el revestimiento: una primera capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio; una primera capa reflectante de infrarrojos (IR) que comprende un nitruro de titanio sobre el sustrato de vidrio sobre al menos la primera capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio; una segunda capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio sobre el sustrato de vidrio sobre al menos la primera capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio y la primera capa reflectante de IR que comprende el nitruro de titanio; una segunda capa reflectante de IR que comprende un nitruro de titanio sobre el sustrato de vidrio sobre al menos la segunda capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio; una tercera capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio sobre el sustrato de vidrio sobre al menos la segunda capa reflectante de IR que comprende el nitruro de un segundo revestimiento que comprende un óxido de circonio, en donde el revestimiento no contiene una capa reflectante de IR a base de plata; y en donde el artículo revestido medido monolíticamente tiene: una transmisión visible de aproximadamente 12-70 %, una reflectancia visible del lado del vidrio no superior a aproximadamente el 16 %, y un valor a* reflectante del lado del vidrio de desde -10 a 1,6.
Por lo tanto, esta invención cubre unidades de ventanas monolíticas, unidades de ventanas IG, unidades de ventanas laminadas y cualquier otro artículo que incluya un sustrato de vidrio que tenga un revestimiento sobre el mismo como el reivindicado. Obsérvese que las mediciones monolíticas se pueden tomar eliminando un sustrato revestido de una unidad de ventana IG y/o de una unidad de ventana laminada y luego realizando las mediciones monolíticas. También se observa que para un revestimiento dado, los valores SF y SHGC serán significativamente más altos para una unidad de ventana monolítica que para una unidad de ventana IG con el mismo artículo revestido.
En los dibujos
La Figura 1 es una vista en sección transversal parcial de un artículo monolítico revestido (tratado térmicamente o no tratado térmicamente) según una realización del Ejemplo de esta invención.
Descripción detallada de ciertas realizaciones del Ejemplo de la invención
Se hace referencia ahora más particularmente a los dibujos adjuntos en los que los números de referencia similares indican partes similares a lo largo de las diversas vistas.
Un revestimiento 8 está diseñado para tener una combinación de transmisión visible aceptable (TY o Tvis), coloración reflectante deseable (por ejemplo, valores de color reflectantes a* y b* deseables), SF bajo, SHGC bajo y LSG alta para un artículo revestido para su uso en aplicaciones de ventanas o similares.
Ciertas realizaciones de esta invención se refieren a artículos revestidos que tienen un revestimiento 9 sobre un sustrato de vidrio 1, donde el revestimiento incluye dos o más capas reflectantes de infrarrojos (IR) funcionales 3 y 5 intercaladas entre al menos las capas dieléctricas 2, 4, 6, 7, y/o un método para fabricar los mismos. Las capas dieléctricas 2, 4 y 6 pueden ser o incluir nitruro de silicio o similares. Las capas reflectantes de IR 3 y 5 son de o incluyen nitruro de titanio (por ejemplo, TiN). Sorprendente e inesperadamente se ha descubierto que el uso de nitruro de titanio para las capas reflectantes de IR 3 y 5 en un revestimiento de control solar dado da como resultado sorprendentemente valores de emitancia, SHGC y/o LSG mejorados, y se puede diseñar para mejorar sorprendentemente valores a* reflectantes que a menudo son características deseables en aplicaciones de ventanas. Los revestimientos según las realizaciones de esta invención se pueden diseñar de modo que antes y/o después de cualquier tratamiento térmico opcional, tal como el templado térmico, los artículos revestidos realicen uno o más de: coloración visible reflectante del lado de la película y/o del lado del vidrio deseable que no sea demasiado roja; un coeficiente de ganancia de calor solar deseablemente bajo (SHGC); transmisión visible deseable (TY o Tvis); estabilidad térmica tras un tratamiento térmico opcional (HT) tal como templado térmico; emisividad/emitancia normal (En) deseablemente baja; y/o relación de ganancia de luz solar (LSG) deseablemente alta. Dichos artículos revestidos se pueden usar en el contexto de ventanas monolíticas, unidades de ventanas de vidrio aislante (IG), ventanas laminadas y/u otras aplicaciones adecuadas para fines arquitectónicos o de vehículos.
