FR3105212A1 - Process for rapid thermal treatment of thin films on tempered glass substrates - Google Patents

Process for rapid thermal treatment of thin films on tempered glass substrates Download PDF

Info

Publication number
FR3105212A1
FR3105212A1 FR1915089A FR1915089A FR3105212A1 FR 3105212 A1 FR3105212 A1 FR 3105212A1 FR 1915089 A FR1915089 A FR 1915089A FR 1915089 A FR1915089 A FR 1915089A FR 3105212 A1 FR3105212 A1 FR 3105212A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
heat treatment
glass
treatment process
thin coating
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
FR1915089A
Other languages
French (fr)
Inventor
Arnaud Huignard
Nicolas DESBOEUFS
Jean-Philippe SHWEITZER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
Priority to FR1915089A priority Critical patent/FR3105212A1/en
Publication of FR3105212A1 publication Critical patent/FR3105212A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/007Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by thermal treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • C03C17/23Oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • C03C17/23Oxides
    • C03C17/25Oxides by deposition from the liquid phase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/36Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/36Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal
    • C03C17/3602Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer
    • C03C17/3644Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer the metal being silver
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/36Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal
    • C03C17/3602Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer
    • C03C17/3649Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer made of metals other than silver
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/002Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/0005Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation
    • C03C23/0025Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation by a laser beam
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00Coatings on glass
    • C03C2217/20Materials for coating a single layer on glass
    • C03C2217/21Oxides
    • C03C2217/212TiO2
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00Coatings on glass
    • C03C2217/20Materials for coating a single layer on glass
    • C03C2217/21Oxides
    • C03C2217/213SiO2
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00Coatings on glass
    • C03C2217/20Materials for coating a single layer on glass
    • C03C2217/21Oxides
    • C03C2217/23Mixtures
    • C03C2217/231In2O3/SnO2
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00Coatings on glass
    • C03C2217/40Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
    • C03C2217/425Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a porous layer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00Methods for coating glass
    • C03C2218/30Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/32After-treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé de traitement thermique d’au moins un revêtement mince continu déposé sur une première face d’un substrat en verre, dans lequel on chauffe chaque point dudit revêtement mince pour une durée inférieure à 1 seconde à une température d’au moins 300 °C en maintenant une température inférieure ou égale à 150 °C, de préférence inférieure à 100 °C, en tout point de la deuxième face dudit substrat en verre, opposée à ladite première face, ledit procédé étant caractérisé par le fait que le substrat en verre est en verre renforcé et reste à l’état renforcé au cours du procédé de traitement thermique.The present invention relates to a process for the thermal treatment of at least one continuous thin coating deposited on a first face of a glass substrate, in which each point of said thin coating is heated for a period of less than 1 second at a temperature of at least 300 ° C while maintaining a temperature less than or equal to 150 ° C, preferably less than 100 ° C, at any point on the second face of said glass substrate, opposite to said first face, said method being characterized by the fact that the glass substrate is of reinforced glass and remains in the reinforced state during the heat treatment process.

Description

Procédé de traitement thermique rapide de couches minces sur substrats en verre trempéProcess for rapid heat treatment of thin layers on tempered glass substrates

La présente invention concerne un procédé de traitement thermique rapide de films minces déposés sur des substrats en verre renforcé, dans lequel l’intensité et la durée du traitement thermique sont tels que le traitement ne provoque pas le recuit du verre renforcé, le verre renforcé restant ainsi à l’état renforcé. L’invention concerne également des substrats en verre renforcé revêtus de films mince traités par le procédé de l’invention.The present invention relates to a process for the rapid heat treatment of thin films deposited on reinforced glass substrates, in which the intensity and duration of the heat treatment are such that the treatment does not cause the reinforced glass to be annealed, the reinforced glass remaining thus in the reinforced state. The invention also relates to reinforced glass substrates coated with thin films treated by the method of the invention.

Certaines couches fonctionnelles déposées sur des substrats verriers nécessitent des traitements thermiques, soit pour améliorer leurs propriétés, soit même pour leur conférer leur fonctionnalité. On peut citer à titre d’exemples les couches fonctionnelles bas-émissives à base d’argent ou d’oxydes transparents conducteurs (TCO) dont l’émissivité et la résistivité électrique sont abaissées suite à des traitements thermiques. Des couches photocatalytiques à base d’oxyde de titane déposé à froid nécessitent généralement une activation par traitement thermique. Des traitements thermiques permettent également de créer de la porosité dans des couches à base de silice pour abaisser leur facteur de réflexion lumineuse.Some functional layers deposited on glass substrates require heat treatments, either to improve their properties, or even to give them their functionality. Examples include low-emissivity functional layers based on silver or transparent conductive oxides (TCO) whose emissivity and electrical resistivity are lowered following heat treatments. Photocatalytic layers based on cold-deposited titanium oxide generally require activation by heat treatment. Heat treatments also make it possible to create porosity in silica-based layers to lower their light reflection factor.

Il est connu par exemple de la demande internationale WO2008/096089 d’exposer des films mince minéraux, par exemple des revêtements comprenant des films métalliques ou des revêtements en oxydes transparents conducteurs, pendant une fraction de seconde à des températures très élevées de manière à provoquer des changements dans les films minces sans pour autant affecter le substrat porteur du film mince. Le principal avantage du traitement thermique est l’augmentation du taux de cristallisation du film mince, sans qu’il ne soit nécessaire de soumettre l’ensemble du substrat/film à une étape de recuit suivie d’un refroidissement lent et contrôlé.It is known, for example, from international application WO2008/096089 to expose thin mineral films, for example coatings comprising metallic films or transparent conductive oxide coatings, for a fraction of a second at very high temperatures so as to cause changes in thin films without affecting the supporting substrate of the thin film. The main advantage of heat treatment is the increase in the crystallization rate of the thin film, without the need to subject the entire substrate/film to an annealing step followed by a slow and controlled cooling.

On connaît en particulier de la demande WO2010/139908 une méthode de traitement thermique de couches minces au moyen d’un rayonnement, notamment d’un rayonnement laser infrarouge focalisé sur la couche. Un tel traitement permet de chauffer très rapidement la couche sans échauffer de manière significative le substrat sous-jacent. Typiquement, la température en tout point de la face du substrat opposée à celle portant la couche ne dépasse pas 150°C, voire 100°C durant le traitement. D’autres types de rayonnement, comme celui issu de lampes flash sont également utilisables dans le même but.In particular, application WO2010/139908 discloses a method of thermal treatment of thin layers by means of radiation, in particular infrared laser radiation focused on the layer. Such a treatment makes it possible to heat the layer very quickly without significantly heating the underlying substrate. Typically, the temperature at any point on the face of the substrate opposite that carrying the layer does not exceed 150° C., or even 100° C. during the treatment. Other types of radiation, such as that from flash lamps can also be used for the same purpose.

Le procédé de traitement thermique rapide décrit dans WO2008/096089 et WO2010/139908 est présenté comme étant surtout utile pour des substrats non trempés ou non bombés. La trempe thermique et/ou le bombage permettent en effet de d’obtenir la cristallisation d’un film mince, déposé à la surface du verre, grâce à l’apport de chaleur indispensable à la trempe thermique ou au bombage. Le traitement thermique du film mince est alors superflu.The rapid heat treatment process described in WO2008/096089 and WO2010/139908 is presented as being especially useful for non-tempered or non-curved substrates. Thermal toughening and/or bending makes it possible to obtain the crystallization of a thin film, deposited on the surface of the glass, thanks to the supply of heat essential for thermal toughening or bending. Heat treatment of the thin film is then superfluous.

Toutefois, pour certaines applications, notamment pour des vitrages de façade, des films minces sont déposés sur des verres prédécoupés à mesures fixes («cut size») trempés, ces verres pouvant être éventuellement émaillés. Si le film mince nécessite un traitement thermique > 300°C pour améliorer ou obtenir les propriétés recherchées, le renforcement mécanique du substrat trempé sera alors réduit, voire totalement supprimé si on le soumet à un traitement thermique dans une étuve.However, for certain applications, in particular for facade glazing, thin films are deposited on tempered pre-cut glasses with fixed measurements (“cut size”), these glasses possibly being enamelled. If the thin film requires a heat treatment > 300° C. to improve or obtain the desired properties, the mechanical reinforcement of the tempered substrate will then be reduced, or even completely eliminated if it is subjected to a heat treatment in an oven.

Par ailleurs, tous les films minces ne se prêtent pas à la trempe thermique. On peut citer par exemple les couches à l’argent déposées par magnétron dont l’émissivité augmente suite au démouillage induit par l’augmentation de température.Furthermore, not all thin films lend themselves to thermal quenching. One can cite for example the silver layers deposited by magnetron whose emissivity increases following the dewetting induced by the increase in temperature.

Enfin, la trempe chimique du verre se fait nécessairementavantle dépôt d’un revêtement mince fonctionnel, tel qu’une électrode transparente, un revêtement photocatalytique ou encore une couche anti-reflets et l’homme du métier se trouve alors confronté au problème d’avoir à réaliser un traitement thermique dudit revêtement mince, déposé sur un substrat ayant subi une trempe chimique, sans réduire significativement l’état de contrainte du substrat en verre trempé.Finally, the chemical toughening of the glass is necessarily done before the deposition of a thin functional coating, such as a transparent electrode, a photocatalytic coating or even an anti-reflective layer and the person skilled in the art is then confronted with the problem of having to carry out a heat treatment of said thin coating, deposited on a substrate which has undergone chemical toughening, without significantly reducing the state of stress of the tempered glass substrate.

La présente invention est basée sur la découverte que le procédé de traitement thermique rapide décrit par exemple dans WO2008/096089 ou WO2010/139908 convient également pour des revêtements minces déposés sur des substrats en verre renforcé (chimiquement ou thermiquement) et permet alors de conserver essentiellement l’état de contrainte du verre renforcé tout en provoquant dans le film mince le changement de structure recherché, par exemple l’augmentation du taux de cristallisation.The present invention is based on the discovery that the rapid heat treatment process described for example in WO2008/096089 or WO2010/139908 is also suitable for thin coatings deposited on reinforced glass substrates (chemically or thermally) and then makes it possible to essentially retain the stress state of the reinforced glass while causing the desired structural change in the thin film, for example the increase in the crystallization rate.

