MX2012006144A - Material compuesto. - Google Patents
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Abstract
Una La invención se refiere a un material compuesto que comprende un soporte (1) que consiste de aluminio, un sistema 3 de varias capas con efecto óptico aplicado sobre un lado (A) del soporte (1), siendo que este sistema consiste de al menos dos capas (4, 5) dieléctricas y/o oxidantes, específicamente una capa (4) superior y una capa (5) absorbente de luz inferior. De conformidad con la invención, la capa (5) absorbente de luz inferior contiene un óxido mixto de titanio y aluminio TiALqOx y/o un nitruro mixto de titanio y aluminio TiALqNy y/o un oxinitruro mixto de titanio y aluminio TiALqOxNy, siendo que la capa (4) superior es una capa oxidante hecha de titanio, silicio o estaño con la composición química TiOz, SiOw o SnOv, en donde los índices q, v, w, x, y y z denotan cada uno una relación estequiométrica o no estequiométrica.
Description
MATERIAL COMPUESTO
Descripción de la Invención
La presente invención se refiere a un material compuesto con un soporte sobre el cual en un lado se aplica un sistema de varias capas con efecto óptico el cual está constituido de al menos dos capas dieléctricas y/u oxidantes, específicamente una capa superior y una capa absorbente de luz inferior.
Por lo general, en un objeto sobre el cual incide una radiación, esta radiación se divide en una porción reflejada, una absorta y una transmitida, que son determinadas por el grado de reflexión (capacidad de reflexión) , el grado de absorción (capacidad de absorción) y el grado de transmisión (capacidad de transmisión) del objeto. La capacidad de reflexión, la capacidad de absorción y la capacidad de transmisión son propiedades ópticas que pueden adoptar diferentes valores para uno y el mismo material en función de la longitud de onda de una radiación incidente (por ejemplo, en la gama UV, en la gama de la luz visible, en la gama infrarroja y en la gama de la radiación térmica) . En lo referente a la capacidad de absorción se conoce la ley de Kirchhoff, de acuerdo a la cual el grado de absorción está en una proporción constante al grado de emisión a una temperatura y longitud de onda determinadas.
Ref.:230580 Por consiguiente, para la capacidad de absorción también tienen importancia la ley de desplazamiento de Wien y la ley de Planck, así como la ley de Stefan-Boltzmann, mediante las cuales se describen determinadas conexiones entre intensidad de la radiación, densidad de distribución del espectro, longitud de onda y temperatura de lo que se conoce como un "cuerpo negro". En el caso de los cálculos se debe tener en cuenta que el "cuerpo negro" como tal no existe y las sustancias reales difieren en cada caso de manera característica de la distribución ideal.
En determinados casos de aplicación se requiere un grado de reflexión lo más alto posible en una gama de longitud de onda de la radiación incidente y en otras gamas un grado de reflexión lo más bajo posible, pero en cambio un grado de absorción tanto más alto. Esto es así, por ejemplo en el campo de los colectores solares, en donde en la gama de longitud de onda solar (aproximadamente 300 a aproximadamente 2500 nm) se requiere un grado de absorción máximo y en la gama de la radiación térmica (por arriba de aproximadamente 2500 nm) un grado de reflexión máximo. Una medida para esta selectividad espectral lo constituyen los valores del grado de absorción solar (a (AM 1.5)) y del grado de emisión térmica (e(373?)) determinados de acuerdo a la norma DIN 5036 (parte 3) .
Con el nombre de Tinox® se conocen absorbedores para colectores planos en los cuales se usa un material compuesto que satisface estos requisitos. Este material consta de una cinta de cobre como soporte, una capa de oxinitruro de titanio aplicada sobre ella y una capa de cubierta de dióxido de silicio.
