MX2013000684A - Proceso para obtener un material que comprende un sustrato provisto de un recubrimiento. - Google Patents

Abstract

El tema de la invención es un proceso para obtener un material que comprende un sustrato que se proporciona sobre al menos una de sus caras con un recubrimiento permanente que comprende al menos una película delgada, el proceso comprende los siguientes pasos: - el recubrimiento permanente se deposita sobre al menos una de las caras del sustrato; luego, - un recubrimiento temporal se deposita directamente sobre la parte superior del recubrimiento permanente, ese recubrimiento temporal comprende, como la capa más cercana al sustrato, al menos una película delgada soluble en un solvente, con al menos una capa funcional sobrepuesta; luego, - el sustrato así recubierto se somete a un tratamiento térmico; y después - el sustrato recubierto se trata con el solvente para remover el recubrimiento temporal de la superficie del sustrato.

Description

PROCESO PARA OBTENER UN MATERIAL QUE COMPRENDE UN SUSTRATO PROVISTO DE UN RECUBRIMIENTO La invención se refiere al campo de materiales que comprenden un sustrato, en especial un sustrato de vidrio, que se proporciona sobre al menos una de sus caras con un recubrimiento permanente que comprende al menos una película delgada.

Con frecuencia, esos materiales deben pasar por un tratamiento de calor diseñado para mejorar las propiedades del sustrato y/o del recubrimiento permanente. Por ejemplo, en el caso de los sustratos de vidrio, pueden ser tratamientos térmicos de templado diseñados para incrementar la resistencia mecánica del sustrato creando esfuerzos de compresión altos en la superficie del mismo. Estos tratamientos también pueden mejorar ciertas propiedades del recubrimiento permanente, en especial al mejorar las características de cristalización de las películas delgadas dentro del recubrimiento. Por ejemplo, un recubrimiento permanente que comprende una capa de plata, que posee propiedades de conducción eléctrica y E baja (emisividad baja) , ve estas propiedades mejoradas cuando su estructura cristalina es de mayor calidad: granos de menor tamaño; reducción en las fronteras de los granos; etc. Lo mismo aplica a los óxidos transparentes conductores de electricidad, con frecuencia llamados TCOs, por ejemplo óxido de indio estaño (ITO), u óxidos de zinc dopados con galio o dopados con aluminio. En cuanto al dióxido de titanio, sus propiedades fótocataliticas son mejoradas mediante tratamientos de calor para aumentar su grado de cristalinidad en la forma anatasa.

Se conoce el someter a los sustratos provistos con esos recubrimientos a tratamientos térmicos de templado o endurecido en hornos de templado o endurecido, o en vez de ello un tratamientos de recocido rápido, por ejemplo usando una flama, una antorcha de plasma o radiación de láser, como se describe en la solicitud de Patente WO 2008/096089.

Ciertas capas del recubrimiento permanente pueden sin embargo degradarse durante el tratamiento térmico si no están protegidas de manera adecuada. Por ejemplo, una capa de TCO sometida a un tratamiento térmico de templado debe ser protegida temporalmente de la oxidación, posiblemente usando una capa protectora de nitruro de silicio. Esta capa de protección debe removerse después, por lo general mediante un tratamiento largo y costoso de grabado con ácido. El tratamiento de recocido rápido de ciertas capas puede mejorarse con la presencia de capas que absorban la radiación infrarroja, en particular en el caso del tratamiento que usa una flama o radiación de láser. Por lo tanto puede ser útil colocar en la parte superior del recubrimiento permanente un recubrimiento temporal que comprenda esa capa absorbente. Si el recubrimiento temporal no se remueve durante el recocido, puede removerse después del tratamiento, por ejemplo mediante procesos de grabado.

El objeto de la invención es obviar estos inconvenientes proporcionando un proceso más simple y menos costoso.

Para este propósito, un tema de la invención es un proceso para obtener un material que comprende un sustrato que se proporciona sobre al menos una de sus caras con un recubrimiento permanente que comprende al menos una película delgada, el proceso comprende los siguientes pasos : - el recubrimiento permanente se deposita sobre al menos una de las caras del sustrato; después un recubrimiento temporal se deposita directamente sobre la parte superior del recubrimiento permanente, ese recubrimiento temporal comprende, como la capa más cercana al sustrato, al menos una película delgada soluble en un solvente, con al menos una capa funcional sobrepuesta; luego - el sustrato así recubierto se somete a un tratamiento térmico; y después - el sustrato recubierto se trata con el solvente para remover el recubrimiento temporal de la superficie del sustrato.

La presencia de una capa soluble en un solvente, directamente sobre la parte superior del recubrimiento permanente, hace posible remover todo el recubrimiento temporal después del tratamiento térmico, o durante un paso subsiguiente, simplemente lavando con el uso del solvente. El paso de remoción del recubrimiento temporal puede implementarse de manera ventajosa después de los pasos de transportación, corte y manejo del sustrato, el recubrimiento temporal es de esta manera capaz de proteger la superficie del sustrato de rayones.

