MXPA02002833A

MXPA02002833A - Vidrio provisto con una pila de capas delgadas que actuan sobre la radiacion solar.

Info

Publication number: MXPA02002833A
Application number: MXPA02002833A
Authority: MX
Inventors: Carole Gentilhomme
Original assignee: Saint Gobain
Priority date: 1999-09-23
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2002-08-30
Also published as: US20020192473A1; BR0014240A; PT1218307E; PL354237A1; WO2001021540A1; BR0014240B1; EP1218307B1; JP2003509327A; KR100766370B1; DE60039362D1; KR20020035610A; FR2799005B1; EP1947485A1; FR2799005A1; EP1218307A1; CA2384970C; ATE399743T1; PL193781B1; ES2308994T3; JP5043266B2

Abstract

La invencion tiene por objetivo un sustrato transparente provisto de un apilamiento de capas delgadas que actuan sobre la radiacion solar. El apilamiento comprende una capa funcional de metal (Nb, Ta, Zr) o de nitruro de este metal, y una sobrecapa de nitruro u oxinitruro de aluminio, y/o de nitruro u oxinitruro de silicio.

Description

VIDRIO PROVISTO CON UNA PILA DE CAPAS DELGADAS QUE ACTÚAN SOBRE LA RADIACIÓN SOLAR Descripción de la Invención La invención se refiere a los encristalados provistos de apilamientos de capas delgadas que actúan sobre la radiación solar, principalmente aquellos destinados al aislamiento térmico y/o a la protección solar . Este tipo de encristalado es más particularmente adaptado para equipar los edificios: tratándose, gracias a las capas delgadas sobre la cantidad de energia de radiación solar, éste permite evitar en el interior de los locales un calentamiento excesivo en el verano y contribuye de este modo limitar el consumo de energia necesario para su aclimatación. La invención se refiere igualmente a este tipo de encristalado una vez opacificado, de manera para formar parte de un panel de paramento de fachada, denominado de manera más concisa antepecho, y que permite, en asociación con los encristalados para la visión, ofrecer superficies exteriores de edificios completamente encristalados.