Los artículos revestidos se pueden tratar térmicamente opcionalmente en ciertas realizaciones del Ejemplo de esta invención, y están diseñados preferiblemente para ser tratables térmicamente. Los términos "tratamiento térmico" y "de tratamiento térmico", tal como se usan en la presente invención, significan calentar el artículo a una temperatura suficiente para lograr el templado térmico, el doblado térmico y/o el endurecimiento térmico del artículo que incluye vidrio. Esta definición incluye, por ejemplo, calentar un artículo revestido en un horno a una temperatura de al menos aproximadamente 580 grados C, más preferiblemente al menos aproximadamente 600 grados C (por ejemplo, aproximadamente 650 grados C), durante un período suficiente para permitir el templado, doblado y/o endurecimiento térmico. En ciertos casos, el HT puede durar al menos unos 4 o 5 minutos. El artículo revestido puede o no ser tratado térmicamente en diferentes realizaciones de esta invención.
La Figura 1 es una vista en sección transversal de un artículo revestido según una realización del Ejemplo de esta invención. En la realización de la Fig. 1, el revestimiento de control solar 8 incluye dos capas reflectantes de IR 3 y 5, y capas dieléctricas transparentes 2, 4, 6 y 7. El artículo revestido incluye al menos un sustrato de vidrio 1 (por ejemplo, sustrato de vidrio transparente, verde, bronce, gris, azul o azul-verde de aproximadamente 1,0 a 12,0 mm de espesor, más preferiblemente de 4-8 mm de espesor, siendo 6 mm un ejemplo de espesor de sustrato de vidrio), capas dieléctricas transparentes 2, 4, 6 (por ejemplo, de o que incluyen nitruro de silicio [por ejemplo, Si3N4], oxinitruro de silicio, nitruro de zirconio de silicio) y capas reflectantes de IR 3, 5. Se apreciará que las capas reflectantes de IR 3 y/o 5 pueden estar nitruradas en ciertas realizaciones del Ejemplo de esta invención. Las capas reflectantes de IR 3 y 5 son de o incluyen nitruro de titanio (por ejemplo, TiN, preferiblemente de un tipo estequiométrico o sustancialmente estequiométrico). Las capas reflectantes de IR 3 y 5 son de o incluyen TÍNx en ciertas realizaciones del Ejemplo de esta invención, donde x es preferiblemente de 0,8 a 1,2, más preferiblemente de 0,9 a 1,1, siendo un valor ejemplo de aproximadamente 1,0. Estos valores de "x" proporcionan valores de emitancia mejorados/reducidos en comparación cuando "x" es demasiado bajo, por ejemplo. Si bien las capas reflectantes de IR 3 y 5 pueden incluir una pequeña cantidad de oxígeno en ciertos casos, es preferible que estas capas 3 y 5 estén sustancialmente libres de oxígeno, tal como no más del 8 % de oxígeno, más preferiblemente no más de aproximadamente el 5 % de oxígeno, y lo más preferiblemente no más de aproximadamente el 3 % o 2 % de oxígeno en ciertas realizaciones (% atómico). El artículo revestido incluye una capa de un segundo revestimiento dieléctrico transparente 7 de o que incluye un material protector que es óxido de circonio (por ejemplo, ZrÜ2). Opcionalmente, una capa dieléctrica de o que incluye oxinitruro de silicio y/o oxinitruro de silicio y circonio de cualquier estequiometría adecuada puede ubicarse entre y en contacto con las capas 6 y 7 en la parte superior de la pila de capas en ciertas realizaciones del Ejemplo. El revestimiento 8 no incluye ninguna capa metálica de bloqueo o reflectante de IR de o a base de Ag o Au. En ciertas realizaciones del Ejemplo de esta invención, las capas reflectantes de IR 3 y 5 reflejan al menos algo de radiación de IR, y no entran en contacto con ninguna otra capa reflectante de IR de metal o a base de metal. En ciertas realizaciones del Ejemplo, es posible que cada una de las capas incluya otros materiales tales como dopantes.