La présente demande a par conséquent pour objet un procédé de traitement thermique d’au moins un revêtement mince continu déposé sur une première face d’un substrat en verre, dans lequel on chauffe chaque point dudit revêtement mince pour une durée inférieure à 1 seconde à une température d’au moins 300 °C en maintenant une température inférieure ou égale à 150 °C, de préférence inférieure à 100°C, en tout point de la deuxième face dudit substrat en verre, opposée à ladite première face, ledit procédé étant caractérisé par le fait que le substrat en verre est en verre renforcé et reste à l’état renforcé au cours du procédé de traitement thermique.The subject of the present application is therefore a process for the heat treatment of at least one continuous thin coating deposited on a first face of a glass substrate, in which each point of said thin coating is heated for a period of less than 1 second at a temperature of at least 300°C while maintaining a temperature less than or equal to 150°C, preferably less than 100°C, at any point on the second face of said glass substrate, opposite to said first face, said method being characterized in that the glass substrate is made of reinforced glass and remains in the reinforced state during the heat treatment process.

Dans la présente demande le terme «verre renforcé» (en anglaisstrengthenedoutoughened glass) englobe les verres ayant subi un traitement thermique de renforcement et ceux ayant subi un traitement chimique de renforcement.In the present application, the term " reinforced glass " encompasses glasses which have undergone a heat treatment for reinforcement and those which have undergone a chemical treatment for reinforcement.

Parmi les verres renforcés ayant subi un traitement thermique de renforcement on distingue principalement les verres trempés et les verres semi-trempés.Among the reinforced glasses having undergone a heat treatment of reinforcement, a distinction is made mainly between tempered glasses and semi-tempered glasses.

Verres trempés: Lors de la trempe thermique, le verre est porté à haute température en passant dans un four jusqu'à atteindre une température proche de son point de ramollissement, généralement de l’ordre de 570 °C à 700 °C en fonction de sa composition. Le verre est ensuite refroidi rapidement en surface, par exemple au moyen de jets d'air à basse température. De la sorte, la partie extérieure de la feuille de verre refroidit avant la partie intérieure, ce qui induit des contraintes permanentes dans le verre : la zone centrale est mise en traction alors que les parties proches de la surface de la feuille de verre sont soumises à des contraintes de compression. Le verre trempé possède une résistance aux sollicitations d’origines mécanique et thermique supérieure à celle du verre recuit.Tempered glasses: During thermal toughening, the glass is brought to a high temperature by passing through an oven until it reaches a temperature close to its softening point, generally around 570°C to 700°C depending on its composition. The glass is then rapidly cooled on the surface, for example by means of low-temperature air jets. In this way, the outer part of the glass sheet cools before the inner part, which induces permanent stresses in the glass: the central zone is put in tension while the parts close to the surface of the glass sheet are subjected to compressive stresses. Tempered glass has a higher resistance to mechanical and thermal stresses than annealed glass.

Le verre trempé thermiquement ne peut plus être retravaillé. Il ne peut plus être recoupé, façonné ou percé. Il est donc important que l'usinage et la mise aux cotes définitives se fassent avant la trempe.Thermally tempered glass can no longer be reworked. It can no longer be cut, shaped or drilled. It is therefore important that the machining and final sizing take place before quenching.

Lorsqu'un verre trempé thermiquement se casse, il éclate en de nombreux petits morceaux ne présentant pas ou peu de parties tranchantes.When thermally toughened glass breaks, it shatters into many small pieces with few or no sharp edges.

On considère dans la présente demande qu’un verre renforcé de type trempé thermiquement satisfait au test de fragmentation tel que défini au point 8 de la norme NF EN 12150-1 (2019).It is considered in this application that a reinforced glass of the thermally toughened type satisfies the fragmentation test as defined in point 8 of standard NF EN 12150-1 (2019).

Lorsque le procédé de traitement thermique rapide de la présente invention est mis en œuvre sur un verre trempé, le substrat en verre est conforme au test de fragmentation de la norme NF EN 12150-1 (2019) avant et après ledit traitement thermique rapide.When the rapid heat treatment method of the present invention is implemented on a tempered glass, the glass substrate complies with the fragmentation test of standard NF EN 12150-1 (2019) before and after said rapid heat treatment.

Verres semi-trempés, également appelés «verres durcis thermiquement»ou «verres renforcés à la chaleur» :Semi-tempered glasses, also called “heat-strengthened glasses” or “heat-strengthened glasses”:

Il s'agit de verres qui ont subi un traitement thermique semblable à la trempe thermique mais pour lequel les contraintes de compression sont inférieures à celles du verre trempé, car le refroidissement a été réalisé de manière plus lente.These are glasses which have undergone a heat treatment similar to thermal tempering but for which the compressive stresses are lower than those of tempered glass, because the cooling has been carried out more slowly.

La trempe thermique mène à une contrainte de surface supérieure à 90 MPa, généralement comprise entre90 et200 MPa. Un verre semi-trempé, ou durci thermiquement, présente une contrainte de surface généralement comprise dans la fourchette allant de30 à90 MPa, en particulier dans la fourchette allant de30 à60 MPa. Ces contraintes de compression peuvent être mesurées par exemple par l’appareil Autogasp2 commercialisé par la société Strainoptics.Thermal quenching leads to a surface stress greater than 90 MPa, generally between 90 and 200 MPa. A semi-tempered, or heat-strengthened, glass has a surface stress generally in the range of 30 to 90 MPa, in particular in the range of 30 to 60 MPa. These compressive stresses can be measured for example by the Autogasp2 device marketed by the company Strainoptics.

Le verre semi-trempé, ou verre durci thermiquement, a subi un cycle de chauffage et de refroidissement qui l'a rendu généralement deux fois plus résistant qu'un verre recuit du même type et de même épaisseur.Semi-tempered glass, or heat-strengthened glass, has undergone a cycle of heating and cooling that has made it generally twice as strong as annealed glass of the same type and thickness.

Le verre durci thermiquement a une plus grande résistance aux contraintes thermiques que le verre recuit, mais ne convient pas aux mêmes usages que le verre trempé (verre de sécurité), car lorsqu'il se casse, les fragments sont généralement plus gros que ceux du verre trempé et restent souvent dans le châssis après la casse.Thermally toughened glass has a greater resistance to thermal stress than annealed glass, but is not suitable for the same uses as tempered glass (safety glass), because when it breaks, the fragments are generally larger than those of the tempered glass and often remain in the frame after breakage.

Le verre durci thermiquement peut être utilisé pour des vitrages qui requièrent une résistance supplémentaire pour supporter le vent ou des charges de neige et des contraintes thermiques. Il est également utilisé dans au moins l'un des verres d'un vitrage feuilleté lorsqu'il faut obtenir un stratifié renforcé. Ses grands fragments après casse, permettent au verre de rester dans le châssis jusqu’à ce qu’il puisse être remplacé.Thermally toughened glass can be used for glazing that requires additional strength to withstand wind or snow loads and thermal stresses. It is also used in at least one of the glasses of a laminated glazing when it is necessary to obtain a reinforced laminate. Its large fragments after breakage allow the glass to remain in the frame until it can be replaced.

Comme le verre trempé, le verre durci thermiquement ne peut pas être découpé ou percé après le traitement thermique. Il peut provoquer des blessures en cas de bris.Like tempered glass, heat-strengthened glass cannot be cut or drilled after heat treatment. It can cause injury if broken.

Les verres semi-trempés sont définis dans la norme NF EN 1863-1 (2012) et dans la présente demande on considère qu’un substrat en verre semi-trempé conserve son état renforcé lorsque, après ayant subi le procédé de traitement thermique rapide de la présente invention, il satisfait toujours au test de fragmentation décrit au point 8 de cette norme.Semi-tempered glasses are defined in standard NF EN 1863-1 (2012) and in this application it is considered that a semi-tempered glass substrate retains its reinforced state when, after having undergone the rapid heat treatment process of the present invention, it still satisfies the fragmentation test described in point 8 of this standard.

Lorsque le substrat est en verre renforcé thermiquement (verre trempé ou semi-trempé), son épaisseur est avantageusement comprise entre 1,6 mm et 20 mm, de préférence entre 2 mm et 14 mm, en particulier entre 2,6 et 10 mm.When the substrate is made of heat-strengthened glass (tempered or semi-tempered glass), its thickness is advantageously between 1.6 mm and 20 mm, preferably between 2 mm and 14 mm, in particular between 2.6 and 10 mm.

Verres ayant subi un traitement chimique de renforcement (trempe chimique): Lors d’une trempe chimique le verre est placé dans un bain chaud (350 °C – 550 °C) de sels de potassium. Sous l'effet de la chaleur, les ions sodium de la surface du verre sont remplacés par des ions potassium du bain. Les ions potassium étant plus gros que les ions sodium, des tensions en compression apparaissent en surface du verre lors du refroidissement, améliorant ses propriétés mécaniques, en termes de résistance aux chocs.Glasses that have undergone a chemical strengthening treatment (chemical toughening): During chemical toughening, the glass is placed in a hot bath (350°C – 550°C) of potassium salts. Under the effect of heat, the sodium ions on the surface of the glass are replaced by potassium ions from the bath. Since potassium ions are larger than sodium ions, compressive stresses appear on the surface of the glass during cooling, improving its mechanical properties, in terms of impact resistance.

Les contraintes de compression superficielles des verres trempés chimiquement et l’épaisseur de la couche d’échange d’ions peuvent être déterminées grâce à des méthodes de mesures photoélastiques, par exemple à l’aide d’un stratoréfractomètre ou d’un microscope polarisant équipé d’un compensateur de Babinet.The surface compressive stresses of chemically toughened glasses and the thickness of the ion exchange layer can be determined using photoelastic measurement methods, for example using a stratorefractometer or a polarizing microscope equipped of a Babinet compensator.

Les contraintes de compression des verres trempés chimiquement sont généralement comprises entre 100 et 1000 MPa, de préférence entre 150 et 800 MPa.The compressive stresses of chemically toughened glasses are generally between 100 and 1000 MPa, preferably between 150 and 800 MPa.

La trempe thermique nécessite une épaisseur de verre minimale, ce qui n'est pas le cas de la trempe chimique, réalisable sur des épaisseurs de moins de 2 millimètres.Thermal toughening requires a minimum thickness of glass, which is not the case with chemical toughening, which can be achieved on thicknesses of less than 2 millimetres.