Por el documento EP 1 217 394 Al se conoce además un material compuesto del tipo bajo consideración que comprende un soporte que consta de aluminio, una capa intermedia que se encuentra sobre un lado del soporte y un sistema de varias capas con efecto óptico aplicado sobre la capa intermedia. La capa intermedia preferiblemente está constituida de aluminio oxidado en forma anódica o abrillantado en forma electrolítica y oxidado en forma anódica. El sistema de varias capas con efecto óptico está constituido de tres capas, siendo que las dos capas superiores son capas dieléctricas y/u oxidantes, y la capa inferior es una capa metálica aplicada sobre la capa intermedia. En este aspecto se propone que la capa superior del sistema de varias capas óptico sea una capa dieléctrica, preferiblemente una capa que contiene óxido, fluoruro o nitruro de la composición química MeOa, MeFb, MeNc, con un índice de refracción n < 1.8 y la capa central del sistema de varias capas óptico una capa de óxido de cromo de la composición química CrOz, y la capa inferior del sistema de varias capas óptico esté constituida de oro, plata, cobre, cromo, aluminio y/o molibdeno, siendo que los índices a, b, c y z designan una relación estequiométrica o no estequiométrica en los óxidos, fluoruros o nitruros . Mediante esto se crea un material compuesto con el cual es posible ajustar selectivamente de manera dirigida el grado de absorción y el grado de reflexión en diferentes gamas de longitud de onda. El material compuesto conocido se caracteriza además por una buena facilidad de procesamiento, en particular capacidad de deformación, una elevada capacidad de conducción térmica así como una elevada estabilidad térmica y química a largo plazo. En el caso de este material la operación de afinación consta de dos procesos diferentes que se pueden operar ambos de manera continua, y específicamente de la producción de la capa intermedia en un proceso químico húmedo que resumiendo se designa oxidación electrolítica (anodizado) y comprende un abrillantado electrolítico así como una oxidación anódica y de la aplicación al vacío del sistema de varias capas con efecto óptico .
Por el documento DE 10 2004 019 061 B4 se conoce un absorbente selectivo para transformar la luz solar en calor en el cual se propone que sobre un sustrato se apliquen dos sistemas de capas, siendo que el sistema que se encuentra más próximo al sustrato incluye al menos una capa de material denso, es decir exento de espacios huecos, de titanio, aluminio, nitrógeno, carbono y oxígeno con la fórmula química TiaAlpNxCyOz, siendo que ot + P es = l y a es a P como 1 a 0.05 a l, y x + y + z es = 0.8 a 2 y 0.0 < x = 1.2 y 0.2 = y < 2 y 0.05 < z < 2, siendo que además el segundo sistema que se encuentra arriba contiene al menos una capa que consta de una mezcla de TiOz y Al203 , con 1 < z < 2.
Por el documento DE 10 2006 039 669 Al se conoce un revestimiento con selectividad solar con mayor estabilidad térmica que se puede usar para aprovechar la energía solar, el cual comprende una primera capa de absorción solar de TiAlN que se deposita sobre un sustrato que se selecciona de vidrio, silicio y un metal, siendo que a la primera capa absorbente se le sobreponen una segunda capa de absorción solar adicional y una tercera capa antireflejante de TiAlON o bien Si3N4.
La presente invención tiene por objeto crear un material compuesto del tipo descrito al principio con una particular aptitud para absorbedores solares que se caracteriza por una fabricación simplificada y una elevada selectividad espectral.
De conformidad con la invención, este problema se resuelve al incluir la capa absorbente de luz inferior un óxido mixto de titanio y aluminio TiALqOx y/o un nitruro mixto de titanio y aluminio TiALqNy y/o un oxinitruro mixto de titanio y aluminio TiAlqOxNy, siendo que la capa superior es una capa oxidante del titanio, silicio o estaño con la composición química TiOZ( SiOw o SnOv, en donde los índices q, v, w, x, y y z denotan cada uno una relación estequiométrica o no estequiométrica.
Las relaciones estequiométricas o no estequiométricas q, x, y se pueden encontrar en particular en el intervalo 0 < q y/o x y/o y < 3, en tanto que los valores de los índices v, w, z se pueden encontrar en el intervalo 1 < v y/o w y/o z < 2, preferiblemente en el intervalo 1.9 < v y/o w y/o z < 2.