Se observa que los términos "óxido" y "nitruro" tal como se usan en la presente invención incluyen varias estequiometrías. Por ejemplo, el término nitruro de silicio (para una o más de las capas 2, 4, 6) incluye Si3N4 estequiométrico, así como nitruro de silicio no estequiométrico, y estas capas pueden estar dopadas con otro(s) material(es) tales como Al y/u O. Las capas ilustradas se pueden depositar sobre el sustrato de vidrio 1 mediante pulverización catódica magnetrónica, cualquier otro tipo de pulverización catódica, o mediante de cualquier otra técnica adecuada en diferentes realizaciones de esta invención. Se observa que se pueden proporcionar otra(s) capa(s) en la pila que se muestra en la Figura 1, tal como entre las capas 2 y 3, o entre las capas 3 y 4, o entre el sustrato 1 y la capa 2, o similares. En general, también se pueden proporcionar otra(s) capa(s) en otras ubicaciones del revestimiento. Por lo tanto, mientras que el revestimiento 8 o las capas del mismo están "sobre" o "soportados por" el sustrato 1 (directa o indirectamente), se pueden proporcionar otras capas entre ellas. Así, por ejemplo, el sistema de capas 8 y las capas del mismo que se muestran en la Fig. 1 se consideran "sobre" el sustrato 1 incluso cuando se pueden proporcionar otra(s) capa(s) entre ellas (es decir, los términos "sobre" y "soportado por" como se usan en la presente invención no se limitan al contacto directo). Sin embargo, en las realizaciones preferidas pueden existir los contactos directos que se muestran en la Figura 1.
En ciertas realizaciones del Ejemplo de esta invención, las capas dieléctricas 2, 4 y 6 pueden tener cada una un índice de refracción "n" de desde 1,7 a 2,7 (a 550 nm), más preferiblemente de 1,9 a 2,5 en ciertas realizaciones, y lo más preferiblemente de aproximadamente 2,0 a 2,06 en realizaciones preferidas de esta invención. Una, dos, tres o todas estas capas 2, 4, 6 son de o incluyen nitruro de silicio y/u oxinitruro de silicio en ciertas realizaciones del Ejemplo de esta invención. Como las capas 2, 4, 6 comprenden nitruro de silicio (por ejemplo, Si3N4), los objetivos de la pulverización catódica que incluyen el Si empleado para formar estas capas pueden o no estar mezclados con hasta un 1 -20 % (por ejemplo, 8 %) en peso de aluminio o acero inoxidable (por ejemplo, SS#316), y aproximadamente esta cantidad aparece luego en las capas así formadas. Incluso con esta(s) cantidad(es) de aluminio y/o de acero inoxidable, dichas capas se siguen considerando capas dieléctricas. En ciertas realizaciones del Ejemplo, cada una de las capas reflectantes de IR 3 y 5 se proporciona entre las respectivas capas de nitruro (por ejemplo, capas a base de nitruro de silicio 2, 4, 6) para reducir o evitar la oxidación de las capas reflectantes de IR durante el posible tratamiento térmico (por ejemplo, templado térmico, doblado térmico y/o endurecimiento térmico), lo que permite lograr una coloración predecible después del tratamiento térmico en múltiples ángulos de visión. Mientras que la Figura 1 ilustra un artículo revestido según una realización de esta invención en forma monolítica, los artículos revestidos según otras realizaciones de esta invención pueden comprender unidades de ventanas IG (vidrio aislante) o similares.