La dureté chimique du verre trempé ou renforcé chimiquement est principalement utilisée pour la solidification du verre mince et ultra-mince (UTG,ultra thin glass). Vu sa résistance très élevée, le verre trempé chimiquement est peu utilisé dans la construction et est surtout destiné à des applications telles que l'aéronautique, l'éclairage et l’électronique.The chemical hardness of tempered or chemically strengthened glass is mainly used for the solidification of thin and ultra-thin glass (UTG, ultra thin glass ). Given its very high resistance, chemically tempered glass is little used in construction and is mainly intended for applications such as aeronautics, lighting and electronics.

Dans la présente demande, on considère qu’un substrat en verre renforcé chimiquement conserve son état renforcé lorsque le traitement thermique rapide de l’invention ne diminue pas la valeur des contraintes de compression, déterminée à l’aide d’un stratorefractomètre et confirmée par microscope polarisant, de plus de 20%.In the present application, it is considered that a chemically reinforced glass substrate retains its reinforced state when the rapid heat treatment of the invention does not reduce the value of the compressive stresses, determined using a stratorefractometer and confirmed by polarizing microscope, by more than 20%.

Lorsque le substrat est un verre renforcé chimiquement il a avantageusement une épaisseur comprise entre 200 µm et 20 mm, de préférence entre 250 µm et 2000 µm, en particulier entre 300 µm et 1000 µm.When the substrate is a chemically reinforced glass, it advantageously has a thickness comprised between 200 μm and 20 mm, preferably between 250 μm and 2000 μm, in particular between 300 μm and 1000 μm.

Le revêtement mince continu peut être constitué d’une seule couche ou bien d’un empilement de plusieurs couches. Son épaisseur physique est de préférence comprise entre 0,5nm à 10,0µm, plus préférentiellement entre 1nm et 5,0µm et en particulier entre 2 nm et 2,0 µm, notamment entre 10 nm et 1,0 µm.The continuous thin coating may consist of a single layer or of a stack of several layers. Its physical thickness is preferably between 0.5 nm to 10.0 μm, more preferably between 1 nm and 5.0 μm and in particular between 2 nm and 2.0 μm, in particular between 10 nm and 1.0 μm.

Le revêtement mince continu, également appelé revêtement fonctionnel, apporte de préférence au substrat revêtu au moins une fonctionnalité choisie parmi une faible émissivité, une faible résistivité électrique, un effet antireflet, une fonction autonettoyante ou une facilité de nettoyage.The continuous thin coating, also called a functional coating, preferably provides the coated substrate with at least one functionality chosen from low emissivity, low electrical resistivity, an antireflection effect, a self-cleaning function or ease of cleaning.

Le revêtement mince continu est avantageusement à base d’un métal, d’un oxyde, d’un nitrure, ou d’un mélange d’oxydes choisi dans le groupe formé par l’argent, le molybdène, le niobium, l’oxyde de titane, les oxydes mixtes d’indium et de zinc ou d’étain, l’oxyde de zinc dopé à l’aluminium ou au gallium, les nitrures de titane, d’aluminium ou de zirconium, l’oxyde de titane dopé au niobium, le stannate de cadmium et/ou de zinc, l’oxyde d’étain dopé au fluor et/ou à l’antimoine.The continuous thin coating is advantageously based on a metal, an oxide, a nitride, or a mixture of oxides chosen from the group formed by silver, molybdenum, niobium, oxide titanium, mixed oxides of indium and zinc or tin, zinc oxide doped with aluminum or gallium, nitrides of titanium, aluminum or zirconium, titanium oxide doped with niobium, cadmium and/or zinc stannate, fluorine and/or antimony doped tin oxide.

De préférence la ou les couches fonctionnelles contenues dans le revêtement mince continu ou constituants le revêtement mince continu sont choisies parmiPreferably, the functional layer(s) contained in the continuous thin coating or constituting the continuous thin coating are chosen from

  • les couches à base d’un métal à l’état métallique,layers based on a metal in the metallic state,
  • les couches à base d’oxyde de titane,layers based on titanium oxide,
  • les couches à base d’oxyde transparent électro-conducteur,electroconductive transparent oxide-based layers,
  • les couches à base de silice.silica-based layers.

Selon un premier mode de réalisation préféré, la couche fonctionnelle est à base d’un métal, typiquement l’argent, ou encore l’or, le molybdène ou le niobium. La couche fonctionnelle est de préférence constituée de ce métal. De tels métaux possèdent des propriétés de faible émissivité et de faible résistivité électrique, si bien que les substrats revêtus peuvent servir à la fabrication de vitrages à isolation thermique renforcée, de vitrages chauffants ou encore d’électrodes. L’épaisseur de la couche fonctionnelle est alors de préférence comprise dans la plage allant de 2 à 20nm.According to a first preferred embodiment, the functional layer is based on a metal, typically silver, or even gold, molybdenum or niobium. The functional layer is preferably made of this metal. Such metals have properties of low emissivity and low electrical resistivity, so that the coated substrates can be used to manufacture glazing with reinforced thermal insulation, heated glazing or even electrodes. The thickness of the functional layer is then preferably comprised in the range going from 2 to 20 nm.

Dans ce mode de réalisation, le revêtement comprend au moins une couche fonctionnelle métallique, par exemple une, deux ou trois couches fonctionnelles métalliques, chacune étant généralement disposée entre au moins deux couches diélectriques, typiquement des couches d’oxyde, de nitrure ou d’oxynitrure, par exemple des couches de nitrure de silicium, d’oxyde de zinc et/ou d’étain, d’oxyde de titane etc. Ce type de revêtement est de préférence déposé par pulvérisation cathodique, notamment assistée par champ magnétique (procédé magnétron).In this embodiment, the coating comprises at least one metallic functional layer, for example one, two or three metallic functional layers, each being generally arranged between at least two dielectric layers, typically layers of oxide, nitride or oxynitride, for example layers of silicon nitride, zinc and/or tin oxide, titanium oxide etc. This type of coating is preferably deposited by sputtering, in particular assisted by a magnetic field (magnetron process).

Selon un deuxième mode de réalisation préféré, la couche fonctionnelle est une couche à base d’oxyde de titane, notamment une couche constituée de ou essentiellement constituée d’oxyde de titane.According to a second preferred embodiment, the functional layer is a layer based on titanium oxide, in particular a layer consisting of or essentially consisting of titanium oxide.

Les couches minces à base d’oxyde de titane ont la particularité d’être autonettoyantes, en facilitant la dégradation des composés organiques sous l’action de rayonnements ultraviolets (photocatalyse) et l’élimination des salissures minérales sous l’action d’un ruissellement d’eau. Le dioxyde de titane cristallisé sous la forme anatase est bien plus efficace en termes de dégradation des composés organiques que le dioxyde de titane amorphe ou cristallisé sous la forme rutile ou brookite. L’oxyde de titane peut éventuellement être dopé par un ion métallique, par exemple un ion d’un métal de transition, ou par des atomes d’azote, de carbone, de fluor…. L’oxyde de titane peut également être sous-stœchiométrique ou sur-stœchiométrique en oxygène (TiO2ou TiOx).Thin layers based on titanium oxide have the particularity of being self-cleaning, by facilitating the degradation of organic compounds under the action of ultraviolet radiation (photocatalysis) and the elimination of mineral dirt under the action of runoff. of water. Titanium dioxide crystallized in the anatase form is much more effective in terms of degrading organic compounds than amorphous titanium dioxide or titanium dioxide crystallized in the rutile or brookite form. The titanium oxide can optionally be doped with a metal ion, for example a transition metal ion, or with nitrogen, carbon, fluorine, etc. atoms. Titanium oxide can also be under-stoichiometric or over-stoichiometric in oxygen (TiO 2 or TiO x ).

La couche à base d’oxyde de titane est préférentiellement déposée par pulvérisation cathodique magnétron. Cette technique ne permet toutefois pas d’obtenir des couches très actives, car l’oxyde de titane n’y est pas, ou seulement très peu cristallisé. Le traitement thermique de l’invention est alors nécessaire pour conférer des propriétés autonettoyantes appréciables.The layer based on titanium oxide is preferentially deposited by magnetron sputtering. However, this technique does not make it possible to obtain very active layers, because the titanium oxide is not there, or only very little crystallized. The heat treatment of the invention is then necessary to confer appreciable self-cleaning properties.

Selon un troisième mode de réalisation préféré, la couche fonctionnelle est une couche à base d’un oxyde transparent électro-conducteur. L’oxyde transparent électro-conducteur est de préférence choisi parmi les couches d’oxyde d’étain et d’indium (ITO), les couches d’oxyde de zinc dopé à l’aluminium ou au gallium et les couches d’oxyde d’étain dopé au fluor ou à l’antimoine.According to a third preferred embodiment, the functional layer is a layer based on an electrically conductive transparent oxide. The electrically conductive transparent oxide is preferably chosen from layers of indium tin oxide (ITO), layers of zinc oxide doped with aluminum or gallium and layers of zinc oxide. pewter doped with fluorine or antimony.

Ce type de couches confère des propriétés de conduction électrique mais aussi de faible émissivité, permettant au matériau d’être employé dans la fabrication de vitrages isolants, de vitrages anticondensation, ou d’électrodes, par exemple pour cellules photovoltaïques, pour écrans de visualisation ou pour dispositifs d’éclairage.This type of layer confers electrical conduction properties but also low emissivity, allowing the material to be used in the manufacture of insulating glazing, anti-condensation glazing, or electrodes, for example for photovoltaic cells, for display screens or for lighting devices.

Enfin, selon encore un quatrième mode de réalisation préféré, la couche fonctionnelle est une couche poreuse à base de silice.Finally, according to yet another fourth preferred embodiment, the functional layer is a porous silica-based layer.

La couche à base de silice est de préférence, après traitement thermique, essentiellement constituée voire constituée de silice. La couche à base de silice est avantageusement antireflets, au sens où le facteur de réflexion lumineuse côté couche est d’au plus 6%, notamment 5% après traitement thermique, lorsque la couche est déposée sur une seule face d’un substrat de verre (la valeur tient donc compte de la réflexion de la face opposée non revêtue, qui est d’environ 4%).The silica-based layer is preferably, after heat treatment, essentially made up or even made up of silica. The silica-based layer is advantageously antireflection, in the sense that the light reflection factor on the layer side is at most 6%, in particular 5% after heat treatment, when the layer is deposited on a single face of a glass substrate (the value therefore takes into account the reflection of the uncoated opposite face, which is approximately 4%).