Otro tema de la invención es un material que comprende un sustrato que se proporciona sobre al menos una de sus caras con un recubrimiento permanente, con un recubrimiento temporal directamente sobrepuesto que comprende, como la capa más cercana al sustrato, al menos una película delgada soluble en un solvente, con al menos una capa funcional sobrepuesta.

Ese material se obtiene como un producto intermedio durante la implementación del proceso de acuerdo con la invención.

Las modalidades preferidas que aparecen en el resto de la descripción aplican a ambos del proceso de acuerdo con la invención y, cuando es apropiado, al producto intermedio de acuerdo con la invención.

El sustrato es de preferencia una hoja de vidrio o de cerámica vidriada. También puede ser una hoja de un material polimérico tal como, por ejemplo, policarbonato, polimetil metacrilato o también polietileno tereftalato (PET) . El sustrato es de preferencia transparente, incoloro (puede ser un vidrio transparente o extra transparente) o entintado, por ejemplo entintado de azul, gris o bronce. El vidrio es de preferencia del tipo de sosa-cal-silice, pero también puede ser un vidrio de del tipo de borosilicato o borosilicato de aluminio. Ventajosamente, el sustrato tiene al menos una dimensión igual o mayor a 1 m, o aún de 2 m aún de 3 m. El grosor del sustrato por lo general varia entre 0.5 mm y 19 mm, de preferencia entre 0.7 y 9 mm, en especial entre 2 y 8 mm, o incluso entre 4 y 6 mm. El sustrato puede ser plano o curvado, o incluso flexible.

El sustrato de vidrio es de preferencia el tipo de vidrio flotado, es decir, capaz de ser obtenido mediante un proceso que consiste en vaciar el vidrio fundido en un baño de estaño fundido (baño de "flotación")- En este caso, la capa que se va a tratar también puede depositarse justo sobre el lado del "estaño" como en el lado de la "atmósfera" del sustrato. Los términos "lado de la atmósfera" y "lado del estaño" se entienden con el significado de aquellas caras del sustrato que han estado en contacto con la atmósfera en el baño de flotación y en contacto con el estaño fundido, respectivamente. El lado del estaño contiene una pequeña cantidad de estaño sobre la superficie que se ha dispersado en el interior de la estructura del vidrio. La hoja de vidrio también puede obtenerse por rolado entre dos rodillos, técnica que hace posible en particular imprimir patrones sobre la superficie del vidrio.

En particular para aplicaciones en el campo fotovoltaico, cuando el recubrimiento permanente comprende una capa de un óxido transparente conductor de electricidad (TCO) , es preferible que el sustrato esté hecho de vidrio extra transparente o ultra transparente, es decir, cuya transmisión de la luz o transmisión de la energía sea igual o mayor a 90%, en especial 90.5%, más en especial 91% e incluso 91.5%. La transmisión de la luz, que usualmente se abrevia como TL, se calcula de acuerdo con el estándar ISO 9050: (2003) y se normaliza para un grosor de vidrio de 3.2 mm. La transmisión de la energía, que se abrevia como TE, también se calcula de acuerdo con el estándar ISO 9050: (2003) y se normaliza para un grosor de vidrio de 3.2 mm. Estos vidrios por lo general se obtienen usando materias primas disminuidas en hierro, de modo que el contenido de óxido de hierro en el vidrio final es cuando mucho de 0.02%, en especial 0.01%. Con objeto de que esta transmisión se optimice más, es preferible que la redox del vidrio (es decir, la relación del contenido por peso de hierro ferroso, expresado como FeO, al contenido por peso total del hierro, expresado como Fe2C>3) sea igual o menor al 20%, de preferencia al 10% e incluso a cero. Esta redox o niveles de transmisión pueden obtenerse en particular oxidando el hierro usando óxido de antimonio u óxido de cerio, o agregando al vidrio óxido de tungsteno, con un contenido por peso de entre 0.1 y 2%, y/u óxido de potasio, con un contenido por peso de entre 1.5 y 10%, como se enseña en las solicitudes de Patentes FR-A-2 921 356 y FR-R-2 921 357. También es posible burbujear un gas oxidante al interior del vidrio fundido antes del paso de refinado, como se enseña en la solicitud de Patente internacional WO 2009/115725.

En aplicaciones fotovoltaicas, las dimensiones del sustrato de vidrio son típicamente las siguientes: 0.6 x 1.2 m2 o 1.1 x 1.3 m2 o en vez de ello, 2.2 x 2.6 m2 para un grosor de entre 1.6 y 6 mm, en especial entre 2.9 y 4 mm.