Se descubrió inesperadamente que con un material compuesto de este tipo, en particular con un soporte de cobre o aluminio es posible obtener un grado de absorción solar (a(AM 1.5)) superior a 94 por ciento y un grado de emisión térmica (e(373?)) inferior a 6% determinados de acuerdo a la norma DIN 5036 (parte 3) .
En particular, sobre un soporte de aluminio se puede encontrar una capa intermedia debajo del sistema de varias capas con efecto óptico. Si esta capa intermedia se encuentra sobre un soporte de aluminio y está constituida de óxido de aluminio, a la característica se le adjudica el alcance inventivo de que el grosor de la capa intermedia no es superior a 30 nm, independientemente de que la capa absorbente de luz inferior contenga un óxido mixto de titanio y aluminio TiALqOx y/o un nitruro mixto de titanio y aluminio TiALgNy y/o un oxinitruro mixto de titanio y aluminio TiAlqOxNy, y de que la capa superior sea una capa oxidante del titanio, silicio o estaño con la composición química TiOz, SiOw o SnOv. Aquí es suficiente con que la capa superior sea una capa dieléctrica con un índice de refracción inferior a 1.7. Sin embargo este también se puede encontrar más alto, como por ejemplo en aproximadamente 1.9 en el caso de una capa de óxido de estaño o en aproximadamente 2.55 (Anatas) o bien 2.75 (Rutil) en el caso de una capa de dióxido de titanio.
Sorprendentemente se descubrió que la capa intermedia, si está constituida de óxido de aluminio que solamente tiene un grosor extremadamente reducido en el intervalo no superior a 30 nm de conformidad con la invención, en particular un grosor en el intervalo de al menos 3 nm, preferiblemente un grosor en el intervalo de 15 nm a 25 nm, no solamente se conserva el efecto conocido de la protección mecánica e inhibidora de la corrosión para el soporte y se asegura una elevada adherencia para el sistema de varias capas óptico que se encuentra arriba, sino que mediante esto la capa intermedia y el soporte adquieren ellos mismos efecto óptico. Entonces la capa intermedia tiene favorablemente una capacidad de transmisión tan alta y el soporte una capacidad de reflexión tan alta que se torna efectiva mediante la transmisión de la capa intermedia que resulta posible prescindir sin perdida de eficiencia de la capa metálica inferior del sistema de varias capas óptico conocido por el documento EP 1 217 394 Al. Con ello se omite por una parte la etapa tecnológica de la aplicación de una capa y por otra parte se obtiene además un ahorro de material, en particular de los metales nobles oro y plata, o bien también del molibdeno igualmente intensivo en costo que como se sabe se usan de manera preferida para la capa metálica inferior.
Antes que nada, el sistema de varias capas óptico de conformidad con la invención se puede aplicar de manera favorable - al igual que en el material compuesto conocido -porque durante la fabricación se puede prescindir de las soluciones salinas en parte venenosas ecológicamente nocivas. Pero igualmente es posible prescindir - como ya se mencionó -de la capa metálica del sistema de varias capas óptico conocido, de manera que se reduce el gasto de fabricación.
Las capas del sistema de varias capas óptico pueden ser capas de deposición electrónica, en particular producidas mediante sublimación reactiva, capas de CVD o PECVD o capas producidas mediante evaporación, en particular mediante bombardeo de electrones o de fuentes térmicas, de manera que todo el sistema de varias capas óptico consta de capas aplicadas en secuencia de vacío, en particular en un proceso continuo.
En el caso de la existencia de la capa de óxido de aluminio extremadamente delgada sobre un soporte de aluminio también es posible proponer favorablemente que la capa inferior comprenda óxido de cromo de la composición química CrOr y/o nitruro de cromo de la composición química CrNg y/u oxinitruro de cromo de la composición química CrOrNs, siendo que los índices r y s en cada caso denotan a su vez una relación estequiométrica o no estequiométrica .
En el caso de la capa superior se puede tratar en cada caso de una capa oxidante de silicio de la composición química SiOw, siendo que el índice w también en este caso denota una relación estequiométrica o no estequiométrica en la composición oxidante.