Estos encristalados (y antepechos) en capas son sometidos a un cierto número de constreñimientos: en lo que concierne a los encristalados, las capas empleadas deben ser suficientemente filtrantes frente a la radiación solar. Además, estos funcionamientos térmicos deben preservar el aspecto óptico, y la estética del encristalado; es deseable poder modular el nivel de transmisión luminosa del sustrato, y guardar un color estético, más particularmente en reflexión exterior. Esto es también cierto para los antepechos lo que concierne al aspecto de reflexión. Estas capas deben también ser suficientemente durables, y esto tanto más si, en el encristalado una vez montado, éstas están sobre una de las caras exteriores del encristalado (por oposición a las caras "internas", volteadas hacia la laminilla de gas intercalar de un doble encristalado por ejemplo) . Otro constreñimiento se impone progresivamente: cuando los encristalados están constituidos al menos en parte de sustratos de vidrio, éstos pueden tener que sufrir uno o varios tratamientos térmicos, por ejemplo un abombado si se le va a conferir un perfilado (vitrina) , un temple o un recocido si se desea que éstos sean más resistentes/menos peligrosos en el caso de choques. El hecho de que las capas sean depositadas sobre el vidrio antes de su tratamiento térmico arriesga con involucrar su deterioro y una modificación sensible de sus propiedades principalmente ópticas (depositar las capas después del tratamiento térmico del vidrio es complejo y costoso) . Un primer procedimiento consiste en prever la modificación del aspecto óptico del vidrio debido a las capas después del tratamiento térmico, y en configurar las capas para que éstas no presenten las propiedades requeridas, principalmente ópticas y térmicas, más que después de este tratamiento. Pero de hecho, esto restringe el fabricar en paralelo dos tipos de apilamientos de capas, uno para los encristalados no templados/no abombados y los otros para los encristalados que van a ser templados/abombados. Se busca en lo sucesivo evitar esto, concibiendo apilamientos de capas delgadas (interferenciales) que puedan ser adaptadas para soportar los tratamientos térmicos sin modificar muy significativamente las propiedades ópticas del vidrio y sin degradación de su aspecto (falla óptica) . Se puede hablar entonces de capas "abombables" o "templables" . Un ejemplo de encristalado antisolar para el edificio es dado por las patentes europeas EP-0 511 901 y EP-0 678 483: se trata de capas funcionales sobre el plano de la filtración de las radiaciones solares que son de aleación níquel -cromo, eventualmente nitrurada, con acero inoxidable o con tántalo, y que están colocadas entre dos capas dieléctricas de óxido metálico como Sn02, Ti02 o Ta205. Estos encristalados son buenos encristalados antisolares, presentando durabilidades mecánica y química satisfactorias, pero no son verdaderamente "abombables" o "templables" puesto que las capas de óxido que rodean la capa funcional no pueden impedir su oxidación al momento del abombado o del temple, siendo acompañada la oxidación por una modificación de la transmisión luminosa, y del aspecto en general del encristalado en su conjunto. Han sido realizados muchos estudios recientemente para hacer a las capas abombables/templables en el dominio de los encristalados, de baja emisividad, considerando primeramente las altas transmisiones luminosas contrariamente a las antisolares. Se ha propuesto ya utilizar por arriba de las capas funcionales de plata las capas dieléctricas a base de nitruro de silicio, siendo este material relativamente inerte frente a la oxidación a alta temperatura y comprobándose apta para ß yg^^ i í t preservar la capa de plata subyacente, como se describe en la patente europea EP-0 718 250. Otros apilamientos de capas que actúan sobre la radiación solar se presume que son abombables/templables y han sido descritos, recurriendo a capas funcionales diferentes a las de plata en: la patente europea No. EP-0 536 607 que utiliza las capas funcionales de nitruro de metálico del tipo TiN o CrN, con las capas de protección de metal o derivados de silicio, la patente EP-0 747 329 que describe las capas funcionales de aleación de níquel del tipo NiCr asociadas con las capas de nitruro de silicio. No obstante, estos apilamientos con función antisolar presentan funcionamientos todavía susceptibles de mejoramiento, principalmente en términos de la durabilidad y la resistencia a la degradación frente a un tratamiento térmico a alta temperatura . Se entiende por capa "funcional" en la presente solicitud, la o las capas de apilamiento que confieren al apilamiento lo esencial de sus propiedades térmicas, en oposición