El recubrimiento permanente de preferencia comprende al menos una película delgada a base de (o que consiste de) un material que se selecciona de entre óxidos transparentes conductores de electricidad (TCOs) , plata y dióxido de titanio.

Entre los TCOs, se pueden mencionar las películas delgadas a base de óxidos mezclados de indio y estaño (llamados ITOs) , a base de óxidos mezclados de indio y zinc (llamados IZOs) , a base de óxido de zinc dopado con galio o dopado con aluminio, a base de óxido de titanio dopado con niobio, a base de estanato de cadmio o estanato de zinc, o a base de óxido de estaño dopado con flúor y/o dopado con antimonio. Estas diversas capas se emplean en numerosos sistemas en los cuales son necesarias las propiedades de transparencia y conductividad eléctrica: pantallas de cristal líquido (LCDs) , colectores fotovoltaicos o solares, dispositivos electrocromicos o electroluminiscentes, etc.

Los niveles de dopaje, correspondientes al peso del óxido dopante divididos por el peso total, son en general menores al 10%, o incluso al 5%. En el caso del óxido de zinc dopado con aluminio, el nivel de dopaje (es decir, el peso del óxido de aluminio dividido entre el peso total) es de preferencia menor al 3%. En el caso del óxido de galio, el nivel de dopaje puede ser mayor, típicamente entre 5 y 6% . El grosor de la capa de TCO es de preferencia de entre 2 y 1000 nm, en especial entre 50 y 800 nm, más en especial entre 150 y 600 nm.

El recubrimiento permanente puede comprender, iniciando a partir de un sustrato de vidrio, una capa inferior que actúe como barrera de migración del metal alcalino, en especial a base de materiales dieléctricos tales como silicio o nitruros, óxidos u oxinitruros de aluminio, o cualquiera de sus mezclas, y después la capa de TCO. La capa inferior en especial evita los efectos dañinos de los iones de metal alcalino que migran durante el tratamiento térmico de templado o recocido, o en un campo eléctrico durante la operación de la celda fotovoltaica.

Las películas delgadas de plata son útiles por muchas razones: al reflejar la radiación infrarroja, térmica o solar, dan al material funciones de E baja o de control solar; al conducir la electricidad, también hacen posible obtener materiales conductores, por ejemplo, vidriado calentado o electrodos. Para proteger a la plata de la oxidación, las capas dieléctricas flanquean a la capa de plata dentro del recubrimiento permanente. De preferencia, el grosor físico de la, o de cada una de las, capas de plata, es de entre 6 y 20 nm. El recubrimiento permanente de preferencia comprende, iniciando a partir del sustrato, un primer recubrimiento que comprende al menos una primera capa dieléctrica, al menos una capa de plata, opcionalmente una sobrecapa de bloqueo y un segundo recubrimiento que comprende al menos una segunda capa dieléctrica. La sobrecapa de bloqueo está diseñada para proteger la capa de plata durante el depósito de una capa subsiguiente (por ejemplo si esta se deposita en una atmósfera oxidante o nitrurante) y durante cualquier tratamiento térmico del tipo de templado o doblado. La capa de plata también puede depositarse sobre de, y en contacto con, una sobrecapa de bloqueo. La multicapa puede comprender por lo tanto una sobrecapa de bloqueo y/o una capa inferior de bloqueo flanqueando la, o cada una de las, capas de plata. Las capas de bloqueo (capa inferior de bloqueo y/o sobrecapa de bloqueo) son por lo general a base de un metal que se selecciona de entre níquel, cromo, titanio, niobio, o una aleación de estos diversos metales. Se pueden mencionar en particular las aleaciones de níquel-titanio (en especial aquellas que comprenden aproximadamente 50% por peso de cada metal) o las aleaciones de níquel-cromo (en especial aquellas que comprenden 80% de níquel por peso y 20% de cromo por peso) . La sobrecapa de bloqueo también puede consistir de varias capas sobrepuestas, por ejemplo, una que se aleje del sustrato, una capa de titanio y después una capa de aleación de níquel (en especial una aleación de níquel-cromo), o de forma inversa. Los diversos metales o aleaciones mencionados también pueden estar parcialmente oxidados, en especial sub estequiométricos en oxígeno (por ejemplo TiOx o NiCrOx) . La primera y/o la segunda de las capas dieléctricas es típicamente un óxido (en especial óxido de estaño) , o de preferencia un nitruro, en especial nitruro de silicio (in particular en el caso de la segunda capa dieléctrica, que está más alejada del sustrato) .

Las películas delgadas de dióxido de titanio tienen la característica particular de ser auto limpiantes, lo que facilita la degradación de los compuestos orgánicos al través de la acción de la radiación ultravioleta (fotocatálisis) y la remoción de la suciedad mineral (polvo) mediante la acción de agua corriente. El dióxido de titanio cristalizado en la forma anatasa es mucho más efectivo en términos de la degradación del compuesto orgánico que el dióxido de titanio amorfo o dióxido de titanio cristalizado en forma de rutilo o de brookita.