Los procesos mencionados permiten favorablemente no solamente ajustar la composición química de las capas a determinados valores discretos con relación a los índices r, s, q, v, w, x, y y z, sino también variar dentro de determinados límites la respectiva relación estequiométrica o no estequiométrica de manera continua o también versátil por vía del grosor de la capa. Mediante esto es posible, por ejemplo ajustar selectivamente el índice de refracción de la capa superior que disminuye la reflexión, la cual también tiene por efecto un incremento de los valores para la capacidad de resistencia mecánica (DIN 58196, parte 5), y el grado de absorción de la capa inferior, siendo que por ejemplo con el aumento de los índices x y/o y disminuye la capacidad de absorción. De esta manera también es posible controlar en la capa inferior las respectivas proporciones del óxido, nitruro y/u oxinitruro mixto de titanio y aluminio o bien las proporciones de los compuestos de cromo correspondientes .
De conformidad con la invención es posible ajustar un grado de reflexión total de luz, determinado conforme a la norma DIN 5036, parte 3, en un valor preferido inferior a 5% en el lado del sistema de varias capas óptico.
El material compuesto de conformidad con la invención tiene una excelente utilidad para absorbedores de colectores solares debido al efecto sinérgico de la combinación de las propiedades
- de la capa de soporte, por ejemplo su excelente capacidad de deformación, con la cual resiste sin problemas los esfuerzos del procesamiento ulterior en las operaciones de moldeo que se deben llevar a cabo, por ejemplo su alta capacidad de conducción térmica así como la facilidad para configurar su superficie de manera que promueve la absorción adicional en la gama de la longitud de las ondas solares, a cuyo relieve se adaptan entonces las otras capas, y la que además como metal - como ya se expuso - tiene una alta capacidad de reflexión y con ello poca emisión y tiene en consideración el hecho, de manera que la potencia de radiación se pone a disposición como energía térmica que se puede almacenar;
- de la capa inferior con su elevada selectividad del grado de absorción (valores pico superiores a 90% en el intervalo solar y superiores a 94% en el caso de la existencia de los compuestos de titanio y aluminio, valores mínimos inferiores a 15% en la gama de longitudes de onda > a aproximadamente 2500 nm) y de su ya explicada capacidad de modificación de la composición química, y
- de la capa superior, en particular oxidante de silicio sobre cuyas ventajas ya se hizo referencia parcialmente en lo precedente, y que además de su efecto antireflejante también tiene una elevada capacidad de transmisión, y mediante ello aumenta la proporción de los valores de radiación en la gama solar que se pueden absorber en la capa inferior.
Otras modalidades favorables de la invención se incluyen en las reivindicaciones subordinadas y en la descripción detallada que sigue.
La invención se explica con más detalle mediante varios ejemplos de modalidad ilustrados mediante las figuras anexas. Muestran:
La Figura 1 una representación en sección de principio a través del material compuesto de conformidad con la invención en una primera modalidad,
La Figura 2 una representación en sección de principio a través del material compuesto de conformidad con la invención en una segunda modalidad,
La Figura 3 una representación en sección de principio a través del material compuesto de conformidad con la invención en una tercera modalidad.
En las figuras, las piezas iguales y mutuamente análogas están provistas con los mismos símbolos de referencia, de manera que también sólo se describen en cada caso una sola vez.
Las modalidades descritas se refieren a un material compuesto de conformidad con la invención con una elevada selectividad del grado de absorción y reflexión en la gama de longitud de ondas solares y en la gama de la radiación térmica.
En la primera modalidad ilustrada en la figura 1 el material compuesto está constituido de un soporte 1 de aluminio en forma de cinta, en particular capaz de ser deformado, una capa 2 intermedia que se encuentra sobre un lado A del soporte 1 y un sistema 3 de varias capas con efecto óptico aplicado sobre la capa 2 intermedia.
Un grado de reflexión total de luz determinado conforme a la norma DIN 5036, parte 3 es inferior a 5% en el lado A del sistema 3 de varias capas óptico.