a las otras capas, en general de material dieléctrico, que tienen como papel aquel de una protección química o mecánica de las capas - f-I funcionales, un papel óptico, un papel de capa de adhesión, etc. El objetivo de la invención es pues poner al punto un novedoso tipo de apilamientos de capas delgadas que actúan sobre la radiación solar, con miras a fabricar los encristalados de protección solar mejorados. El mejoramiento considerado es principalmente el establecimiento de un compromiso mejor entre la durabilidad, las propiedades térmicas, las propiedades ópticas y la aptitud para soportar los tratamientos térmicos sin daño cuando el sustrato portador del apilamiento es del tipo vidrio. El otro objetivo de la invención es hacer este apilamiento de capas, compatible con la utilización del encristalado, una vez opacificado, en calidad de antepecho . El objetivo de la invención es primeramente un sustrato transparente, principalmente de vidrio, provisto de un apilamiento de capas delgadas que actúan sobre la radiación solar y que comprende al menos una capa funcional con carácter esencialmente metálico, y que comprende mayoritariamente al menos uno de los metales que pertenecen al grupo del niobio, tántalo, zirconio, sobremontado de al menos una sobrecapa, que es a base de nitruro o de oxinitruro de silicio, o a base de nitruro u oxinitruro de aluminio o de una mezcla al menos de dos de estos componentes (nitruros u oxinitruros mixtos Si-Al) . Alternativamente, la capa funcional de acuerdo a la invención puede ser a base de un metal parcialmente o completamente nitrurado, perteneciendo dicho metal al grupo del niobio, del tántalo, o del zirconio . La combinación de estos tipos de capa funcional y de estos tipos de sobrecapa se comprueba que es extremadamente ventajosa para los encristalados de protección solar: las capas funcionales del tipo Nb, Ta, Zr son particularmente estables y, independientemente de la naturaleza de la sobrecapa, son en sí mismas más apropiadas que otras capas funcionales ya utilizadas en el mismo tipo de aplicación para sufrir los tratamientos térmicos diversos. Se ha podido en efecto mostrar que, por ejemplo, el niobio tiende menos a oxidarse que otros metales como el titanio o el níquel, y que los metales seleccionados serían también más estables que las aleaciones de Ni-Cr que contienen una cantidad significativa de cromo, puesto que el cromo tiene una tendencia a difundirse bajo el efecto del calor hacia las capas y el vidrio adyacentes, y a hacer de hecho Í* ^ j^^Ag evolucionar ópticamente el apilamiento de capas en su conjunto. Las capas funcionales del tipo nitruro, más particularmente nitruro de niobio, presentan igualmente una fuerte estabilidad química. 5 Además, las capas funcionales de la invención permiten modular, en las gamas deseadas detalladas posteriormente, el valor de transmisión luminosa del sustrato, ajustando sus espesores, siempre guardando un efecto antisolar notable, incluso con transmisión 10 luminosa relativamente elevada: éstas son en una palabra suficientemente selectivas, permitiendo alcanzar principalmente buenos compromisos entre el nivel de transmisión luminosa (TL) y el factor solar • (FS) (el factor solar se define como la relación entre 15 la energía total que entra en un local a través del encristalado y la energía solar incidente) . Se puede definir como un "buen" compromiso el hecho de que los valores de TL y de FS de un encristalado antisolar sean cercanos uno el otro, por ejemplo con un Fs de a lo más 20 5 a 10 puntos superiores a aquel de la TL, principalmente de a lo más 2 a 3% superior a aquel de la T . Este compromiso puede también expresarse comparando los valores de T y de transmisión energética TE, un "buen" compromiso que es obtenido 25 cuando el valor de TE se aproxima a TL, por ejemplo de más o menos 5, principalmente de más o menos 2 a 3% con relación a aquel de la T . La elección de una sobrecapa a base de nitruro de silicio o de aluminio (Si3N4 y AlN en resumen) o de oxinitruro de silicio o de 5 aluminio (SiON y A1N0 en resumen, sin prejuzgar las cantidades respectivas de SI, O y N) se comprueba también que es muy ventajoso por varia srazones: este • tipo de material comprueba ser capaz de proteger a alta temperatura las capas funcionales de la invención, 10 principalmente frente a la oxidación, preservando su integridad, lo que ha hecho al apilamiento de acuerdo a la invención abombable/templable en el caso donde el sustrato portador del apilamiento es de vidrio, y que • se le va a hacer sufrir un tratamiento térmico de este 15 tipo después del depósito de las capas: la modificación de las propiedades ópticas inducidas por un tratamiento térmico del tipo temple, es