Volviendo a la realización de la Figura 1, se pueden usar varios espesores según una o más de las necesidades discutidas en la presente invención. Según ciertas realizaciones del Ejemplo de esta invención, los espesores del Ejemplo (en angstroms) y los materiales para las capas respectivas de la realización de la Fig. 1 sobre el sustrato de vidrio 1 son los siguientes en ciertas realizaciones del Ejemplo para lograr la transmisión, la coloración reflectante y la reflectancia visible deseadas en combinación con valor(es) SF y/o SHGC deseablemente bajo(s) y/o un valor LSG deseablemente alto (las capas se enumeran en orden alejándose desde el sustrato de vidrio 1):
Tabla 1 (Espesores en la realización de la Fig. 1)
Capa Intervalo del Ejemplo (Á) Preferido (Á) Ejemplo (Á) Nitruro de silicio (capa 2): 20-500 Á 150-300 Á 220 Á Reflector IR (por ejemplo, TiNx) (capa 3): 5-400 Á 140-300 Á 240 Á Nitruro de silicio (capa 4): 200-1100 Á 400-900 Á 670 Á Reflector IR (por Ejemplo, TiNx) (capa 5): 50-450 Á 200-400 Á 310 Á Nitruro de silicio (capa 6): 8-700 Á 210-500 Á 10 Á Segundo revestimiento (por ejemplo, ZrO2) (capa 7): 10-150 Á 20-50 Á 40 Á
La Tabla 1 anterior se refiere, por ejemplo, a realizaciones donde el revestimiento 8 está diseñado de modo que antes y/o después de cualquier tratamiento térmico opcional, tal como el templado térmico, los artículos revestidos realicen uno, dos, tres, cuatro, cinco o los seis de: coloración visible reflectante del lado del vidrio y/o del lado de la película deseable tal como un color reflectante no demasiado rojo (por ejemplo, valor(es) de color a* reflectantes que tengan un valor negativo o un pequeño valor positivo no superior a 1,6); un SHGC deseablemente bajo; transmisión visible deseable; estabilidad térmica bajo un HT opcional tal como templado térmico; En deseablemente baja; y/o una LSG deseablemente alta. En ciertas realizaciones del Ejemplo, se ha encontrado inesperadamente que cuando la capa reflectante de IR superior 5 es físicamente al menos un 20 % más gruesa (más preferiblemente al menos un 40 % más gruesa) que la capa reflectante de IR inferior 3, el valor a* reflectante del lado de la película se puede mejorar sorprendentemente. En ciertas realizaciones del Ejemplo, la capa reflectante de IR superior 5 es más gruesa que la capa reflectante de IR inferior 3 en al menos 50 angstroms (Á), más preferiblemente en al menos 100 Á y, a veces, en al menos 150 Á. En ciertas realizaciones del Ejemplo de esta invención, la capa dieléctrica central 4 es físicamente más gruesa que cada una de las capas dieléctricas 2 y 6 en al menos 50 angstroms (Á), más preferiblemente en al menos 100 Á y, a veces, en al menos 200 Á, para para proporcionar valores mejorados de coloración y/o de reflectancia, especialmente en aplicaciones de baja transmisión de visibilidad.
Antes y/o después de cualquier tratamiento térmico opcional (HT) tal como el templado térmico, en ciertas realizaciones del Ejemplo de esta invención, los artículos revestidos según la realización de la Fig. 1 tienen características de color/ópticas como se muestra en la Tabla 2 (medidas monolíticamente). Se observa que el subíndice "G" significa reflectancia del lado del vidrio, el subíndice "T" significa transmisivo y el subíndice "F" significa reflectancia del lado de la película. Como se sabe en la técnica, el lado del vidrio (G) significa visto desde el lado del vidrio (en contraposición al lado de la capa/película) del artículo revestido. Lado de la película (F) significa visto desde el lado del artículo revestido sobre el que se proporciona el revestimiento. La Tabla 3 que se muestra a continuación ilustra ciertas características de los artículos revestidos según ciertas realizaciones del Ejemplo de esta invención después del HT tal como el templado térmico (medidas monolíticamente para la Tabla 3). Las características dadas a continuación en la Tabla 2 están según el Iluminante C, Observador de 2 grados, y son aplicables a los artículos revestidos con HT y sin HT en la presente invención, excepto que los datos de estabilidad térmica en la Tabla 3 se refieren a artículos revestidos con HT y demuestran la estabilidad bajo HT.
Tabla 2: Características de Color/Ópticas (Fig. 1 realización monolítica)
General Preferida Más preferida
Tvís (TY): 12-70 % 15-60 % 15-50 % (o 15-36 %)
a*T -10 a 5 -8 a 2 -6 a 0
b*T -15 a 7 -10 a 3 -9 a 0
RgY (lado del vidrio): <16 % <14 % < 11 % (o <10 %)
a*G -10 a 1.6 -8 a 1.5 -5 a 1
b*G -27 a 9 -12 a 4 -9 a 0
RfY (lado de la película): < 30 % < 16 % < 14 % (o < 12 %)
a*F -10 a 8 -8 a 1.6 -7 a 1
b*F -20 a 9 -14 a 4 -12 a 0
min: < 0,50 (o < 0,40) < 0,36 < 0,28 (o < 0,25; o < 0,22) SHGC: < 0,52 < 0,40 < 0,32 (o < 0,25; o < 0,24) LSG: > 0,70 > 0,80 > 1,00
Tabla 3: Estabilidad Térmica (Fig. 1 después del HT; además de la Tabla 2)
General Preferido Más preferido
AE*g <= 4,0 <= 3,5 <= 3,0
Únicamente a modo de ejemplo, los Ejemplos 1 -8 representan diferentes realizaciones del Ejemplo de esta invención, y se exponen a continuación.