El dióxido de titanio puede doparse opcionalmente con un ion metálico, por ejemplo un ion de un metal de transición, o con átomos de nitrógeno, átomos de carbono, átomos de flúor, etc. El dióxido de titanio también puede ser sub estequiométrico o súper estequiométrico .

En el material final (después de la remoción del recubrimiento temporal), toda la superficie de la capa de dióxido de titanio está de preferencia en contacto con el exterior de modo que el óxido de titanio puede cumplir por completo con su función de autolimpieza . Sin embargo, puede ser ventajoso cubrir la capa de dióxido de titanio con una capa hidrofílica delgada, en especial a base de sílice.

Para mejorar más la cristalización de estas capas, es posible proporcionar, directamente por debajo de la capa de dióxido de titanio, una capa inferior que tenga el efecto de promover el desarrollo cristalino del óxido de titanio, en especial en forma anatasa. Esta puede ser en particular una capa inferior hecha de ZrÜ2 como se describe en la solicitud de Patente WO 02/40417, o una capa inferior que promueva el desarrollo heteroepitaxial del óxido de titanio en forma anatasa, como se describe por ejemplo en la solicitud de Patente WO 2005/040058, en especial una capa de BaTi03 o de SrTi03. Pueden insertarse otras capas inferiores entre el sustrato y la capa de dióxido de titanio. Estas pueden actuar por ejemplo como capas de barrera que eviten la migración de metales alcalinos, en especial capas a base de SÍO2, SiOC, alúmina AI2O3 o nitruro de silicio Si3 4. También pueden ser capas o multicapas que tengan funciones térmicas (capas o multicapas de control solar o E baja, en especial del tipo que comprende al menos una . capa de plata) o funciones ópticas (por ejemplo capas o multicapas antirreflej antes ) .

Cualquiera que sea la naturaleza del recubrimiento permanente, aquella cara del sustrato opuesta a la cara que se proporciona con el recubrimiento permanente puede estar desnuda o puede recubrirse con una o más de las películas delgadas. Esta puede ser en especial una película a base de dióxido de titanio o películas que tengan funciones térmicas (capas o multicapas de control solar o E baja, en especial del tipo que comprende al menos una capa de plata) o funciones ópticas (por ejemplo capas o multicapas antirreflej antes ) . En aplicaciones fotovcltaicas, cuando el recubrimiento permanente comprende una capa de TCO, la cara opuesta se proporciona ventajosamente con un recubrimiento antirreflej ante . Este recubrimiento puede comprender una capa (por ejemplo a base de sílice porosa que tenga un índice de refracción bajo) o varias capas: en este último caso, se prefiere una multicapa a base de capas alternadas de material dieléctrico de índices de refracción alto y bajo y terminando en una capa que tenga un índice de refracción bajo. Este recubrimiento puede ser en especial una multicapa como se describe en la solicitud de Patente WO 01/94989 o en la WO 2007/077373. El recubrimiento antirreflejante también puede comprender, como capa final, una capa de autolimpieza y anti suciedad a base de óxido de titanio fotocatalítico, como se enseña en la solicitud de Patente WO 2005/110937. Así puede obtenerse un coeficiente de baja reflexión que dure al través del tiempo.

El recubrimiento permanente y el recubrimiento temporal pueden obtenerse mediante cualquier tipo de proceso de depósito de película delgada. El proceso puede ser por ejemplo uno de los tipos siguientes: sol-gel; pirólisis (pirólisis liquida o sólida); depósito por vapor químico (CVD) , en especial depósito por vapor químico mejorado con plasma (PECVD), opcionalmente depósito por vapor químico mejorado con plasma a presión atmosférica (AP-PECVD) ; y evaporación. Uno o ambos de estos recubrimientos, en especial ambos, se obtienen por depósito electrónico, en especial depósito electrónico mejorado con magnetismo (proceso de magnetrón) . En este proceso, se crea un plasma en un alto vacío cerca de una meta que comprende los elementos químicos por depositarse. Las especies activas del plasma, al bombardear la meta, rasgan esos elementos, que se depositan sobre el sustrato, formando la película delgada deseada. Este proceso es un proceso "reactivo" cuando la capa consiste de un material que es resultado de una reacción química entre los elementos rasgados de la meta y el gas contenido en el plasma. La principal ventaja de este proceso recae en la posibilidad de depositar una multicapa muy compleja en una y la misma línea haciendo que el sustrato corra en sucesión entre varias metas, por lo general en uno y el mismo dispositivo.