Selon une première variante, la couche à base de silice comprend avant traitement thermique du silicium, de l’oxygène, du carbone et éventuellement de l’hydrogène, ces deux derniers éléments étant au moins partiellement éliminés lors du traitement thermique de manière à obtenir une couche poreuse essentiellement constituée de silice. Cette couche est préférentiellement déposée par pulvérisation cathodique magnétron d’une cible en silicium ou en silice ou par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma en utilisant comme précurseur de silicium un composé organométallique tel que par exemple l’hexamethyldisiloxane.According to a first variant, the silica-based layer comprises, before heat treatment, silicon, oxygen, carbon and optionally hydrogen, these last two elements being at least partially eliminated during the heat treatment so as to obtain a porous layer essentially made up of silica. This layer is preferably deposited by magnetron sputtering of a silicon or silica target or by plasma-assisted chemical vapor deposition using an organometallic compound such as hexamethyldisiloxane as silicon precursor.

Selon une deuxième variante, la couche à base de silice comprend avant traitement thermique une matrice de silice et des agents porogènes, ces derniers étant éliminés lors du traitement thermique de manière à obtenir une couche poreuse essentiellement constituée de silice. Les agents porogènes sont de préférence organiques, notamment polymériques, par exemple en polyméthacrylate de méthyle, leur taille moyenne étant de préférence comprise dans un domaine allant de 20 à 200nm. Cette couche est préférentiellement déposée par un procédé du type sol-gel.According to a second variant, the silica-based layer comprises, before heat treatment, a matrix of silica and pore-forming agents, the latter being eliminated during the heat treatment so as to obtain a porous layer essentially consisting of silica. The blowing agents are preferably organic, in particular polymeric, for example polymethyl methacrylate, their average size preferably being within a range ranging from 20 to 200 nm. This layer is preferably deposited by a method of the sol-gel type.

La couche fonctionnelle peut être obtenue par tout type de procédé de dépôt de couche mince. Il peut par exemple s’agir de procédés de type sol-gel, pyrolyse (liquide ou solide), dépôt chimique en phase vapeur (CVD), notamment assisté par plasma (APCVD), éventuellement sous pression atmosphérique (APPECVD), évaporation, pulvérisation cathodique, notamment assistée par un champ magnétique (procédé magnétron). Dans ce dernier procédé, un plasma est créé sous un vide poussé au voisinage d’une cible comprenant les éléments chimiques à déposer. Les espèces actives du plasma, en bombardant la cible, arrachent lesdits éléments, qui se déposent sur le substrat en formant la couche mince désirée. Ce procédé est dit «réactif» lorsque la couche est constituée d’un matériau résultant d’une réaction chimique entre les éléments arrachés de la cible et le gaz contenu dans le plasma. L’avantage majeur de ce procédé réside dans la possibilité de déposer sur une même ligne un empilement très complexe de couches en faisant successivement défiler le substrat sous différentes cibles, ce généralement dans un seul et même dispositif.The functional layer can be obtained by any type of thin layer deposition process. These may for example be processes of the sol-gel type, pyrolysis (liquid or solid), chemical vapor deposition (CVD), in particular assisted by plasma (APCVD), possibly under atmospheric pressure (APPECVD), evaporation, sputtering cathodic, in particular assisted by a magnetic field (magnetron process). In this last process, a plasma is created under a high vacuum in the vicinity of a target comprising the chemical elements to be deposited. The active species of the plasma, by bombarding the target, tear off said elements, which are deposited on the substrate, forming the desired thin layer. This process is said to be “reactive” when the layer is made of a material resulting from a chemical reaction between the elements torn from the target and the gas contained in the plasma. The major advantage of this process lies in the possibility of depositing on the same line a very complex stack of layers by successively scrolling the substrate under different targets, generally in a single device.

Dans un mode de réalisation préféré du procédé de l’invention, le chauffage de la couche mince est réalisé au moyen d’un dispositif laser, de préférence un dispositif laser émettant un rayonnement laser focalisé sur le revêtement mince continu.In a preferred embodiment of the method of the invention, the heating of the thin layer is carried out by means of a laser device, preferably a laser device emitting laser radiation focused on the continuous thin coating.

Le dispositif laser crée de préférence au niveau de la première face portant le revêtement mince continu, une ligne laser unique sous laquelle défile le substrat en verre portant le revêtement mince continu.The laser device preferably creates, at the level of the first face carrying the continuous thin coating, a single laser line under which the glass substrate carrying the continuous thin coating runs.

Le rayonnement laser est de préférence généré par des modules comprenant une ou plusieurs sources laser ainsi que des optiques de mise en forme et de redirection.The laser radiation is preferably generated by modules comprising one or more laser sources as well as shaping and redirection optics.

Les sources laser sont typiquement des diodes laser ou des lasers fibrés, notamment des lasers à fibre, à diodes ou encore à disque. Les diodes laser permettent d’atteindre de manière économique de fortes densités de puissance par rapport à la puissance électrique d’alimentation, pour un faible encombrement. L’encombrement des lasers fibrés est encore plus réduit, et la puissance linéique obtenue peut être encore plus élevée, pour un coût toutefois plus important. On entend par lasers fibrés des lasers dans lesquels le lieu de génération de la lumière laser est déporté spatialement par rapport à son lieu de délivrance, la lumière laser étant délivrée au moyen d’au moins une fibre optique. Dans le cas d’un laser à disque, la lumière laser est générée dans une cavité résonnante dans laquelle se trouve le milieu émetteur qui se présente sous la forme d’un disque, par exemple un disque mince (d’environ 0,1mm d’épaisseur) en Yb:YAG. La lumière ainsi généré est couplée dans au moins une fibre optique dirigée vers le lieu de traitement. Le laser peut également être à fibre, au sens où le milieu d’amplification est lui-même une fibre optique. Les lasers à fibre ou à disque sont de préférence pompés optiquement à l’aide de diodes laser. Le rayonnement issu des sources laser est de préférence continu. Il peut alternativement être pulsé.The laser sources are typically laser diodes or fiber lasers, in particular fiber, diode or disc lasers. Laser diodes make it possible to economically achieve high power densities in relation to the electrical power supply, for a small footprint. The size of fiber lasers is even smaller, and the linear power obtained can be even higher, but at a higher cost. By fiber lasers is meant lasers in which the place of generation of the laser light is spatially offset with respect to its place of delivery, the laser light being delivered by means of at least one optical fiber. In the case of a disc laser, the laser light is generated in a resonant cavity in which the emitting medium is located, which is in the form of a disc, for example a thin disc (about 0.1 mm in diameter). thickness) in Yb:YAG. The light thus generated is coupled into at least one optical fiber directed towards the place of treatment. The laser can also be fiber, in the sense that the amplification medium is itself an optical fiber. Fiber or disc lasers are preferably optically pumped using laser diodes. The radiation from the laser sources is preferably continuous. It can alternatively be pulsed.

La longueur d’onde du rayonnement laser, donc la longueur d’onde de traitement, est de préférence comprise dans un domaine allant de 200 à 2500nm, de préférence 500 à 1300nm, notamment de 800 à 1100nm.The wavelength of the laser radiation, therefore the treatment wavelength, is preferably within a range ranging from 200 to 2500 nm, preferably 500 to 1300 nm, in particular from 800 to 1100 nm.

Un rayonnement laser infrarouge d’une longueur d’onde comprise dans la fourchette allant de 900 à 1100 nm, en particulier de 915 à 1050 nm est particulièrement préféré.Infrared laser radiation with a wavelength in the range from 900 to 1100 nm, in particular from 915 to 1050 nm is particularly preferred.

Des diodes laser de puissance émettant à une ou plusieurs longueurs d’onde choisie parmi 808nm, 880nm, 915nm, 940nm ou 980nm se sont révélées particulièrement bien appropriées. Dans le cas d’un laser à disque, la longueur d’onde de traitement est par exemple de 1030nm (longueur d’onde d’émission pour un laser Yb:YAG). Pour un laser à fibre, la longueur d’onde de traitement est typiquement de 1070nm.Power laser diodes emitting at one or more wavelengths chosen from 808nm, 880nm, 915nm, 940nm or 980nm have proven to be particularly well suited. In the case of a disk laser, the treatment wavelength is for example 1030 nm (emission wavelength for a Yb:YAG laser). For a fiber laser, the treatment wavelength is typically 1070nm.

Le nombre de lignes laser et leur disposition sont avantageusement choisis pour que la totalité de la largeur du substrat soit traitée.The number of laser lines and their arrangement are advantageously chosen so that the entire width of the substrate is treated.

Plusieurs lignes disjointes peuvent être employées, par exemple disposées en quinconce ou en vol d’oiseau. En général, les lignes laser sont cependant combinées de sorte à former une ligne laser unique.Several disjoint lines can be used, for example arranged in staggered rows or in the flight of a bird. In general, however, the laser lines are combined to form a single laser line.

Dans le cas de substrats de faible largeur, cette ligne laser peut être générée par un seul module laser. Pour des substrats de grande largeur en revanche, par exemple supérieure à 1m, voire 2m et même 3m, la ligne laser résulte avantageusement de la combinaison d’une pluralité de lignes laser élémentaires générées chacune par des modules laser indépendants. La longueur de ces lignes laser élémentaires va typiquement de 10 à 100cm, notamment de 30 à 75cm, voire de 30 à 60cm. Les lignes élémentaires sont de préférence disposées de manière à se superposer partiellement dans le sens de la longueur et présentent de préférence un décalage dans le sens de la largeur, ledit décalage étant inférieur à la demie-somme des largeurs de deux lignes élémentaires adjacentes.In the case of narrow substrates, this laser line can be generated by a single laser module. For very wide substrates, on the other hand, for example greater than 1 m, or even 2 m and even 3 m, the laser line advantageously results from the combination of a plurality of elementary laser lines each generated by independent laser modules. The length of these elementary laser lines typically ranges from 10 to 100cm, in particular from 30 to 75cm, or even from 30 to 60cm. The elementary lines are preferably arranged so as to overlap partially in the direction of the length and preferably have an offset in the direction of the width, said offset being less than the half-sum of the widths of two adjacent elementary lines.