Ejemplos
Las capas en los Ejemplos 1-10 según diversas realizaciones de esta invención se depositaron por pulverización catódica sobre sustratos de vidrio transparente de 4 mm de espesor. Los Ejemplos 2 y 6 se diseñaron para tener una coloración neutra y los Ejemplos 4 y 8 se diseñaron para tener una coloración azul. Los Ejemplos 1-8 tenían poca o ninguna coloración roja con respecto al color reflectante del lado del vidrio (valores a* reflectantes del lado del vidrio de -10 a 1,6). Mientras tanto, los Ejemplos 2, 4 y 6-8 también tenían poca o ninguna coloración roja con respecto al color reflectante del lado de la película (valores a* reflectantes del lado de la película de -10 a 1,6), y los cambios para lograr esto en comparación con los Ejemplos 1, 3 y 5 fueron inesperados y sorprendentes. Los diferentes espesores de varias capas en los Ejemplos están diseñados para diferentes aplicaciones de transmisión visible deseadas. Los Ejemplos Comparativos 9-10 eran revestimientos que tenían solo una capa reflectante de IR (las capas 5 y 6 de la figura 1 no estaban presentes). Las mediciones ópticas son mediciones monolíticas. Los datos ópticos para los Ejemplos 1-10 están según el Iluminante C y el Observador estándar de 2 grados, a menos que se indique lo contrario. Las capas de nitruro de silicio de cada ejemplo se doparon con aproximadamente un 8^ % de Al. Las capas de TiN eran aproximadamente estequiométricas. Los espesores de capa están en angstroms (Á). "L" en la Tabla 4 dada a continuación representa capa (por Ejemplo, L2 significa la capa 2 que se muestra en la Figura 1, L3 significa la capa 3 que se muestra en la Figura 1, y así sucesivamente).
Tabla 4: Pilas de capas de los Ejemplos
Ejemplo L2(Si3N4) L3(TiN) L4(Si3N4) L5(TiN) L6(Si3N4) L7(ZrO2) Ej. 1 220 240 670 310 10 40
Ej. 2 390 160 530 350 610 40
Ej. 3 140 200 590 240 30 40
Ej. 4 380 140 640 280 420 40
Ej. 5 40 180 350 120 30 40
Ej. 6 50 100 480 150 10 40
Ej. 7 80 170 380 70 30 40
Ej. 8 380 80 700 210 410 40
Ej. 9 230 210 370 n / d n / d 40
Ejemplo L2(SÍ3N4) L3(TiN) L4(Si3N4) L5(TiN) L6(Si3N4) L7(ZrO2) Ej. 10: 230 210 370 n / d n / d 40
Medidos monolíticamente, recocidos y antes del templado térmico (HT), los Ejemplos 1-5 tenían las siguientes características.
Tabla 5: Datos ópticos (Pre-HT; Ejemplos 1-5)
Parámetro Ej. 1 Ej. 2 Ej. 3 Ej. 4 Ej. 5 Tvis (TY) (transmisión): 15,4 % 18,7 % 20,5 % 29,0 % 31,5 % a*T -5,5 -2,5 -5,6 -2,0 -4,6 b*T -5,1 -3,3 -2,1 -6,3 -1,2 RgY (refl. del lado vidrio %): 10,1 % 7,6 % 9,7 % 7,9 % 14,3 % a*G: -0,5 -4,2 -0,1 -1,1 -1,5 b*G: -5,6 -8,2 -0,9 -20,7 -2,9 RfY (refl. del lado de la película %): 26,4 % 11,5 % 20,3 % 1,0 % 12,3 % a*F: 4,5 -2,6 4,6 -3,5 4,8 b*F: -9,1 -12,6 -6,5 -5,0 -1,7 En: 0,21 -- -- -- --SHGC (NFRC-2001): 0,22 0,25 0,25 0,31 0,31 LSG: 0,72 0,75 0,84 0,95 1,01
Medidos monolíticamente, después del templado térmico (HT), los Ejemplos 1-5 tenían las siguientes características.