El solvente es de preferencia a base de agua. La capa del fondo del recubrimiento temporal es por lo tanto soluble en agua, y puede removerse simplemente lavando con agua. Son posibles otros solventes, en especial alcoholes, pero estos se prefieren menos por razones ambientales y de costos. El lavado, en especial con agua, puede realizarse de una manera conocida, por ejemplo por medio de una máquina lavadora. El paso de remoción usando un solvente, en especial agua, puede realizarse después de que el vidrio haya sido cortado, justo antes del paso de conversión, por ejemplo integrando el material en una unidad vidriada. En este caso, la capa soluble puede proteger al material del ataque mecánico, por ejemplo de raspones, durante los pasos de manejo. El paso de remoción también puede realizarse inmediatamente después del tratamiento térmico.

La película delgada soluble al agua está hecha ventajosamente a base de (o consiste de) un material que se selecciona de entre haluros metálicos y sulfatos metálicos. Los haluros metálicos se seleccionan en especial de entre NaCl y SnF2. El sulfato metálico puede ser por ejemplo Al2(S04)3. Estas películas pueden ser resistentes a los tratamientos de calor usuales.

De preferencia, al menos una capa funcional (que está montada sobre la capa soluble dentro del recubrimiento temporal) es una capa de protección contra la oxidación o una capa absorbente de la radiación, en especial una capa absorbente del infrarrojo.

La capa funcional puede ser en especial una capa de nitruro, por ejemplo una capa de nitruro de silicio.

Esta capa hace posible obtener una alta resistencia a la oxidación y puede por ejemplo proteger a las capas de TCO durante los tratamientos de templado o recocido. El grosor de estas capas es típicamente de entre 5 y 200 nm, en especial de entre 10 y 100 nm.

La capa absorbente de radiación infrarroja es útil en particular cuando el tratamiento térmico se realiza usando una flama o radiación infrarroja de láser. En el caso de radiación de láser en el espectro visible o en el UV, la capa funcional absorberá esta radiación. Al absorber la radiación y reemitir calor, esta capa es de hecho capaz de incrementar la cantidad de energía recibida por las capas que se van a tratar y por lo tanto hace posible aumentar la efectividad del tratamiento. La capa absorbente de radiación infrarroja puede seleccionarse de entre metales, tales como titanio, carbono, en especial en su forma amorfa y de grafito, y nitruros metálicos, tales como nitruro de niobio. El grosor de estas capas es típicamente de entre 1 y 50 nm, en especial de entre 2 y 20 nm.

El recubrimiento temporal también puede comprender, entre la capa soluble y la capa funcional, una capa diseñada para proteger a la capa soluble de la humedad. Esta capa puede ser por ejemplo una capa hecha de un óxido o nitruro, por ejemplo hecha de sílice o nitruro de silicio.

El tratamiento térmico, diseñado para mejorar la cristalización de al menos una película delgada del recubrimiento permanente, se selecciona de preferencia de entre los tratamientos de templado, recocido y recocido rápido. La mejora de la cristalización puede cuantificarse por un incremento en el grado de cristalización (La proporción por peso o volumen de material cristalizado) y/o el tamaño de los granos cristalinos (o el tamaño de los dominios de difracción coherente medida por métodos de difracción de rayos X) . Esta mejora en la cristalización también puede verificarse de forma indirecta, mediante la mejora en las propiedades de la capa. En el caso de una capa de tipo de TCO o plata, la resistividad de la capa y su emisividad disminuyen, de preferencia por al menos 5% en términos relativos, o incluso al menos en 10% o 15%. En el caso de capas de dióxido de titanio, la mejora en la cristalización se manifiesta por un aumento en la actividad fotocatalítica . En general, la actividad se evalúa monitoreando la degradación de los contaminantes modelos, tales como ácido esteárico o azul de metileno.

El tratamiento de templado o recocido por lo general se realiza en un horno, a saber, un horno de templado o de recocido, respectivamente. Todo el material, incluyendo por lo tanto el sustrato, se calienta a una temperatura alta, hasta al menos 300 °C en el caso del recocido y hasta al menos 500 °C, o incluso 600 °C, en el caso del templado.

El recocido rápido se realiza de preferencia usando una flama, una antorcha de plasma o radiación de láser. En este tipo de proceso, se crea un movimiento relativo entre el sustrato y el dispositivo (flama, láser, antorcha de plasma) a modo de tratar el material. En general, el dispositivo es móvil, y el material corre pasando del dispositivo, de manera que se trate su superficie. Estos procesos hacen posible entregar una alta densidad de energía la capa que se va a tratar en un tiempo muy corto, limitando así la difusión de calor al interior del sustrato, y por lo tanto el calentamiento del sustrato. La temperatura del sustrato es por lo general cuando mucho de 100 °C o 50 °C e incluso de 30 °C durante el tratamiento. Cada punto sobre la película delgada se somete al tratamiento de recocido rápido durante un tiempo que por lo general no excede de un segundo o incluso de 0.5 segundos.