El material compuesto se puede configurar preferiblemente como bobina con una anchura de hasta 1600 mm, preferiblemente de 1250 mm y con un grosor D de aproximadamente 0.1 a 1.5 mm, preferiblemente de aproximadamente 0.2 a 0.8 mm. El soporte puede tener preferiblemente un grosor Di de aproximadamente 0.1 a 0.7 mm.
El aluminio del soporte 1 puede tener en particular una pureza superior a 99.0%, mediante lo cual se favorece su capacidad de conducción térmica.
De conformidad con la invención la capa 2 intermedia puede estar constituida de óxido de aluminio - en particular formado mediante oxidación anódica del material de soporte - y tener un grosor D2 no superior a 30 nm.
El sistema 3 de varias capas comprende al menos dos capas 4, 5 individuales, y específicamente de preferencia exclusivamente dos capas 4, 5 individuales.
La capa 4 superior del sistema 3 de varias capas óptico es una capa oxidante de silicio de la composición química SiOw. Con ello por lo tanto tiene un índice de refracción inferior a 1.7.
La capa 5 inferior es una capa absorbente de luz que preferiblemente incluye un óxido mixto de titanio y aluminio y/o un nitruro mixto de titanio y aluminio y/o un oxinitruro mixto de titanio y aluminio con la composición química TiAlqOxNy.
Esta capa 5 también puede incluir óxido de cromo de la composición química CrOr y/o nitruro de cromo de la composición química CrNg y/o oxinitruro de cromo de la composición química CrOrNs.
Los índices r, s, q, x, y denotan en cada caso una relación estequiométrica o no estequiométrica del material oxidado o de nitruro con relación al oxigeno en los óxidos y en el oxinitruro o bien del aluminio con respecto al titanio. Las relaciones estequiométricas o no estequiométricas se pueden encontrar preferiblemente en el intervalo 0 < q y/o v y/o x y/o y y/o z < 3, en tanto que la relación estequiométrica o no estequiométrica w puede adoptar valores en el intervalo 1 < w < 2, preferiblemente en el intervalo de 1.9 < w < 2.
Debido al hecho de que ambas capas 4, 5 del sistema 3 de varias capas óptico pueden ser capas de deposición electrónica, en particular capas producidas mediante sublimación reactiva, capas CVD o PECVD o capas producidas mediante evaporación, en particular mediante bombardeo de electrones o de fuentes térmicas es posible ajustar las relaciones q, v, w, x, y, z de manera escalonada o no escalonada (o sea, también a valores no estequiométricos de los índices) , mediante lo cual es posible variar las respectivas propiedades de la capa y configurar las capas también como capas de gradiente con índices q, v, w, x, y, z que aumentan y/o disminuyen por el grosor de la capa.
El grosor D2 mínimo de la capa 2 intermedia es determinado por los límites tecnológicos del método utilizado para la producción de la capa 2 intermedia, y se puede encontrar en 3 nm. Preferiblemente el grosor D2 de la capa 2 intermedia se encuentra en el intervalo de 15 nm a 25 nm.
En este contexto hay que mencionar que también la capa 2 intermedia se puede producir mediante los procesos que se usan preferiblemente para la producción de las capas 4, 5 del sistema 3 de varias capas óptico. En este caso la relación del oxigeno con respecto al aluminio en la capa puede entonces ser asimismo no solamente una estequiométrica sino también una no estequiométrica.
En particular debido al hecho de que la capa 2 intermedia se forma mediante oxidación anódica o abrillantado electrolítico y oxidación anódica del material de soporte, con lo que se elimina por corrosión una capa de óxido naturalmente existente sobre la superficie de aluminio, es posible obtener una gran ausencia de grasa, capacidad de revestimiento y adhesión de las capas 4, 5 que se encuentran arriba.
La capa 4 superior del sistema 3 de varias capas óptico puede tener favorablemente un grosor D4 superior a 3 nm. Con este grosor D4 la capa ya tiene una suficiente eficiencia, siendo que el gasto en tiempo, material y energía solamente adoptan valores insignificantes. Un valor umbral superior del grosor D4 de capa se encuentra en aproximadamente 500 nm bajo este punto de vista.