Dans un mode de réalisation du procédé de l’invention plusieurs substrats en verre sont juxtaposés et alignés dans un sens perpendiculaire au sens de défilement des substrats et la ligne laser unique a une longueur au moins égale à la largeur de l’ensemble des substrats alignés.In one embodiment of the method of the invention, several glass substrates are juxtaposed and aligned in a direction perpendicular to the running direction of the substrates and the single laser line has a length at least equal to the width of all the aligned substrates. .

On entend par «longueur» de la ligne laser la plus grande dimension de la ligne, mesurée sur la surface du revêtement dans une première direction, et par «largeur» la dimension selon la seconde direction, perpendiculaire à la première direction. Comme il est d’usage dans le domaine des lasers, la largeur w de la ligne correspond à la distance (selon cette seconde direction) entre l’axe du faisceau (où l’intensité du rayonnement est maximale) et le point où l’intensité du rayonnement est égale à 1/e² fois l’intensité maximale. Si l’axe longitudinal de la ligne laser est nommé x, on peut définir une distribution de largeurs selon cet axe, nommée w(x).By “length” of the laser line is meant the largest dimension of the line, measured on the surface of the coating in a first direction, and by “width” the dimension along the second direction, perpendicular to the first direction. As is customary in the field of lasers, the width w of the line corresponds to the distance (in this second direction) between the axis of the beam (where the intensity of the radiation is maximum) and the point where the intensity of the radiation is equal to 1/e² times the maximum intensity. If the longitudinal axis of the laser line is named x, we can define a distribution of widths along this axis, named w(x).

La largeur moyenne de la ligne laser ou de chaque ligne laser est avantageusement comprise entre 40 µm et 500 µm, de préférence entre 45 µm et 300 µm, en particulier entre 50 et 200 µm.The average width of the laser line or of each laser line is advantageously between 40 μm and 500 μm, preferably between 45 μm and 300 μm, in particular between 50 and 200 μm.

Dans l’ensemble du présent texte on entend par «moyenne» la moyenne arithmétique. Sur toute la longueur de la ligne, la distribution de largeurs est de préférence étroite afin de limiter autant que faire se peut toute hétérogénéité de traitement. Ainsi, la différence entre la largeur la plus grande et la largeur la plus petite vaut de préférence au plus 10% de la valeur de la largeur moyenne. Ce chiffre est de préférence d’au plus 5% et même 3%. Dans certains modes de réalisation cette différence peut être supérieure à 10%, par exemple de 11 à 20%.Throughout this text, “average” means the arithmetic mean. Over the entire length of the line, the distribution of widths is preferably narrow in order to limit as much as possible any heterogeneity of processing. Thus, the difference between the largest width and the smallest width is preferably worth at most 10% of the value of the average width. This figure is preferably at most 5% and even 3%. In certain embodiments this difference may be greater than 10%, for example from 11 to 20%.

La puissance linéique de la ligne laser est de préférence d’au moins 50W/cm, avantageusement d’au moins 100 W/cm ou d’au moins 150W/cm, notamment d’au moins 200W/cm, voire d’au moins 300W/cm et même d’au moins 350W/cm. Elle est avantageusement inférieure à 1000W/cm, de préférence inférieure à 800 W/cm et plus préférentiellement inférieure à 600W/cm. La puissance linéique est mesurée à l’endroit où la, ou chaque, ligne laser est focalisée sur le revêtement. Elle peut être mesurée en disposant un détecteur de puissance le long de la ligne, par exemple un puissance-mètre calorimétrique, tel que notamment le puissance-mètre Beam Finder S/N 2000716 de la société Coherent Inc. La puissance est avantageusement répartie de manière homogène sur toute la longueur de la ligne ou de chaque ligne. De préférence, la différence entre la puissance la plus élevée et la puissance la plus faible vaut moins de 10% de la puissance moyenne.The linear power of the laser line is preferably at least 50W/cm, advantageously at least 100W/cm or at least 150W/cm, in particular at least 200W/cm, or even at least 300W/cm and even at least 350W/cm. It is advantageously less than 1000 W/cm, preferably less than 800 W/cm and more preferably less than 600 W/cm. Linear power is measured where the, or each, laser line is focused on the coating. It can be measured by placing a power detector along the line, for example a calorimetric power meter, such as in particular the Beam Finder S/N 2000716 power meter from the company Coherent Inc. The power is advantageously distributed in such a way homogeneous over the entire length of the line or each line. Preferably, the difference between the highest power and the lowest power is less than 10% of the average power.

La densité d’énergie fournie au revêtement mince par le dispositif laser est de préférence comprise entre 10 J/cm² et 300 J/cm², de préférence entre 15 J/cm² et 200 J/ cm² . The energy density supplied to the thin coating by the laser device is preferably between 10 J/cm² and 300 J/cm², preferably between 15 J/cm² and 200 J/cm² .

Selon un autre mode de réalisation intéressant, le chauffage du revêtement mince est réalisé au moyen une lampe flash.According to another advantageous embodiment, the heating of the thin coating is carried out by means of a flash lamp.

A chaque fois qu’il sera fait mention d’une «lampe flash» dans la présente demande, ce terme désigne une lampe flash unique ou bien un ensemble de lampes flash, par exemple 5 à 20 lampes, ou encore 8 à 15 lampes, disposées de préférence parallèlement les unes aux autres, et associées à un ou plusieurs miroirs. Un tel ensemble de lampes flash et de miroirs est utilisé par exemple dans le procédé divulgué dans WO 2013/026817. Les miroirs ont pour fonction de diriger toute la lumière émise par les lampes dans la direction du substrat et de conférer au profil d’intensité lumineuse une forme voulue en cloche tronquée présentant un plateau central d’intensité à peu près constante (variant de moins de 5 %) et des flancs latéraux où l’intensité diminue progressivement. Ces miroirs peuvent être des miroirs plans ou des miroirs focalisants.Whenever mention is made of a "flash lamp" in the present application, this term designates a single flash lamp or a set of flash lamps, for example 5 to 20 lamps, or even 8 to 15 lamps, preferably arranged parallel to each other, and associated with one or more mirrors. Such a set of flash lamps and mirrors is used for example in the method disclosed in WO 2013/026817. The function of the mirrors is to direct all the light emitted by the lamps in the direction of the substrate and to give the light intensity profile a desired truncated bell shape with a central plateau of approximately constant intensity (varying from less than 5%) and lateral flanks where the intensity gradually decreases. These mirrors can be plane mirrors or focusing mirrors.

Les lampes utilisables dans le présent procédé se présentent généralement sous la forme de tubes en verre ou en quartz scellés et remplis d’un gaz rare, munis d’électrodes à leurs extrémités. Sous l’effet d’une impulsion électrique de courte durée, obtenue par décharge d’un condensateur, le gaz s’ionise et produit une lumière incohérente particulièrement intense. Le spectre d’émission comporte généralement au moins deux raies d’émission; il s’agit de préférence d’un spectre continu présentant un maximum d’émission dans le proche ultraviolet et s’étendant jusqu’au proche infrarouge. Dans ce cas, le traitement thermique met en œuvre un continuum de longueurs d’onde de traitement.The lamps that can be used in the present process are generally in the form of sealed glass or quartz tubes filled with a rare gas, provided with electrodes at their ends. Under the effect of a short electrical pulse, obtained by discharging a capacitor, the gas ionizes and produces a particularly intense incoherent light. The emission spectrum usually has at least two emission lines; it is preferably a continuous spectrum exhibiting an emission maximum in the near ultraviolet and extending up to the near infrared. In this case, the heat treatment implements a continuum of treatment wavelengths.

La lampe est de préférence une lampe au xénon. Elle peut également être une lampe à l’argon, à l’hélium ou au krypton. Le spectre d’émission comprend de préférence plusieurs raies, notamment à des longueurs d’onde allant de 160 à 1000nm.The lamp is preferably a xenon lamp. It can also be an argon, helium or krypton lamp. The emission spectrum preferably comprises several lines, in particular at wavelengths ranging from 160 to 1000 nm.

La durée de l’impulsion de lumière (flash) est de préférence comprise dans un domaine allant de 0,05 à 20millisecondes, notamment de 0,1 à 5millisecondes. Le taux de répétition est de préférence compris dans un domaine allant de 0,1 à 5Hz, notamment de 0,2 à 2Hz.The duration of the light pulse ( flash ) is preferably within a range ranging from 0.05 to 20 milliseconds, in particular from 0.1 to 5 milliseconds. The repetition rate is preferably within a range ranging from 0.1 to 5Hz, in particular from 0.2 to 2Hz.

Le rayonnement peut être issu de plusieurs lampes disposées côte à côte, par exemple 5 à 20 lampes, ou encore 8 à 15 lampes, de manière à traiter simultanément une zone plus large. Toutes les lampes peuvent dans ce cas émettre des flashs de manière simultanée.The radiation can come from several lamps arranged side by side, for example 5 to 20 lamps, or even 8 to 15 lamps, so as to simultaneously treat a wider area. All the lamps can in this case emit flashes simultaneously.

La lampe ou chaque lampe est de préférence disposée transversalement aux plus grands côtés du substrat. La lampe ou chaque lampe possède une longueur de préférence d’au moins 1m, notamment 2m et même 3m de manière à pouvoir traiter des substrats de grande taille.The or each lamp is preferably arranged transversely to the longer sides of the substrate. The lamp or each lamp has a length of preferably at least 1 m, in particular 2 m and even 3 m so as to be able to process large substrates.

Le condensateur est typiquement chargé à une tension de 500V à 500kV. La densité de courant est de préférence d’au moins 4000A/cm².The capacitor is typically charged to a voltage of 500V to 500kV. The current density is preferably at least 4000A/cm².

La densité d’énergie totale émise par les lampes flash, rapportée à la surface du revêtement, est de préférence comprise entre 1 et 100J/cm², notamment entre 1 et 30J/cm², voire entre 5 et 20J/cm².The total energy density emitted by the flash lamps, relative to the surface of the coating, is preferably between 1 and 100J/cm², in particular between 1 and 30J/cm², or even between 5 and 20J/cm².

Le procédé selon l’invention présente l’avantage de ne chauffer que brièvement le revêtement, sans échauffement significatif du substrat. Il est ainsi possible de préserver l’état de renforcement du verre, autrement dit les contraintes de compression du verre renforcé. Durant toute l’étape de traitement thermique, la température en tout point de la face du substrat opposée à celle portant la couche fonctionnelle est de préférence d’au plus 150°C, notamment 100°C et même 50°C.The method according to the invention has the advantage of only briefly heating the coating, without significant heating of the substrate. It is thus possible to preserve the state of reinforcement of the glass, in other words the compressive stresses of the reinforced glass. Throughout the heat treatment step, the temperature at any point on the face of the substrate opposite that bearing the functional layer is preferably at most 150° C., in particular 100° C. and even 50° C.