Tabla 6: Datos ópticos (Post-HT; Ejemplos 1-5)
Parámetro Ej. 1 Ej. 2 Ej. 3 Ej. 4 Ej. 5 Tvis (TY) (transmisión): 18,6 % 21,1 % 24,2 % 33,2 % 35,3 % a*T -7,2 -2,9 -7,0 -2,8 -5,5 b*T -4,3 -4,4 -1,5 -5,0 -0,8 RgY (refl. del lado del vidrio %): 9,5 % 8,9 % 9,2 % 8,2 % 13,0 % a*G: -3,2 -3,1 -2,8 -0,6 -0,3 b*G: -3,5 -4,8 0,4 -20,1 -5,7 RfY (refl. del lado de la película %): 25,2 % 14,6 % 19,1 % 1,3 % 10,8 % a*F: 5,3 -4,5 4,7 -6,3 7,0 b*F: -8,3 -4,0 -6,1 -7,1 -5,4 En: 0,18 -- -- -- --SHGC (NFRC-2001): 0,21 0,24 0,24 0,31 0,31 LSG: 0,88 0,87 1,00 1,08 1,14
Medidos monolíticamente, recocidos y antes del templado térmico (HT), los Ejemplos 6-10 tenían las siguientes características.
Tabla 7: Datos ópticos (Pre-HT; Ejemplos 6-10)
Parámetro Ej. 6 Ej. 7 Ej. 8 Ej. 9 Ej. 10 Tvis (TY) (transmisión): 35,8 % 40,8 % 40,7 % 52,9 % 51,6 % a*T -3,9 -3,5 -1,2 -2,5 -2,6 b*T -0,2 -0,3 -3,0 -2,9 -2,6 RgY (refl. del lado del vidrio %): 8,9 % 15,6 % 10,0 % 17,4 % 18,7 % Parámetro Ej. 6 Ej. 7 Ej. 8 Ej. 9 Ej. 10 a*G: -5,8 -4,0 -3,5 -4,4 -4,6 b*G: -2,4 -5,4 -21,3 -4,6 -3,5 RfY (refl. del lado de la película %): 19,6 % 9,3 % 2,4 % 4,9 % 6,1 % a*F: -0,1 1,2 -5,0 -0,3 -0,9 b*F: -1,5 -3,6 -8,1 7,5 7,8 En: -- -- -- 0,38 0,44 SHGC (NFRC-2001): 0,36 0,38 0,39 0,46 0,46 LSG: 0,99 1,06 1,04 1,14 1,11
Medidos monolíticamente, después del templado térmico (HT), los Ejemplos 6-10 tenían las siguientes características
Tabla 8: Datos ópticos (Post-HT; Ejemplos 6-10)
Parámetro Ej. 6 Ej. 7 Ej. 8 Ej. 9 Ej. 10 Tvis (TY) (transmisión): 39,8 % 44,8 % 45,2 % 56,6 % 56,3 a*T -4,4 -3,9 -1,7 -2,6 -3,0 b*T 0,4 0,5 -1,3 -1,8 -1,4 RgY (refl. del lado vidrio del %): 8,4 % 14,2 % 9,8 % 15,7 % 15,7 a*G: -7,6 -4,1 -3,1 -4,4 -3,7 b*G: -5,1 -8,3 -21,6 -6,6 -8,3 RfY (refl. del lado de la película %): 18,4 % 8,1 % 2,4 % 4,0 % 5,2 % a*F: -0,5 1,1 -5,6 -1,2 -1,7 b*F: -2,8 -8,5 -12,8 0,2 -0,4 En: -- -- -- 0,33- 0,39 SHGC (NFRC-2001): 0,36 0,38 0,40 0,47 0,48 LSG: 1,10 1,17 1,13 1,21 1,18
Cada uno de los Ejemplos 1-8 estaban según varias realizaciones de Ejemplo de esta invención. Como se explicó anteriormente, todos los Ejemplos 1-8 tenían transmisión visible deseable, reflectancia visible del lado del vidrio baja, SHGC deseablemente bajo, LSG deseablemente alta y poca o ninguna coloración roja con respecto al color reflectante del lado del vidrio (valores a* reflectantes del lado del vidrio de -10 a 1,6). Mientras tanto, los Ejemplos 2, 4, 6 y 8 también tenían poca o ninguna coloración roja con respecto al color reflectante del lado de la película (valores a* reflectantes del lado de la película de -10 a 1,6), y los cambios para lograr esto en comparación con los Ejemplos 1, 3 y 5 fueron inesperados y sorprendentes. Se puede ver que en los Ejemplos 2, 4, 6 y 8, el cambio en la relación de espesor o los valores de espesor entre la primera y la segunda capa reflectante de IR 3 y 5 resultó inesperadamente en un cambio de los valores del color a* reflectantes del lado de la película hacia el neutro al reducir o eliminar el color rojo reflectante del lado de la película (en comparación con los Ejemplos 1,3 y 5). Por lo tanto, en ciertas realizaciones del Ejemplo, se ha encontrado inesperadamente que cuando la capa reflectante de IR superior 5 es físicamente al menos un 20 % más gruesa (más preferiblemente al menos un 40 % más gruesa) que la capa reflectante de IR inferior 3, el valor a* reflectante del lado de la película se puede mejorar/reducir sorprendentemente. En ciertas realizaciones del Ejemplo, la capa reflectante de IR superior 5 es más gruesa que la capa reflectante de IR inferior 3 en al menos 50 angstroms (Á), más preferiblemente en al menos 100 Á y, a veces, en al menos 150 Á.