Un valor óptimo para la capa 5 inferior del sistema 3 de varias capas óptico bajo los puntos de vista mencionados es un grosor D5 mínimo superior a 50 nm, como máximo de aproximadamente 1 µtt?.
El lado B del soporte l con forma de cinta alejado del sistema 3 de varias capas óptico puede permanecer sin revestimiento o también - como la capa 2 intermedia - estar constituido por ejemplo de aluminio con oxidación anódica o aluminio con abrillantado electrolítico y oxidación anódica.
En la segunda modalidad de la invención ilustrada en la figura 2, el material compuesto comprende nuevamente un soporte 1 que preferiblemente está constituido de cobre o aluminio sobre el cual en un lado A se aplica un sistema 3 de varias capas con efecto óptico que consta exclusivamente de dos capas 4, 5 dieléctricas y/o oxidantes, específicamente una capa 4 superior y una capa 5 absorbente de luz inferior. La capa 5 inferior incluye - también puede estar constituida en cada caso exclusivamente de - un óxido mixto de titanio y aluminio TiALqOx y/o un nitruro mixto de titanio y aluminio TiALqNy y/o un oxinitruro mixto de titanio y aluminio TiAlqOxNy. La capa 4 superior es una capa oxidante hecha de titanio, silicio o estaño con la composición química TiOz, SiOw o SnOv. Los índices q, v, w, x, y y z denotan en cada caso una relación estequiométrica o no estequiométrica . La capa 5 inferior del sistema 3 de varias capas óptico tiene preferiblemente un grosor D5 que se encuentra en el intervalo de entre 50 nm y 150 nm. El grosor D4 de la capa 4 superior se encuentra en el mismo intervalo que en el primer ejemplo de modalidad. Con un material compuesto de este tipo fue posible obtener un grado de absorción solar (a (AM 1.5)) superior a 94% y un grado de emisión térmica (e(373?)) inferior a 6% determinados de acuerdo a la norma DIN 5036 (parte 3) . En las dos capas 4, 5 del sistema 3 de varias capas óptico se puede tratar - al igual que en el primer ejemplo de modalidad - de capas en las que los índices q, v, w, x, y y/o z varían por el respectivo grosor D4, D5.
El material compuesto de acuerdo a la tercera modalidad de la invención representada en la figura 3 tiene con respecto al soporte 1 y la capa 4 superior la misma estructura que el segundo ejemplo de modalidad de la invención. Lo específico de esta modalidad consiste en que la capa 5 inferior del sistema 3 de varias capas óptico esta constituida de al menos dos capas 5a, 5b parciales, de las cuales una capa 5a, 5b parcial puede estar casi exenta de oxigeno o nitrógeno. En particular se propone que la capa 5 inferior del sistema 3 de varias capas óptico esté constituida precisamente de dos capas 5a, 5b parciales, siendo que la capa 5b parcial inferior está formada de óxido mixto de titanio y aluminio TiALqOXÍ y la capa 5a parcial superior de oxinitruro mixto de titanio y aluminio TiAlqOxNy. La capa 5b parcial inferior también puede tener un carácter no oxidante, en particular meramente metálico, al estar constituida de una aleación de titanio y aluminio.
Ambas capas 5a, 5b parciales pueden tener en cada caso preferiblemente un grosor D5a, D5b en el intervalo de 20 nm a 80 nm. También con un material compuesto de este tipo fue posible obtener un grado de absorción solar ( (AM 1.5)) superior a 94 por ciento y un grado de emisión térmica (e(373?)) inferior a 6 por ciento determinados de acuerdo a la norma DIN 5036 (parte 3) .
La presente invención no se limita a los ejemplos de modalidades representados, sino que comprende también todos los medios y medidas que tienen el mismo efecto en el sentido de la invención. Cuando en la solicitud se utiliza el concepto "oxidante", entonces por una parte se funda en la inteligencia de comprender: "que contiene oxigeno", lo cual no excluye la existencia de elementos adicionales. Esto significa para la capa 4 superior que también puede estar constituida - por ejemplo con relación al silicio - de un oxicarburo o bien carbóxido de silicio, o de un oxicarbonitruro o bien carboxinitruro de silicio. En el sentido más amplio, de conformidad con la solicitud el concepto "oxidante" también se entiende como "oxidado/oxidada" en el sentido de un aumento del número de oxidación en comparación con el estado elemental, de manera que dentro del alcance de la invención también es posible, por ejemplo, que la capa 4 superior tenga un carácter neto de fluoruro o nitruro.