La température maximale à laquelle est chauffé le revêtement lors du traitement thermique de la présente invention est de préférence d’au moins 300°C, notamment 350°C, voire 400°C, et même 500°C ou 600°C, et de préférence inférieure à 800°C, voire inférieure à 700°C. La température maximale est généralement atteinte au moment où le point du revêtement considéré passe sous la ligne laser ou est irradié par l’impulsion lumineuse de lampe flash. A un instant donné, seuls les points de la surface du revêtement situés sous la ligne laser ou sous la lampe flash et dans ses environs immédiats (par exemple à moins d’un millimètre) sont normalement à une température d’au moins 300°C. Pour des distances à la ligne laser (mesurées selon la direction de défilement) supérieures à 2mm, notamment 5mm, y compris en aval de la ligne laser, la température du revêtement est normalement d’au plus 50°C, et même 40°C ou 30°C.The maximum temperature to which the coating is heated during the heat treatment of the present invention is preferably at least 300° C., in particular 350° C., even 400° C., and even 500° C. or 600° C., and preferably less than 800°C, or even less than 700°C. The maximum temperature is generally reached when the point of the coating under consideration passes under the laser line or is irradiated by the flash lamp light pulse. At any given time, only the points on the surface of the coating located under the laser line or under the flash lamp and in its immediate surroundings (for example within one millimeter) are normally at a temperature of at least 300°C . For distances to the laser line (measured according to the direction of travel) greater than 2mm, in particular 5mm, including downstream of the laser line, the coating temperature is normally at most 50°C, and even 40°C or 30°C.

Chaque point du revêtement est chauffé à la température maximale pendant une durée avantageusement comprise dans un domaine allant de 0,05 à 20ms, notamment de 0,1 à 10ms, ou de 0,15 à 5ms. Dans le cas d’un traitement au moyen d’une ligne laser, cette durée est fixée à la fois par la largeur de la ligne laser et par la vitesse de déplacement relatif entre le substrat et la ligne laser. Dans le cas d’un traitement au moyen d’une lampe flash, cette durée correspond à la durée du flash.Each point of the coating is heated to the maximum temperature for a duration advantageously comprised in a range ranging from 0.05 to 20 ms, in particular from 0.1 to 10 ms, or from 0.15 to 5 ms. In the case of treatment by means of a laser line, this duration is fixed both by the width of the laser line and by the speed of relative movement between the substrate and the laser line. In the case of treatment using a flash lamp, this duration corresponds to the duration of the flash.

Le substrat peut être mis en mouvement à l’aide de tous moyens mécaniques de convoyage, par exemple à l’aide de bandes, de rouleaux, de plateaux en translation. Le système de convoyage permet de contrôler et réguler la vitesse du déplacement. Si le substrat est en matière organique polymérique souple, le déplacement peut être réalisé à l’aide d’un système d’avance de films sous forme d’une succession de rouleaux.The substrate can be set in motion using any mechanical conveying means, for example using bands, rollers, translation plates. The conveying system makes it possible to control and regulate the speed of movement. If the substrate is made of flexible polymeric organic material, the movement can be carried out using a film advance system in the form of a succession of rollers.

Toutes les positions relatives du substrat et du laser sont bien entendu possibles, du moment que la surface du substrat peut être convenablement irradiée. Le substrat sera le plus généralement disposé horizontalement, mais il peut aussi être disposé verticalement, ou selon toute inclinaison possible. Lorsque le substrat est disposé horizontalement, le dispositif de traitement est généralement disposé de manière à irradier la face supérieure du substrat. Le dispositif de traitement peut également irradier la face inférieure du substrat. Dans ce cas, il faut que le système de support du substrat, éventuellement le système de convoyage du substrat lorsque ce dernier est en mouvement, laisse passer le rayonnement dans la zone à irradier. C’est le cas par exemple lorsque l’on utilise un rayonnement laser et des rouleaux de convoyage: les rouleaux étant disjoints, il est possible de disposer le laser dans une zone située entre deux rouleaux successifs.All relative positions of the substrate and of the laser are of course possible, as long as the surface of the substrate can be suitably irradiated. The substrate will most generally be arranged horizontally, but it can also be arranged vertically, or at any possible inclination. When the substrate is arranged horizontally, the treatment device is generally arranged so as to irradiate the upper face of the substrate. The treatment device can also irradiate the underside of the substrate. In this case, the substrate support system, possibly the substrate conveying system when the latter is in motion, must allow the radiation to pass into the zone to be irradiated. This is the case, for example, when laser radiation and conveyor rollers are used: the rollers being separate, it is possible to place the laser in an area located between two successive rollers.

La vitesse du mouvement de déplacement relatif entre le substrat et la ou les sources de rayonnement est avantageusement d’au moins 2m/min, notamment 5m/min et même 6m/min ou 7m/min, ou encore 8m/min et même 9m/min ou 10m/min. Celle-ci peut être ajustée en fonction de la nature de la couche fonctionnelle à traiter et de la puissance de la source de rayonnement utilisée.The speed of the relative displacement movement between the substrate and the radiation source or sources is advantageously at least 2m/min, in particular 5m/min and even 6m/min or 7m/min, or even 8m/min and even 9m/min. min or 10m/min. This can be adjusted according to the nature of the functional layer to be treated and the power of the radiation source used.

Le dispositif de traitement thermique peut être intégré dans une ligne de dépôt de couches, par exemple une ligne de dépôt par pulvérisation cathodique assistée par champ magnétique (procédé magnétron), ou une ligne de dépôt chimique en phase vapeur (CVD), notamment assistée par plasma (PECVD), sous vide ou sous pression atmosphérique (APPECVD). La ligne comprend en général des dispositifs de manutention du substrat, une installation de dépôt, des dispositifs de contrôle optique, des dispositifs d’empilage. Les substrats, notamment en verre, défilent, par exemple sur des rouleaux convoyeurs, successivement devant chaque dispositif ou chaque installation.The heat treatment device can be integrated into a line for depositing layers, for example a line for deposition by cathode sputtering assisted by magnetic field (magnetron process), or a line for chemical vapor deposition (CVD), in particular assisted by plasma (PECVD), vacuum or atmospheric pressure (APPECVD). The line generally includes substrate handling devices, a deposition installation, optical control devices, stacking devices. The substrates, in particular made of glass, pass, for example on conveyor rollers, successively in front of each device or each installation.

Le dispositif de traitement thermique est de préférence situé juste après l’installation de dépôt du revêtement, par exemple à la sortie de l’installation de dépôt. Le substrat revêtu peut ainsi être traité en ligne après le dépôt du revêtement, à la sortie de l’installation de dépôt et avant les dispositifs de contrôle optique, ou après les dispositifs de contrôle optique et avant les dispositifs d’empilage des substrats.The heat treatment device is preferably located just after the coating deposition installation, for example at the outlet of the deposition installation. The coated substrate can thus be treated in line after the deposition of the coating, at the outlet of the deposition installation and before the optical control devices, or after the optical control devices and before the substrate stacking devices.

Le dispositif de traitement thermique peut aussi être intégré à l’installation de dépôt. Par exemple, le laser ou la lampe flash peut être introduit dans une des chambres d’une installation de dépôt par pulvérisation cathodique, notamment dans une chambre où l’atmosphère est raréfiée, notamment sous une pression comprise entre 10-6 mbar et 10-2 mbar. Le dispositif de traitement thermique peut aussi être disposé en dehors de l’installation de dépôt, mais de manière à traiter un substrat situé à l’intérieur de ladite installation. Il suffit de prévoir à cet effet un hublot transparent à la longueur d’onde du rayonnement utilisé, au travers duquel le rayonnement viendrait traiter la couche. Il est ainsi possible de traiter une couche fonctionnelle (par exemple une couche d’argent) avant le dépôt subséquent d’une autre couche dans la même installation.The heat treatment device can also be integrated into the deposition installation. For example, the laser or the flash lamp can be introduced into one of the chambers of a sputtering deposition installation, in particular into a chamber where the atmosphere is rarefied, in particular under a pressure of between 10-6 mbar and 10- 2 mbar. The heat treatment device can also be arranged outside the deposition installation, but in such a way as to treat a substrate located inside said installation. It suffices to provide for this purpose a window transparent to the wavelength of the radiation used, through which the radiation would come to treat the layer. It is thus possible to treat a functional layer (for example a layer of silver) before the subsequent deposition of another layer in the same installation.

La présente invention a également pour objet un substrat en verre renforcé portant un revêtement mince, susceptible d’être obtenu par le procédé décrit ci-dessus.The present invention also relates to a reinforced glass substrate carrying a thin coating, which can be obtained by the process described above.

Le substrat en verre renforcé obtenu par le procédé selon l’invention peut former ou être intégré à un vitrage, notamment pour le bâtiment ou le transport. Il peut s’agir par exemple d’un vitrage multiple (double, triple…), d’un vitrage monolithique, d’un vitrage bombé, d’un vitrage feuilleté.The reinforced glass substrate obtained by the process according to the invention can form or be integrated into a glazing, in particular for building or transport. It can be, for example, multiple glazing (double, triple, etc.), monolithic glazing, curved glazing, laminated glazing.

Dans le cas des couches à base d’oxyde de titane autonettoyantes, le matériau peut notamment constituer la première feuille d’un vitrage multiple, la couche fonctionnelle étant positionné en face 1 dudit vitrage. Dans le cas des couches à base d’argent, la couche fonctionnelle est de préférence positionnée à l’intérieur du vitrage multiple.In the case of layers based on self-cleaning titanium oxide, the material can in particular constitute the first sheet of a multiple glazing, the functional layer being positioned on face 1 of said glazing. In the case of silver-based layers, the functional layer is preferably positioned inside the multiple glazing.

Le substrat obtenu par le procédé selon l’invention peut encore être intégré à une cellule photovoltaïque. Dans le cas des couches à base de silice antireflets telles que mentionnées précédemment, le matériau qui en est revêtu peut former la face avant d’une cellule photovoltaïque.The substrate obtained by the process according to the invention can also be integrated into a photovoltaic cell. In the case of anti-reflective silica-based layers as mentioned above, the material coated with them can form the front face of a photovoltaic cell.