El tratamiento térmico de recocido rápido se realiza de preferencia usando radiación de láser, en especial radiación infrarroja, donde la capa funcional es una capa que absorbe la radiación de láser, en especial como se describe arriba. La longitud de onda de la radiación es de preferencia de entre 530 y 1200 nm, o entre 600 y 1000 nm, en especial de entre 700 y 950 nm y más en especial entre 800 y 950 nm. Se prefiere el uso de diodos de láser, por ejemplo que emitan a una longitud de onda de aproximadamente 808 nm, 880 nm, 915 nm o, en vez de ello, 940 nm o 980 nm. En la forma de sistema de diodos, pueden obtenerse niveles de potencia muy altos, posiblemente que alcancen niveles de energía en la superficie del recubrimiento que se va a tratar, de más de 20 k /cm2, o incluso 30 kW/cm2.

De preferencia, la radiación de láser es emitida por al menos un haz de láser que forme una línea, llamada una "línea de láser" en el resto del texto, que irradia de manera simultánea todo o parte del ancho del sustrato. Se prefiere esta modalidad porque evita el uso de sistemas de movimiento costosos, que por lo general son voluminosos y difíciles de mantener. El rayo láser en línea puede obtenerse en especial usando sistemas de diodos de láser de alto poder combinados con ópticas de enfoque. El grosor de la línea es de preferencia entre 0.01 y 1 mm. La longitud de la línea es típicamente de entre 5 mm y 1 m. El perfil de la línea puede ser en especial una curva de Gauss o tener una configuración de "sombrero de copa". La línea de láser que irradia de forma simultánea todo o parte del ancho del sustrato puede estar hecha de una línea única (en cuyo caso irradia todo el ancho del sustrato) o de una pluralidad de lineas opcionalmente separadas. Cuando se usa una pluralidad de lineas, es preferible que cada linea se coloque de modo que se trate toda el área de la multicapa. La linea o cada linea de preferencia se colocan de forma que esté perpendicular a la dirección de carrera del sustrato o se colocan oblicuamente. Las diversas lineas pueden tratar el sustrato de forma simultánea o de manera retrasada. El punto importante es que toda la superficie sea tratada. El sustrato puede por lo tanto ser movido, en especial de manera que corra en traslación pasando la linea estacionaria de láser, por lo general por debajo de esta, pero opcionalmente por arriba de la linea de láser. Esta modalidad es particularmente ventajosa para un tratamiento continuo. Alternativamente, el sustrato puede ser estacionario y el láser puede moverse. De preferencia, la diferencia entre las velocidades respectivas del sustrato y el láser es mayor o igual a 1 metro por minuto, o 4 metros por minuto o incluso 6, 8, 10 o 15 metros por minuto, para asegurar una velocidad alta del tratamiento. Cuando es el sustrato el que se mueve, en especial en traslación, este puede ser movido usando cualquier medio de transportación mecánica, por ejemplo correas, rodillos o charolas que corran en traslación. El sistema de transportación se usa para controlar y regular la velocidad de la carrera. Si el sustrato está hecho de una sustancia orgánica polimérica flexible, este puede moverse usando un sistema de avance de película en la forma de una sucesión de rodillos. El láser también puede ser movido de modo que se ajuste su distancia al sustrato, lo que en particular puede ser útil cuando el -sustrato es doblado, pero no sólo en ese caso. De hecho, es preferible que el haz de láser se enfoque sobre el recubrimiento que se va a tratar, de modo que este último se localice a una distancia menor o igual a 1 mm del plano focal. Si el sistema para mover el sustrato o mover el láser no es suficientemente preciso con respecto de la distancia entre el sustrato y el plano focal, es preferible que sea posible ajustar la distancia entre el láser y el sustrato. Este ajuste puede ser automático, en especial regulado usando una medición de la distancia corriente arriba del tratamiento.