débil con una transmisión luminosa y un aspecto en reflexión exterior suficientemente poco modificados para no ser 20 significativamente perceptibles al ojo humano. Además, su índice de refracción, cercano a 2, es similar a aquel de los óxidos metálicos del tipo Sn02, ZnO: éste actúa ópticamente de manera similar a aquel, sin complicación particular. Éste protege también correctamente sobre el plano mecánico y químico, el resto del apilamiento. Finalmente, se ha descubierto que sería igualmente compatible con un tratamiento ulterior de esmaltado, que interesa más particularmente a los antepechos. En efecto, para opacificar los encristalados para antepechos, se tienen en general dos posibles vías : se deposita ya sea una laca sobre el vidrio, que se sec i y se endurece con un tratamiento térmico moderado, o bien se deposita un esmalte. El esmalte, tal como se deposita de manera habitual, está compuesto de un polvo que contiene una frita de vidrio (la matriz vitrea) y pigmentos empleados como colorantes (la frita y los pigmentos que son a base de óxidos metálicos) , y un medio denominado también vehículo que permite la aplicación del polvo sobre el vidrio y su adhesión con éste al momento del depósito. Para obtener el revestimiento esmaltado final, se realiza en seguida la cocción, y es frecuente que esta operación de cocción se realice concomitantemente a la operación de temple/abombado del vidrio. Se podrá hacer referencia para más detalles sobre las composiciones del esmalte a las patentes FR-2 736 348, W096/41773, EP-718 248, EP-712 813, EP-A-636 588. El esmalte, revestimiento mineral, es durable, adherente al vidrio y por lo tanto un revestimiento opacificante interesante. No obstante, cuando el encristalado está previamente provisto de capas delgadas, su utilización es delicada por dos razones: 5 — > por una parte, la cocción del esmalte significa que se debe someter el apilamiento de capas a un tratamiento térmico a alta temperatura, lo que no es • posible si éste último es capaz de no deteriorarse ópticamente luego de este tratamiento, 10 -> por otra parte, el esmalte tiende a volver a ensanchar en el curso del tiempo, las sustancias químicas que se llegan a difundir en las capas subyacentes y modificarlas químicamente. Ahora, bien, utilizar una capa de nitruro o de 15 oxinitruro de silicio o de aluminio para terminar el apilamiento de las capas delgadas ha sido muy eficaz, a la vez para hacer el conjunto del apilamiento apto para soportar los tratamiento térmicos y para realizar la barrera a estos compuestos químicos susceptibles de 20 difundirse fuera de la capa del esmalte. De hecho, el apilamiento de capas de acuerdo a la invención es esmaltable, en este sentido que se puede depositar sobre el mismo un esmalte y cocerlo sin modificar sensiblemente el aspecto óptico con relación a un 25 encristalado de visión provisto de las mismas capas, en reflexión exterior. Y es justamente en la colocación de los antepechos donde se ofrece una armonía de color, una simi itud lo más grande posible en aspecto exterior con los encristalados, para poder constituir las 5 fachadas completamente vitreas estéticas. Combinar las capas funcionales y la sobrecapa de acuerdo a la invención ha presentado todavía otra • ventaja más: si el Si3N4, el SiON, el AlN o el AlNO tienen propiedades muy interesantes evocadas 10 anteriormente, éstos también tienen la tendencia a tener problemas de adherencia con muchas de las capas metálicas. Éste es principalmente el caso con las capas de plata. Es entonces necesario haber recurrido • a medios para aumentar esta adhesión y evitar la 15 deslaminación del apilamiento: se pueden interponer principalmente las capas de adhesión, por ejemplo de capas finas de metal o a base de óxido de zinc que presenten una buena compatibilidad entre dos materiales en causa. La presencia de estas capas de adhesión es 20 inútil en el marco de la invención. De este modo, se ha podido verificar que las capas funcionales de la invención, principalmente aquellas de Nb, se adhieren de manera muy satisfactoria a las capas de Si3N4, SiON, AlN o AlNO, utilizando una técnica de depósito mediante pulverización catódica, principalmente asistida por campo magnético. Opcionalmente, el apilamiento de capas de acuerdo a la invención puede comprender igualmente, entre el sustrato y la capa funcional, al menos una subcapa de material dieléctrico transparente, principalmente elegido como para la sobrecapa de nitruro u oxinitruro de silicio y/o de nitruro u oxinitruro de aluminio, o incluso de óxido de silicio Si02. Su presencia puede permitir modular con más flexibilidad el aspecto óptico conferido por el apilamiento de las capas en su sustrato portador.