Le substrat en verre renforcé obtenu par le procédé selon l’invention peut encore être intégré à un écran de visualisation ou un dispositif d’éclairage ou une cellule photovoltaïque, en tant que substrat muni d’une électrode.The reinforced glass substrate obtained by the method according to the invention can also be integrated into a display screen or a lighting device or a photovoltaic cell, as a substrate provided with an electrode.

Exemple 1Example 1

Formation d’une couche antireflets sur un substrat de verre trempé thermiquementFormation of an anti-reflective layer on a thermally toughened glass substrate

On prépare une composition liquide appelée ci-après «sol» en mélangeant 20,8 g de tétraéthoxysilane, 18,4 g d’éthanol absolu et 7,2 g d’une solution aqueuse (pH 2,5 par ajout d’HCl). Le rapport molaire des composants est 1:1:4. On agite ce mélange pendant 4 h à température ambiante de manière à hydrolyser le tétraéthoxysilane.A liquid composition hereinafter called “sol” is prepared by mixing 20.8 g of tetraethoxysilane, 18.4 g of absolute ethanol and 7.2 g of an aqueous solution (pH 2.5 by addition of HCl) . The molar ratio of the components is 1:1:4. This mixture is stirred for 4 h at room temperature so as to hydrolyze the tetraethoxysilane.

On ajoute ensuite à ce sol des billes submicroniques de poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA) ayant un diamètre moyen de 80 nm ± 10 nm (diffusion dynamique de la lumière, Malvern Nano ZS), sous forme d’une dispersion à 20 % dans de l’éthanol, de manière à obtenir une dispersion contenant 55 % en volume de billes PMMA. On filtre la dispersion à travers un filtre de 0,45 µm et on la dépose par centrifugation (spin coating) à 1000 tour par minute, sur la face atmosphère d’un verre sodo-calcique d’épaisseur 4 mm trempé thermiquement. Le substrat trempé thermiquement a une contrainte de surface de 95 ± 10 MPa déterminée à l’aide d’un appareil Autogasp2 de la société Strainoptics.Submicron beads of poly(methyl methacrylate) (PMMA) having an average diameter of 80 nm ± 10 nm (dynamic light scattering, Malvern Nano ZS) are then added to this sol in the form of a 20% dispersion. in ethanol, so as to obtain a dispersion containing 55% by volume of PMMA beads. The dispersion is filtered through a 0.45 μm filter and deposited by centrifugation ( spin coating ) at 1000 revolutions per minute, on the atmosphere side of a heat-tempered soda-lime glass 4 mm thick. The thermally toughened substrate has a surface stress of 95 ± 10 MPa determined using an Autogasp2 device from the company Strainoptics.

La couche de sol contenant les billes de PMMA est ensuite séchée pendant 15 minutes à 100 °C dans un four infrarouge de manière à obtenir une souche de silice contenant des billes PMMA.The layer of sol containing the PMMA beads is then dried for 15 minutes at 100° C. in an infrared oven so as to obtain a silica strain containing PMMA beads.

Après séchage on dépose par sérigraphie sur la couche de silice/PMMA une couche absorbante de pigments noirs inorganiques dispersés dans un liant organique (DV154140 commercialisé par la société Prince). Après séchage pendant 15 minutes à 150 °C, la couche absorbante a une épaisseur de 15 µm et une transmission lumineuse de 0 %, autrement dit toute l’énergie du laser sera convertie en chaleur.After drying, an absorbent layer of inorganic black pigments dispersed in an organic binder (DV154140 marketed by Prince) is deposited by screen printing on the silica/PMMA layer. After drying for 15 minutes at 150°C, the absorbent layer has a thickness of 15 µm and a light transmission of 0%, i.e. all the laser energy will be converted into heat.

Le substrat trempé portant la couche de silice/PMMA et la couche absorbante de pigments noirs est ensuite soumis à un traitement laser. Le rayonnement laser a une longueur d’onde de 980 nm. Le dispositif laser utilisé produit une ligne laser, focalisée au niveau de la surface de traitement (couche absorbante), d’une largeur de 50 µm, d’une puissance linéique de 10 W/mm selon l’axe perpendiculaire du défilement du verre. Lors de ce recuit laser, la couche absorbante absorbe l’énergie du faisceau laser, ce qui entraîne un échauffement de la couche de silice/PMMA sous-jacente suffisant pour décomposer les nanobilles de PMMA et laisser des pores à la place. La couche absorbante de pigments noirs est ensuite éliminée par lavage. La présence des pores diminue de manière connue l’indice de réfraction de la couche de silice et réduit la réflexion lumineuse du verre portant la couche anti-reflets.The tempered substrate bearing the silica/PMMA layer and the absorbent layer of black pigments is then subjected to laser treatment. Laser radiation has a wavelength of 980 nm. The laser device used produces a laser line, focused at the level of the treatment surface (absorbing layer), with a width of 50 µm, with a linear power of 10 W/mm along the perpendicular axis of the movement of the glass. During this laser annealing, the absorber layer absorbs the energy of the laser beam, causing the underlying silica/PMMA layer to heat up enough to break down the PMMA nanobeads and leave pores in place. The absorbent layer of black pigments is then removed by washing. The presence of the pores decreases in a known manner the refractive index of the silica layer and reduces the light reflection of the glass bearing the anti-reflective layer.

En faisant varier la vitesse de défilement du substrat sous la ligne laser, les inventeurs ont montré que la réflexion lumineuse du substrat final est d’autant plus faible que la vitesse de défilement est faible.By varying the running speed of the substrate under the laser line, the inventors have shown that the light reflection of the final substrate is all the lower as the running speed is low.

Tous les substrats passent avec succès le test de fragmentation de la norme NF EN 12150-1 (2019). Le recuit laser n’altère donc pas l’état de trempe du substrat.All substrates successfully pass the fragmentation test of standard NF EN 12150-1 (2019). Laser annealing therefore does not alter the quenching state of the substrate.

Vitesse de défilementScroll speed Réflexion
lumineuse
Reflection
luminous
Test de fragmentation
NF EN 12150-1 (2019)
Fragmentation test
EN 12150-1 (2019)
Contraintes de surfaceSurface stresses
Pas de traitement laserNo laser treatment 8 %8% OkOK 95 ± 10 MPa95±10MPa 15 m/min15m/min 7 %7% OkOK 95 ± 10 MPa95±10MPa 10 m/min10m/min 6,3 %6.3% OkOK 95 ± 10 MPa95±10MPa 8 m/min8m/min 5,7 %5.7% OkOK 95 ± 10 MPa95±10MPa

Lorsqu’on soumet le substrat trempé portant les deux couches (silice/PMMA & couche absorbante) à un recuit pendant 24 heures dans un four à 470 °C, la réflexion lumineuse est de 5,5 %. Après ce recuit lent, les contraintes de surface ont disparu et le substrat portant le revêtement anti-reflets ne passe pas le test de fragmentation de la norme NF EN 12150-1 (2019).When the tempered substrate bearing the two layers (silica/PMMA & absorbent layer) is subjected to annealing for 24 hours in an oven at 470°C, the light reflection is 5.5%. After this slow annealing, the surface stresses have disappeared and the substrate bearing the anti-reflective coating does not pass the fragmentation test of standard NF EN 12150-1 (2019).

Exemple 2Example 2

Formation d’une couche anti-reflets sur un substrat de verre trempé chimiquementFormation of an anti-reflective layer on a chemically toughened glass substrate

On répète l’Exemple 1 ci-dessus à ceci près que l’on utilise à la place du substrat en verre trempé thermiquement un substrat de verre sodo-calcique de 4 mm trempé chimiquement et présentant des contraintes de compression, mesurées à l’aide d’un microscope polarisant, de 180 MPa +/- 20 MPa. La trempe chimique est réalisée par immersion du substrat de verre dans un bain de nitrate de potassium porté à une température de 490°C pendant une durée de 6 jours.Example 1 above is repeated except that instead of the thermally toughened glass substrate, a 4 mm soda-lime glass substrate chemically toughened and having compressive stresses, measured using of a polarizing microscope, 180 MPa +/- 20 MPa. The chemical toughening is carried out by immersing the glass substrate in a bath of potassium nitrate brought to a temperature of 490° C. for a period of 6 days.

Comme pour l’exemple 1, le substrat est ensuite recouvert successivement de la couche sol-gel de silice contenant des billes de PMMA puis de la couche absorbante à base de pigments noirs. Il est ensuite soumis au même traitement laser que le substrat de l’Exemple 1 à une vitesse de défilement sous la ligne de laser de 8 m/min, puis la couche absorbante est éliminée par lavage. Le substrat ainsi obtenu présente une réflexion lumineuse de 5,7 % (au lieu de 8 % sans traitement laser).As for example 1, the substrate is then covered successively with the sol-silica gel layer containing PMMA beads and then with the absorbent layer based on black pigments. It is then subjected to the same laser treatment as the substrate of Example 1 at a running speed under the laser line of 8 m/min, then the absorbent layer is removed by washing. The substrate thus obtained has a light reflection of 5.7% (instead of 8% without laser treatment).

La caractérisation du substrat final ne met en évidence aucune modification des propriétés mécaniques du substrat de verre trempé chimique: les contraintes de compression sont égales à 180 +/- 20 MPa.The characterization of the final substrate does not highlight any modification of the mechanical properties of the chemical tempered glass substrate: the compressive stresses are equal to 180 +/- 20 MPa.

Lorsqu’on soumet le même substrat trempé chimiquement portant les deux couches (silice/PMMA & couche absorbante) à un recuit dans un four à 470 °C pendant 24h, la réflexion lumineuse (après élimination de la couche absorbante par lavage) est comprise entre 5,5 et 6 %. Après ce recuit lent les contraintes de surface ont disparu.When the same chemically toughened substrate bearing the two layers (silica/PMMA & absorbent layer) is subjected to annealing in an oven at 470°C for 24 hours, the light reflection (after elimination of the absorbent layer by washing) is between 5.5 and 6%. After this slow annealing the surface stresses have disappeared.