La radiación del dispositivo láser puede integrarse en una línea de depósito de película, por ejemplo una línea de depósito de por magnetrón o una línea de depósito por vapor químico (CVD) , en especial una línea mejorada con plasma (PECVD) , al vacío o a la presión atmosférica (AP-PECVD) . En general, la línea incluye dispositivos de manejo del sustrato, una unidad de depósito, dispositivos de control óptico y dispositivos de apilado. Por ejemplo, los sustratos corren en rodillos transportadores, en sucesión pasada de cada dispositivo o de cada unidad. La radiación del dispositivo láser se localiza de preferencia justo después de la unidad de depósito de la película, por ejemplo a la salida de la unidad de depósito. El sustrato recubierto puede tratarse entonces en la línea después de que se ha depositado la película, a la salida de la unidad de depósito y antes de los dispositivos de control óptico, o después de los dispositivos de control óptico y antes de los dispositivos de apilado del sustrato. El dispositivo de radiación láser también puede integrarse en la unidad de depósito. Por ejemplo, el láser se puede introducir en una de las cámaras de una unidad de depósito electrónico, especialmente en una cámara en la cual la atmósfera esté rarificada, especialmente a una presión de entre 10~6 mbar y 10~2 mbar. El láser también puede colocarse afuera de la unidad de depósito, pero de manera que trate a un sustrato localizado al interior de la unidad. Para este propósito, todo lo que se requiere es proporcionar una ventana transparente a la longitud de onda de la radiación usada, al través de la cual pase el haz de láser para tratar la película. Por lo tanto es posible tratar una película (por ejemplo una capa de plata) Antes del depósito subsiguiente de otra película en la misma unidad. Cuando una capa absorbente es una sobrecapa, por ejemplo hecha de metal, su oxidación durante el tratamiento puede impedirse si el sustrato se coloca en una cámara de vacio. En este caso es posible tratar la multicapa en una cámara especial, en la cual se controle la atmósfera oxidante. Si la radiación del dispositivo de radiación está afuera de la unidad de depósito o integrada en la misma, estos procesos "en linea" son preferibles a un proceso que involucre operaciones fuera de la linea, en las cuales seria necesario apilar los sustratos de virio entre el paso de depósito y el tratamiento térmico.

Sin embargo, los procesos que involucran operaciones fuera de la linea pueden tener una ventaja en los casos en los que el tratamiento térmico de acuerdo con la invención se realiza en un lugar diferente de aquel en el que se realiza el depósito, por ejemplo en un lugar en el que tenga lugar la conversión del vidrio. El dispositivo de radiación puede por lo tanto estar integrado en lineas distintas de la linea de depósito de la película. Por ejemplo, puede integrarse en una línea de fabricación de un vidriado múltiple (especialmente vidriado doble o triple) o en una línea de fabricación de vidriado laminado. En estos diversos casos, el tratamiento térmico se realiza de preferencia antes de producir el vidriado múltiple o el vidriado laminado.

Las diversas modalidades arriba descritas pueden combinarse entre sí, pero estas combinaciones no se describen de manera explícita con objeto de no sobrecargar el texto innecesariamente. Sin embargo, abajo se explican al detalle algunas combinaciones.

En una primera modalidad preferida, el sustrato es una hoja de vidrio y el recubrimiento permanente comprende una película delgada de un óxido transparente conductor de electricidad (típicamente Al:ZnO o ITO, el grosor geométrico por lo general variando de 100 a 800 nm) . El recubrimiento temporal depositado sobre de, y en contacto con, el recubrimiento permanente consiste, iniciando a partir de la capa más cercana al sustrato, de una capa soluble en agua (típicamente un cloruro, tal como NaCl, cuyo grosor geométrico típicamente puede variar de 5 a 50 nm) seguida por una capa protectora, típicamente hecha de un nitruro tal como SÍ3N4. Todas estas capas se depositan mediante el proceso de magnetrón. El sustrato así recubierto pasa entonces por un tratamiento térmico de recocido, que está diseñado para cristalizar la película delgada de un óxido transparente conductor de electricidad para reducir su resistividad. La temperatura de ese tratamiento es típicamente de entre 400 y 700 °C. Después de este tratamiento térmico, el sustrato recubierto se lava en agua para remover el recubrimiento temporal.

En una segunda modalidad preferida, el sustrato es una hoja de vidrio y el recubrimiento permanente comprende al menos una capa delgada de plata entre al menos dos capas dieléctricas. El sustrato es una hoja de vidrio diseñada para formar un vidriado de E baja. El recubrimiento temporal depositado sobre de, y en contacto con, el recubrimiento permanente consiste, a partir de la capa más cercana al sustrato, de una capa soluble al agua (típicamente hecha de un cloruro tal como NaCl, cuyo grosor geométrico puede típicamente variar de 5 a 50 nm) seguida por una capa que absorbe la radiación infrarroja (típicamente una capa metálica de titanio o una capa de grafito) . Todas estas capas se depositan mediante el proceso de magnetrón. El sustrato así recubierto pasa luego por un tratamiento térmico de recocido rápido usando a línea de láser pasando la cual el sustrato corre (o alternativamente, el láser puede moverse por arriba del sustrato estacionario) . Una longitud de onda típica del láser puede ser de 980 nm. La capa absorbente se oxida en el caso de titanio, y se remueve parcialmente en el caso del grafito. Mediante lavado con agua es posible remover todo el recubrimiento temporal y por lo tanto cualquier traza de grafito o de óxido de titanio residuales.

Una tercera modalidad preferida difiere de la segunda modalidad en que el recubrimiento permanente consiste de una capa de dióxido de titanio opcionalmente depositada sobre una capa inferior que actúa como barrera para la migración de metales alcalinos, por ejemplo hecha de silice u oxicarburo de silicio. La capa de dióxido de titanio puede tener por ejemplo un grosor geométrico que varíe de 3 a 30 nm, en especial de 5 a 20 nm.