Los Ejemplos Comparativos 9-10 fueron revestimientos de una sola capa reflectante de IR. Tales disposiciones se prefieren cuando se desea una transmisión visible del 40-60 %. Cuando se desea una transmisión visible menor del 40 %, se desean revestimientos de doble capa reflectante de IR como en la Fig. 1 para evitar un color reflectante alto y rojizo.
En una realización del Ejemplo de esta invención, se proporciona un artículo revestido que incluye un revestimiento soportado por un sustrato de vidrio, comprendiendo el revestimiento: una primera capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio; una primera capa reflectante de infrarrojos (IR) que comprende un nitruro de titanio sobre el sustrato de vidrio sobre al menos la primera capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio; una segunda capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio sobre el sustrato de vidrio sobre al menos la primera capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio y la primera capa reflectante de IR que comprende el nitruro de titanio; una segunda capa reflectante de IR que comprende un nitruro de titanio sobre el sustrato de vidrio sobre al menos la segunda capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio; una tercera capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio sobre el sustrato de vidrio sobre al menos la segunda capa reflectante de IR que comprende el nitruro de un segundo revestimiento que comprende un óxido de circonio, en donde el revestimiento no contiene una capa reflectante de IR a base de plata; y en donde el artículo revestido medido monolíticamente tiene: una transmisión visible de aproximadamente el 12-70 %, una reflectancia visible del lado del vidrio no superior a aproximadamente el 16 %, y un valor a* reflectante del lado del vidrio de desde -10 a 1,6.
Una vez dada la descripción anterior, serán evidentes muchas otras características, modificaciones y mejoras para el experto en la materia. El alcance de la misma viene determinado por las siguientes reivindicaciones:

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un artículo revestido que incluye un revestimiento soportado por un sustrato de vidrio, comprendiendo el revestimiento:
una primera capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio;
una primera capa reflectante de infrarrojos (IR) que comprende un nitruro de titanio sobre el sustrato de vidrio sobre al menos la primera capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio;
una segunda capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio sobre el sustrato de vidrio sobre al menos la primera capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio y la primera capa reflectante de IR que comprende el nitruro de titanio;
una segunda capa reflectante de IR que comprende un nitruro de titanio sobre el sustrato de vidrio sobre al menos la segunda capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio;
una tercera capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio sobre el sustrato de vidrio sobre al menos la segunda capa reflectante de IR que comprende nitruro de titanio;
un segundo revestimiento que comprende un óxido de circonio,
en donde el revestimiento no contiene una capa reflectante de IR a base de plata; y
en donde el artículo revestido medido monolíticamente tiene: una transmisión visible del 12-70 %, una reflectancia visible del lado del vidrio no superior al 16 % y un valor a* reflectante del lado del vidrio de desde -10 a 1,6.