Además, en el caso de tratamiento térmico, ésta constituye una barrera suplementaria, principalmente frente al oxígeno y a los álcalis del sustrato de vidrio, especies susceptibles de migrar con el calor y degradar el apilamiento. Una variante preferida consiste en utilizar a la vez una sobrecapa y una sobrecapa de nitruro u oxinitruro, principalmente las dos a base de nitruro de silicio . Se comprueba que es interesante, en este caso, prever según una modalidad de realización, que la sobrecapa sea más gruesa que la subcapa, por ejemplo de al menos un factor de 1.2 ó 1.5 ó 1.8: ésta puede tener incluso un espesor 2, 3 ó 4 veces más grande (razonando en espesor geométrico) . Éste ha mostrado en efecto en la presente invención que las sobrecapas más gruesas 5 garantizan una mejor estabilidad óptica frente a los tratamientos térmicos del tipo temple. De acuerdo a otra modalidad de realización, no • exclusiva de la precedente, se puede prever el utilizar múltiples subcapas, principalmente que presentan una 10 alternancia de índices de refracción fuertes (por ejemplo entre 1.8 a 2.2) y débiles (por ejemplo entre 1.4 y 1.6) . Se trata de preferencia de secuencias del ^flfc tipo Si3N4 (índice « 2)/Si02 (índice « 1.45) o Si3N4/Si02/Si3N4. Estas secuencias permiten ajustar el 15 aspecto en reflexión exterior del sustrato, principalmente con miras a atenuar el valor de RL y/o su color. El apilamiento de capas de acuerdo a la invención puede comprender igualmente, opcionalmente, 20 por arriba y/o por debajo de la capa funcional, una • capa suplementaria de un nitruro de al menos un metal elegido entre el niobio, el titanio, el zirconio, o el cromo. De hecho, ésta puede por lo tanto encontrarse interpuesta entre la capa funcional y la sobrecapa y/o 25 entre la capa funcional y el sustrato (o entre la capa funcional y la subcapa cuando existe una) . Cuando la capa funcional es de nitruro, se puede entonces tener la superposición de dos capas de nitruro de metales diferentes . Esta capa suplementaria de nitruro comprueba que es capaz de ajustar más finamente al color en reflexión exterior del apilamiento, gracias a la disminución del espesor de la capa funcional que ésta permite: se puede también "reemplazar" una parte del espesor de la capa funcional por esta capa suplementaria . Ventajosamente, la o las capas del apilamiento que son a base de nitruro o de oxinitruro de silicio contienen igualmente un metal minoritario con relación al silicio, por ejemplo de aluminio, principalmente hasta 10% en peso del compuesto que constituye la capa en cuestión. Esto es útil para acelerar el deposito de la capa por pulverización catódica asistida por campo magnético y reactivo, donde el objetivo de silicio sin una "purificación" por un metal no es muy conductor. El metal puede además conferir una mejor durabilidad al nitruro o al oxinitruro. En lo que concierne a los espesores de las capas descritas anteriormente, se elige usualmente una gama de espesor de 5 a 50 nm para la capa funcional, Á :» i J-.le i ti- principalmente entre 80 y 40 nm. La elección de su espesor permite modular la transmisión luminosa del sustrato en las gamas utilizadas para los encristalados de protección solar para edificios, o bien 5 principalmente de 5 a 50% o de 8 a 45%. Seguramente, el nivel de transmisión luminosa puede ser igualmente modificado con la ayuda de otros parámetros, principalmente el espesor y la composición del sustrato, si éste es de vidrio claro o coloreado más 10 particularmente. El espesor de la sobrecapa está de preferencia comprendido entre 5 y 70, principalmente entre 10 y 35 nm. Éste es por ejemplo de 15, 20 ó 30 nm. • El espesor de la subcapa opcional está de 15 preferencia comprendido entre 5 y 120, principalmente entre 7 y 90 nm. Cuando se trata de una subcapa única, del tipo Si3N4, ésta es por ejemplo de 5 a 30 nm, principalmente de aproximadamente 10 a 15 ó 20 nm. Si se trata de una 20 secuencia de varias capas, cada una de las capas puede tener un espesor por ejemplo de 5 a 50 nm, principalmente de 15 a 45 nm. La subcapa y/o la sobrecapa pueden de hecho formar parte de una superposición de capas de material 25 dieléctrico. Una u otra puede también estar asociada a <^ Sáál ÍSá&i¡s-- %&*"--*- -l ?.^. A _ k.t~A-t ~ ». ^.-la^? ....ja.- * »'"- •* —-»' - *~A ~ , -¡ • . t». . **.>.,4-I otras capas de índices de refracción diferentes. De este modo, el apilamiento de las capas puede incluir entre el sustrato y la capa funcional (o por arriba de la capa funcional) una alternancia de tres capas de 5 alto índice/bajo índice/alto índice, la capa de "alto índice" (al menos 1.8 a 2) o una de entre ellas que puede ser la subcapa de la invención del tipo Si3N , AlN, y la capa de "bajo índice" (inferior a 1.7 por ejemplo) que puede ser de óxido de silicio Si02. 10 El espesor de la capa suplementaria de nitruro metálico está de preferencia comprendido entre 2 y 20 nm, principalmente entre 5 y 10 nm. Ésta es pues de 4fe preferencia fina, y no participa por lo tanto eventualmente, más que muy minoritariamente para el 15 efecto de protección solar conferido por la capa de metal . Una modalidad de realización preferida de la invención es un apilamiento que comprende una capa funcional a base de niobio o de nitruro de niobio, una 20 sobrecapa a base de nitruro de silicio, una subcapa opcional igualmente a base de nitruro de silicio. La invención tiene igualmente por objetivo el sustrato provisto del apilamiento de capas descrito anteriormente, de manera general, y que es abombable 25 y/o templable y/o esmaltable. Se comprende en el sentido de la invención por "abombable y/o templable" , un apilamiento que, depositado sobre un sustrato, sufre una evolución óptica limitada, que puede ser cuantificada principalmente colocándose en el sistema 5 de colorimetría (L*, a*, b*), por un valor ?E inferior a 3, principalmente inferior a 2. Se define ?E de la siguiente manera: • ?E = (?L2 + ?a2 + ?b2)1/2, con ?L, ?a y ?b que es la diferencia en las medidas de L* , a* y b* antes y 10 después del tratamiento térmico. Se considera como "esmaltable" el apilamiento sobre el cual se puede depositar de manera conocida una composición de esmalte, sin la aparición de defectos ópticos en el apilamiento y con una evolución óptica 15 limitada, que se puede cuantificar como se describió previamente. Esto significa igualmente que éste presenta una durabilidad satisfactoria, sin deterioro molesto de las capas del apilamiento al contacto del esmalte ni en el curso de su cocción, ni en el curso 20 del tiempo una vez montado el encristalado. • Por supuesto, un apilamiento de este tipo es interesante cuando se utilizan sustratos de vidrio claro o teñido en la masa. No obstante, se puede de igual modo no buscar explotar su carácter 25 abombable/templable , sino simplemente su durabilidad satisfactoria, utilizando sustratos de vidrio pero también no vitreos, principalmente de material polimérico rígido y transparente como el policarbonato, el polimetacrilato de metilo (P.M.M.A) que sustituye al 5 vidrio, o incluso un material polimérico flexible, como ciertos poliuretanos o como el tereftalato de polietileno (PET) , material flexible que se puede • enseguida unir a un sustrato rígido para funcionalizarlo, haciéndolos adherir mediante 10 diferentes medios, o mediante una operación de laminado . La invención tiene por objetivo los FL encristalados "monolíticos" (es decir constituido de un sustrato único) o los encristalados múltiples aislantes 15 del tipo de doble encristalado. De preferencia, ya sea que se trate de encristalados monolíticos o de doble encristalado, los apilamientos de capas son depositados en la cara 2 (convencionalmente, se numeran las caras de los vidrios/sustratos de un encristalado desde el 20 exterior hacia el interior del habitáculo/del local que éste equipa) , y procuran un efecto de protección contra la radiación solar. Los encristalados que interesan más particularmente a la invención tienen una T del orden 25 de 5 a 50%, principalmente de 8 a 45%, y un factor solar FS inferior a 50%, principalmente cercano al valor de TL . Éstos tienen igualmente de manera preferente un color azul o verde en reflexión exterior (desde el costado del sustrato desprovisto de las capas) , principalmente en el sistema de colorimetría (L*, a*, b*) de los valores de a* y b* negativos (antes y después de cualquier tratamiento térmico eventual) .