Los siguientes Ejemplos ilustran la invención, sin embargo sin limitarla.

Varias multicapas de E baja se depositaron sobre un sustrato de vidrio 4 mm de grosor que el solicitante vende bajo el nombre de SGG Planilux. Las multicapas se depositaron de una manera conocida en una línea de depósito electrónico (proceso de magnetrón) al través de la cual el sustrato corre por debajo de varias metas.

Una capa de NaCl soluble en agua se depositó, también mediante el proceso de magnetrón, sobre una multicapa del tipo de: sustrato/Si3N4/ZnO/Ag/NiCr/ZnO/SÍ3N4 (recubrimiento permanente) usando una meta consistente de de NaCl y grafito. Este último se agrega de manera que se haga la meta eléctricamente conductora.

Una capa de sílice de 150 nm de grosor se depositó después sobre esta capa soluble en agua, seguida por una capa metálica de titanio de 10 nm de grosor que absorbe la radiación infrarroja. El depósito también se realizó mediante depósito electrónico por magnetrón usando una meta de titanio en una atmósfera de argón. El recubrimiento temporal por lo tanto consistió de la capa de NaCl sobre la cual hay una capa de Si02 y la capa de titanio .

Los sustratos recubiertos se trataron usando una radiación de emisión de láser en linea con una longitud de onda de 980 nm, pasando la cual el sustrato recubierto corre en traslación a una velocidad de entre 10 y 25 metros por minuto.

Después de este tratamiento de recocido rápido, los sustratos recubiertos se limpiaron usando un trapo húmedo. Esta operación de lavado permite remover por completo el recubrimiento temporal.

La resistencia de la hoja de la capa de plata se redujo en al menos 10% en términos relativos enseguida del tratamiento térmico.

Claims (9)

REIVI DICACIONES

1. Un proceso para obtener un material que comprende un sustrato que se proporciona sobre al menos una de sus caras con un recubrimiento permanente que comprende al menos una película delgada, el proceso caracterizado porque comprende los siguientes pasos: - el recubrimiento permanente se deposita sobre al menos una de las caras del sustrato; luego, - un recubrimiento temporal se deposita directamente sobre la parte superior del recubrimiento permanente, ese recubrimiento temporal comprende, como la capa más cercana al sustrato, al menos una película delgada soluble en un solvente, con al menos una capa funcional sobrepuesta; luego, - el sustrato así recubierto se somete a un tratamiento térmico diseñado para mejorar la cristalización de al menos una película delgada del recubrimiento permanente que se selecciona de entre los tratamientos de templado, recocido y recocido rápido; y después - el sustrato recubierto se trata con el solvente para remover el recubrimiento temporal de la superficie del sustrato .

2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el sustrato es una hoja de vidrio o de cerámica vidriada.

3. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el recubrimiento permanente comprende al menos una película delgada a base de un material que se selecciona de entre óxidos transparentes conductores de electricidad, plata y dióxido de titanio.

4. El proceso de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el solvente es a base de agua.

5. El proceso de conformidad con la reivindicación anterior, caracterizado además porque la película delgada soluble al agua es a base de un material que se selecciona de entre haluros metálicos y sulfatos metálicos.

6. El proceso de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque al menos una capa funcional es una capa de protección contra la oxidación o una capa absorbente de la radiación, en especial una capa absorbente del infrarrojo.

7. El proceso de conformidad con la reivindicación anterior, caracterizado además porque el tratamiento térmico de recocido rápido se realiza usando radiación de láser, en especial radiación infrarroja, donde la capa funcional es una capa que absorbe la radiación de láser.

8. Un material, caracterizado porque comprende un sustrato que se proporciona sobre al menos una de sus caras con un recubrimiento permanente, que tiene un recubrimiento temporal directamente sobrepuesto que comprende, como la capa más cercana al sustrato, al menos una película delgada soluble en un solvente, con al menos una capa funcional sobrepuesta .

9. El material de conformidad con la reivindicación anterior, caracterizado además porque la película delgada soluble en un solvente es soluble en agua. RE SUMEN El tema de la invención es un proceso para obtener un material que comprende un sustrato que se proporciona sobre al menos una de sus caras con un recubrimiento permanente que comprende al menos una película delgada, el proceso comprende los siguientes pasos: - el recubrimiento permanente se deposita sobre al menos una de las caras del sustrato; luego, - un recubrimiento temporal se deposita directamente sobre la parte superior del recubrimiento permanente, ese recubrimiento temporal comprende, como la capa más cercana al sustrato, al menos una película delgada soluble en un solvente, con al menos una capa funcional sobrepuesta; luego, - el sustrato así recubierto se somete a un tratamiento térmico; y después - el sustrato recubierto se trata con el solvente para remover el recubrimiento temporal de la superficie del sustrato.