En lo que se refiere a la capa 5 absorbente de luz inferior o bien sus capas 5a, 5b parciales, que de conformidad con la invención contiene o bien contienen un óxido mixto de titanio y aluminio TiALqOx y/o un nitruro mixto de titanio y aluminio TiALqNy y/o un oxinitruro mixto de titanio y aluminio TiAlqOxNy esta composición no excluye que en estos sistemas ternarios o bien cuaternarios pueden existir otros elementos, en particular carbono. El carbono puede estar contenido preferiblemente por ejemplo en una proporción de 0 a 10 por ciento atómico.
Una capa 2 intermedia con efecto óptico, actividad de barrera y/o función como adhesivo como está presente necesariamente en la primera modalidad de la invención también puede existir opcionalmente en un material compuesto del tipo del segundo o del tercer ejemplo de modalidad. No es forzoso que la capa 2 intermedia esté constituida de óxido de aluminio. También puede estar constituida de otro óxido metálico, en particular pulverizado por bombardeo iónico, como por ejemplo T1O2.
La invención no excluye la existencia de capas adicionales en el sistema de capas, aunque preferiblemente solamente deberían existir las capas precedentemente descritas en virtud de que operan de manera óptima en forma sinérgica en el sentido de la solución del problema en que se funda la invención. En particular es posible mediante ello prescindir de la existencia de una capa de reflexión metálica en el sistema de varias capas óptico.
Además la invención no se limita a las combinaciones de características definidas en las reivindicaciones 1 y 5, sino que también puede estar definida por cualquier otra combinación a discreción de determinadas características de todas las características individuales reveladas en total. Esto significa fundamentalmente que prácticamente es posible omitir o bien sustituir cada característica individual de las reivindicaciones mencionadas mediante al menos una característica individual revelada en otro sitio de la solicitud. En cuanto a esto las reivindicaciones solamente se deben entender como un primer intento de formulación para una invención.
Símbolos de referencia
1 soporte
2 capa intermedia
3 sistema de varias capas óptico
4 capa superior de 3
5 capa inferior de 3
5a capa parcial superior de 5
5b capa parcial inferior de 5
A lado superior (lado de 3)
B lado inferior (alejado de 3)
D grosor (total)
Di grosor de 1
D2 grosor de 2
D4 grosor de 4
D5 grosor de 5
D5a grosor de 5a
D5b grosor de 5b
Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
Claims (22)
1. Material compuesto con un soporte sobre el cual en un lado se aplica un sistema de varias capas con efecto óptico que consta de al menos dos capas dieléctricas y/u oxidantes, específicamente una capa superior y una capa absorbente de luz inferior, caracterizado porque la capa absorbente de luz inferior incluye un óxido mixto de titanio y aluminio TiALqOx y/o un nitruro mixto de titanio y aluminio TiALqNy y/o un oxinitruro mixto de titanio y aluminio TiALqOxNy, siendo que la capa superior es una capa oxidante hecha de titanio, silicio o estaño con la composición química Ti02( SiO„ o SnOv, en donde los índices q, v, , x, y y z denotan cada uno una relación estequiométrica o no estequiométrica .
2. Material compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los índices q, x, y, denotan relaciones estequiométricas o no estequiométricas en el intervalo de 0 < q y/o x y/o < 3 , preferiblemente.
3. Material compuesto de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque los índices v, w, z para las relaciones estequiométricas o no estequiométricas se encuentran en el intervalo de 1 < v y/o w y/o z < 2, preferiblemente en el intervalo de 1.9 < v y/o w y/o z < 2.
4. Material compuesto de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el soporte está constituido de cobre o aluminio.