Se tiene de este modo un tinte agradable y poco intenso en reflexión, buscado en el edificio. La invención tiene igualmente por objetivo el sustrato en capas al menos parcialmente opacificado por un revestimiento del tipo laca o esmalte, con miras a elaborar los antepechos, donde el revestimiento opacificante está en contacto directo con el apilamiento de las capas. El apilamiento de capas puede por lo tanto ser perfectamente idéntico para el encristalado de visión y para el antepecho. Si la aplicación más particularmente considerada por la invención es el encristalado para edificios, es claro que se pueden considerar también otras aplicaciones, principalmente en los encristalados de vehículos (puestos como parte del parabrisas donde se exige una muy alta transmisión luminosa) , como los vidrios laterales, el quemacocos, el medallón posterior.

La invención será descrita posteriormente con más detalles con la ayuda de los ejemplos no limitantes . Todos los sustratos son de vidrio claro de 6 mm de espesor de tipo Planilux comercializado por la sociedad Saint-Gobain Vitrage. Todas las capas son depositadas de manera conocida mediante pulverización catódica asistida por campo magnético: las capas de metal a partir del objetivo de metal en la atmósfera inerte (100% de Ar) , las capas de nitruro de metal o de silicio a partir del objetivo de metal o de silicio (impurificado con 8% en masa de aluminio) adecuado en una atmósfera reactiva que contiene nitrógeno (100% de N2 para el TiN, 40% de Ar y 60% de N2 para el Si3N4) . Las capas de Si3N4 contienen por lo tanto un poco de aluminio.