Les exemples 1 et 2 montrent ainsi que le procédé de recuit rapide de la présente invention permet d’obtenir des changements souhaités dans la couche fonctionnelle, en l’occurrence la couche anti-reflets à base de silice, sans modifier l’état de renforcement des substrats trempés thermiquement ou chimiquement.Examples 1 and 2 thus show that the rapid annealing process of the present invention makes it possible to obtain desired changes in the functional layer, in this case the silica-based anti-reflection layer, without modifying the state of reinforcement. thermally or chemically toughened substrates.

Claims (13)

Procédé de traitement thermique d’au moins un revêtement mince continu déposé sur une première face d’un substrat en verre, dans lequel on chauffe chaque point dudit revêtement mince pour une durée inférieure à 1 seconde à une température d’au moins 300 °C en maintenant une température inférieure ou égale à 150 °C, de préférence inférieure à 100°C, en tout point de la deuxième face dudit substrat en verre, opposée à ladite première face, ledit procédé étant caractérisé par le fait que le substrat en verre est en verre renforcé et reste à l’état renforcé au cours du procédé de traitement thermique.Process for the heat treatment of at least one continuous thin coating deposited on a first face of a glass substrate, in which each point of said thin coating is heated for a period of less than 1 second at a temperature of at least 300°C maintaining a temperature of less than or equal to 150°C, preferably less than 100°C, at any point on the second face of said glass substrate, opposite to said first face, said method being characterized in that the glass substrate is made of toughened glass and remains in a toughened state during the heat treatment process. Procédé de traitement thermique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que substrat est en verre renforcé chimiquement.Heat treatment process according to Claim 1, characterized in that the substrate is made of chemically reinforced glass. Procédé de traitement thermique selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le substrat a une épaisseur comprise entre 200 µm et 20 mm, de préférence entre 250 µm et 2000 µm, en particulier entre 300 µm et 1000 µm.Heat treatment process according to Claim 2, characterized in that the substrate has a thickness of between 200 µm and 20 mm, preferably between 250 µm and 2000 µm, in particular between 300 µm and 1000 µm. Procédé de traitement thermique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le verre est en verre renforcé thermiquement.Heat treatment process according to Claim 1, characterized in that the glass is made of heat-strengthened glass. Procédé de traitement thermique selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le substrat a une épaisseur comprise entre 1,6 mm et 20 mm, de préférence entre 2 mm et 14 mm, en particulier entre 2,6 et 10mm.Heat treatment process according to Claim 4, characterized in that the substrate has a thickness of between 1.6 mm and 20 mm, preferably between 2 mm and 14 mm, in particular between 2.6 and 10 mm. Procédé de traitement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l’on chauffe ledit revêtement mince à une température maximale comprise entre 300 et 800°C, de préférence entre 400 et 700°C.Heat treatment process according to any one of the preceding claims, characterized in that the said thin coating is heated to a maximum temperature of between 300 and 800°C, preferably between 400 and 700°C. Procédé de traitement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le chauffage du revêtement mince est réalisé au moyen d’un dispositif laser, de préférence un dispositif laser émettant un rayonnement laser infrarouge d’une longueur d’onde comprise dans la fourchette allant de 900 à 1100 nm, en particulier de 915 à 1050 nm, focalisé sur le revêtement mince continu.Heat treatment process according to any one of the preceding claims, characterized in that the heating of the thin coating is carried out by means of a laser device, preferably a laser device emitting infrared laser radiation of a wavelength in the range from 900 to 1100 nm, in particular from 915 to 1050 nm, focused on the continuous thin coating. Procédé de traitement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le chauffage du revêtement mince est réalisé au moyen d’un dispositif laser créant, au niveau de la première face portant le revêtement mince continu, une ligne laser sous laquelle défile le substrat en verre portant le revêtement mince continu.Heat treatment process according to any one of the preceding claims, characterized in that the heating of the thin coating is carried out by means of a laser device creating, at the level of the first face bearing the continuous thin coating, a laser line under which passes the glass substrate bearing the continuous thin coating. Procédé de traitement selon la revendication 7 ou 8, caractérisé par le fait que la densité d’énergie fournie au revêtement mince par le dispositif laser est comprise entre 10 J/cm² et 300 J/cm², de préférence entre 15 J/cm² et 200 J/ cm² . Treatment process according to Claim 7 or 8, characterized in that the energy density supplied to the thin coating by the laser device is between 10 J/cm² and 300 J/cm², preferably between 15 J/cm² and 200 J/ cm² . Procédé de traitement thermique selon la revendication 8, caractérisé par le fait que plusieurs substrats en verre sont juxtaposés et alignés dans un sens perpendiculaire au sens de défilement des substrats et que la ligne laser a une longueur au moins égale à la largeur de l’ensemble des substrats alignés.Heat treatment process according to Claim 8, characterized in that several glass substrates are juxtaposed and aligned in a direction perpendicular to the direction of travel of the substrates and that the laser line has a length at least equal to the width of the assembly aligned substrates. Procédé de traitement thermique selon l’une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé par le fait que la ligne laser a une largeur moyenne comprise entre 40 µm et 500 µm, de préférence entre 45 µm et 300 µm, en particulier entre 50 et 200 µm.Heat treatment process according to any one of Claims 8 to 10, characterized in that the laser line has an average width of between 40 µm and 500 µm, preferably between 45 µm and 300 µm, in particular between 50 and 200 µm. Procédé de traitement thermique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le revêtement mince continu est à base d’un métal, d’un oxyde, d’un nitrure, ou d’un mélange d’oxydes choisi dans le groupe formé par l’argent, le molybdène, le niobium, l’oxyde de titane, les oxydes mixtes d’indium et de zinc ou d’étain, l’oxyde de zinc dopé à l’aluminium ou au gallium, les nitrures de titane, d’aluminium ou de zirconium, l’oxyde de titane dopé au niobium, le stannate de cadmium et/ou de zinc, l’oxyde d’étain dopé au fluor et/ou à l’antimoine.Heat treatment process according to any one of the preceding claims, characterized in that the continuous thin coating is based on a metal, an oxide, a nitride, or a mixture of oxides chosen from the group formed by silver, molybdenum, niobium, titanium oxide, mixed oxides of indium and zinc or tin, zinc oxide doped with aluminum or gallium, nitrides of titanium, aluminum or zirconium, titanium oxide doped with niobium, cadmium and/or zinc stannate, tin oxide doped with fluorine and/or with antimony. Substrat en verre renforcé portant un revêtement mince continu obtenu par un procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes.A reinforced glass substrate carrying a continuous thin coating obtained by a method according to any preceding claim.
FR1915089A 2019-12-20 2019-12-20 Process for rapid thermal treatment of thin films on tempered glass substrates Withdrawn FR3105212A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1915089A FR3105212A1 (en) 2019-12-20 2019-12-20 Process for rapid thermal treatment of thin films on tempered glass substrates

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1915089 2019-12-20
FR1915089A FR3105212A1 (en) 2019-12-20 2019-12-20 Process for rapid thermal treatment of thin films on tempered glass substrates

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3105212A1 true FR3105212A1 (en) 2021-06-25

Family

ID=70228176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1915089A Withdrawn FR3105212A1 (en) 2019-12-20 2019-12-20 Process for rapid thermal treatment of thin films on tempered glass substrates

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3105212A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008096089A2 (en) 2007-01-05 2008-08-14 Saint-Gobain Glass France Method for depositing a thin layer and product thus obtained
WO2010139908A1 (en) 2009-06-05 2010-12-09 Saint-Gobain Glass France Method for depositing a thin film, and resulting material
WO2013026817A1 (en) 2011-08-19 2013-02-28 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Method and device for producing a low-emitting layer system
EP3241068A1 (en) * 2014-12-31 2017-11-08 Saint-Gobain Glass France Fast heat treatment method for a complete all-solid-state electrochromic stack
CN108640530A (en) * 2018-08-01 2018-10-12 维达力实业(深圳)有限公司 Cover sheet and its preparation method and application

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008096089A2 (en) 2007-01-05 2008-08-14 Saint-Gobain Glass France Method for depositing a thin layer and product thus obtained
WO2010139908A1 (en) 2009-06-05 2010-12-09 Saint-Gobain Glass France Method for depositing a thin film, and resulting material
WO2013026817A1 (en) 2011-08-19 2013-02-28 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Method and device for producing a low-emitting layer system
EP3241068A1 (en) * 2014-12-31 2017-11-08 Saint-Gobain Glass France Fast heat treatment method for a complete all-solid-state electrochromic stack
CN108640530A (en) * 2018-08-01 2018-10-12 维达力实业(深圳)有限公司 Cover sheet and its preparation method and application

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GANZ D ET AL: "LASER SINTERING OF SNO2: SB SOL-GEL COATINGS", JOURNAL OF SOL-GEL SCIENCE AND TECHNOLOGY, SPRINGER, NEW YORK, NY, US, vol. 13, no. 1 - 03, 1 January 1998 (1998-01-01), pages 961 - 967, XP000880426, ISSN: 0928-0707, DOI: 10.1023/A:1008634902289 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2438024B1 (en) Method for depositing a thin film
FR3021967A1 (en) PROCESS FOR OBTAINING A SUBSTRATE COATED WITH A FUNCTIONAL LAYER
EP2268587B1 (en) Method for thin layer deposition
FR3012134A1 (en) PROCESS FOR OBTAINING A STACK-COATED SUBSTRATE COMPRISING A CONDUCTIVE TRANSPARENT OXIDE LAYER
CA2674085C (en) Method for depositing a thin layer and product thus obtained
EP3241068B1 (en) Fast heat treatment method for a complete all-solid-state electrochromic stack
FR3022539A1 (en) ANTICONDENSATION GLAZING
EP2406196A1 (en) Thin film deposition method
WO2018078248A1 (en) Multiple glazing
WO2020070393A1 (en) Method for obtaining a sheet of glass coated with a functional layer
FR3105212A1 (en) Process for rapid thermal treatment of thin films on tempered glass substrates
WO2021205119A1 (en) Thin layer deposition process
EP3917893B1 (en) Method for obtaining a substrate coated with a functional layer
WO2020157424A1 (en) Method for obtaining a substrate coated with a functional layer
WO2022229564A1 (en) Photocatalytic coating and method for obtaining a photocatalytic coating
FR3109147A1 (en) THIN LAYER DEPOSIT PROCESS
FR3113672A1 (en) METHOD FOR OBTAINING A MATERIAL COATED WITH A PHOTOCATALYTIC COATING

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20210625

ST Notification of lapse

Effective date: 20220808