5. Material compuesto de conformidad con el preámbulo de la reivindicación 1, en particular de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el soporte está constituido de aluminio, siendo que debajo del sistema de varias capas con efecto óptico se encuentra sobre el soporte una capa intermedia que preferiblemente consiste de aluminio, la cual preferiblemente tiene un grosor no superior a 30 nm, y siendo que la capa superior es en particular una capa dieléctrica con un índice de refracción inferior a 1.7.
6. Material compuesto de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la capa intermedia tiene un grosor de al menos 3 nm y preferiblemente un grosor en el intervalo de 15 nm a 25 nm.
7. Material compuesto de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 o 6, caracterizado porque la capa intermedia consta de aluminio oxidado en forma anódica o abrillantado en forma electrolítica y oxidado en forma anódica, que preferiblemente se forma del material de soporte .
8. Material compuesto de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque la capa inferior contiene óxido de cromo de la composición química CrOr y/o nitruro de cromo de la composición química CrNs y/u oxinitruro de cromo de la composición química CrOrNs, siendo que los índices r y s en cada caso denotan a su vez una relación estequiométrica o no estequiométrica .
9. Material compuesto de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque los índices r, s para las relaciones estequiométricas o no estequiométricas se encuentran en el intervalo de 0 < r y/o s < 3.
10. Material compuesto de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el mínimo de dos capas del sistema de varias capas óptico son capas de deposición electrónica, en particular capas producidas mediante sublimación reactiva, capas CVD o PECVD o capas producidas mediante evaporación, en particular mediante bombardeo de electrones o de fuentes térmicas.
11. Material compuesto de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el sistema de varias capas óptico consta de capas aplicadas en un proceso continuo en secuencia de vacío.
12. Material compuesto de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la capa superior del sistema de varias capas óptico tiene un grosor superior a 3 nm y de aproximadamente 500 nm como máximo .
13. Material compuesto de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la capa superior y/o la capa inferior del sistema de varias capas óptico contiene carbono y/o nitrógeno.
1 . Material compuesto de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la capa inferior del sistema de varias capas óptico tiene un grosor superior a 50 nm y de aproximadamente 1 µp? como máximo, siendo que este grosor se encuentra preferiblemente en el intervalo entre 50 nm y 150 nm.
15. Material compuesto de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque en una o varias capas del sistema de varias capas óptico los índices r, s, q, v, w, x, y y/o z que denotan las relaciones estequiométricas o no estequiométricas varían de manera continua o versátil por vía del grosor de la respectiva capa superior o inferior.
16. Material compuesto de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque la capa inferior del sistema de varias capas óptico está constituida de al menos dos capas parciales de las cuales una capa parcial es casi completamente exenta de oxigeno o nitrógeno.
17. Material compuesto de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la capa inferior del sistema de varias capas óptico está constituida de dos capas parciales, siendo que la capa parcial inferior está formada de óxido mixto de titanio y aluminio TiALqOx y la capa parcial superior de oxinitruro mixto de titanio y aluminio TiAlqOxNy.
18. Material compuesto de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la capa inferior del sistema de varias capas óptico está constituida de dos capas parciales, siendo que la capa parcial inferior esta constituida por una aleación de titanio y aluminio.
19. Material compuesto de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 17 o 18, caracterizado porque ambas capas parciales tienen en cada caso un grosor en el intervalo de 20 nm a 80 nm.
20. Material compuesto de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque un grado de reflexión de luz total determinado de acuerdo a la norma DIN 5036, parte 3 es inferior a 5% en el lado superior del sistema de varias capas óptico.
21. Material compuesto de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque un grado de absorción solar (a(AM 1.5)) es superior a 94 por ciento y un grado de emisión térmica (e(373 )) es inferior a 6%, determinados de acuerdo a la norma DIN 5036 (parte 3) .
22. Material compuesto de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado porque se configura como bobina con una anchura de hasta 1600 mm, preferiblemente de 1250 mm, y con un grosor de aproximadamente 0.1 a 1.5 mm, preferiblemente de aproximadamente 0.2 a 0.8 mm.
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