2. El artículo revestido de la reivindicación 1, en donde el revestimiento contiene sólo dos capas reflectantes de IR.
3. El artículo revestido de cualquier reivindicación precedente, en donde la segunda capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio está ubicada entre y en contacto directo con la primera y la segunda capas reflectantes de IR.
4. El artículo revestido de cualquier reivindicación precedente, en donde la segunda capa reflectante de IR que comprende el nitruro de titanio comprende TiNx, donde x es de 0,8 a 1,2, más preferiblemente x es de 0,9 a 1,1.
5. El artículo revestido de cualquier reivindicación precedente, en donde cada una de las primera y segunda capas reflectantes de IR comprende TiNx, donde x es de 0,8 a 1,2, más preferiblemente x es de 0,9 a 1,1.
6. El artículo revestido de cualquier reivindicación precedente, en donde la primera capa reflectante de IR contiene el 0-8 % de oxígeno, más preferiblemente el 0-5 % de oxígeno (% atómico), y/o en donde la segunda capa reflectante de IR contiene el 0-8 % de oxígeno, más preferiblemente el 0-5 % de oxígeno (% atómico).
7. El artículo revestido de cualquier reivindicación precedente, en donde el artículo revestido medido monolíticamente tiene una reflectancia visible del lado de la película no superior al 16 %.
8. El artículo revestido de cualquier reivindicación precedente, en donde, medido monolíticamente, el artículo revestido tiene al menos uno de un valor de color a* reflectante del lado de la película de -8 a 1,6, un valor de a* reflectante del lado del vidrio de -8 a 1,5, un valor b* reflectante del lado del vidrio de -12 a 4, y un valor b* reflectante del lado de la película de -20 a 9.
9. El artículo revestido de cualquier reivindicación precedente, en donde la segunda capa reflectante de IR es al menos un 20 % más gruesa que la primera capa reflectante de IR, más preferiblemente al menos un 40 % más gruesa que la primera capa reflectante de IR.
10. El artículo revestido de cualquier reivindicación precedente, en donde la segunda capa reflectante de IR es físicamente imás gruesa que la primera capa reflectante de IR en al menos 50 angstroms (A), preferiblemente en al menos 100 A, más preferiblemente en al menos 150 A.
11. El artículo revestido de cualquier reivindicación precedente, en donde el sustrato de vidrio es un sustrato de vidrio transparente.
12. El artículo revestido de cualquier reivindicación precedente, en donde el artículo revestido medido monolíticamente tiene un valor de SHGC no superior a 0,52, más preferentemente no superior a 0,25, una emitancia normal (En) no superior a 0,50, más preferentemente no superior a 0,28, y una LSG de al menos 0,70, más preferiblemente de al menos 1,00.
13. El artículo revestido de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la segunda capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio es al menos 100 A más gruesa que la primera capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio, y/o en donde la primera capa reflectante de IR es de aproximadamente 140-300 A de espesor, y la segunda capa reflectante de IR es de aproximadamente 200-400 A de espesor.
14. Un método para fabricar un artículo revestido que incluye un revestimiento soportado por un sustrato de vidrio, comprendiendo el método:
depositar por pulverización catódica una primera capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio; depositar por pulverización catódica una primera capa reflectante de infrarrojos (IR) que comprende un nitruro de titanio sobre el sustrato de vidrio sobre al menos la primera capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio; depositar por pulverización catódica una segunda capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio sobre el sustrato de vidrio sobre al menos la primera capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio y la primera capa reflectante de IR;
depositar por pulverización catódica una segunda capa reflectante de IR que comprende un nitruro de titanio sobre el sustrato de vidrio sobre al menos la segunda capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio; y depositar por pulverización catódica una tercera capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio sobre el sustrato de vidrio sobre al menos la segunda capa reflectante de IR que comprende el nitruro de titanio;
depositar por pulverización catódica un segundo revestimiento que comprende un óxido de circonio, en donde el revestimiento no contiene una capa reflectante de IR a base de plata; y
en donde el artículo revestido medido monolíticamente tiene: una transmisión visible del 12-70 %, una reflectancia visible del lado del vidrio no superior al 16 % y un valor a* reflectante del lado del vidrio de -10 a 1,6.
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