EJEMPLO 1 Este ejemplo utiliza una capa funcional de Nb y una sobrecapa de Si3N de acuerdo a la siguiente secuencia : Vidrio / Nb (30 nm) / Si3N4 (31 nm) „,.^AU - - «M-«^ Después del depósito de las capas, el sustrato sufre el tratamiento térmico siguiente: calentamiento a 620°C durante 10 minutos.

EJEMPLO 2 Este ejemplo utiliza la misma capa funcional y la misma sobrecapa que en el ejemplo 1, con una subcapa de Si3N4 suplementaria según la siguiente secuencia: Vidrio / Si3N4 (10 nm) / Nb (30 nm) / Si3N4 (31 nm) el sustrato revestido sufre enseguida el mismo tratamiento térmico que en el ejemplo 1.

EJEMPLO 3 Este ejemplo utiliza la misma secuencia de capas que en el ejemplo 2, pero con ligeras modificaciones en sus espesores: Vidrio / Si3N4 (10 nm) / Nb (33 nm) / Si3N4 (27 nm) Después del depósito de las capas, se efectúa un esmaltado del sustrato sobre su cara revestida del apilamiento de capas. La composición de esmalte es estándar, por ejemplo del tipo descrito en una patente indicada como FR-2 736 348, el esmalte se realiza de tk J ?. ?. ?i.j ?lli. S. . manera conocida con un tratamiento térmico de cocción de esmalte a 620°C.

EJEMPLO 4 5 Este ejemplo retoma la secuencia de capas de los ejemplos 2 y 3 pero con un espesor de capa funcional más débil, con el fin de considerar los encristalados de transmisión luminosa más elevada: 10 Vidrio / Si3N4 (10 nm) / Nb (12 nm) / Si3N4 (17 nm) El sustrato revestido sufre enseguida el mismo tratamiento térmico que en el ejemplo 1.

EJEMPLO 5 15 Este ejemplo retoma la secuencia de capas del ejemplo 4, pero "reemplazando" una parte del espesor de la capa funcional de Nb por una capa suplementaria de TiN entre ésta última y la sobrecapa. 20 La secuencia de capas es la siguiente: Vidrio / Si3N4 (10 nm) / Nb (8 nm) / TiN (5 nm) / Si3N4 (17 nm) El sustrato revestido sufre enseguida el mismo tratamiento térmico que en el ejemplo 1. 25 EJEMPLO 6 Este ejemplo ilustra otra variante de la invención donde la capa funcional es de nitruro metálico, aquí de nitruro de niobio. La secuencia de capas es la siguiente: Vidrio / Si3N4 (10 nm) / NbN (10 nm) / Si3N4 (15 nm) Las capas de Si3N4 son obtenidas como se describe anteriormente, la capa de NbN es obtenida a partir de un objetivo de niobio en una atmósfera reactiva con 30% de nitrógeno en volumen.

EJEMPLO COMPARATIVO 1 Este ejemplo sirve de comparación con el ejemplo 1: en lugar de una capa funcional de Nb, éste utiliza una capa funcional de aleación de NiCr 40/60 en peso. La secuencia de capas es la siguiente: Vidrio / NiCr (30 nm) / Si3N4 (27 nm) El vidrio revestido sufre enseguida el mismo tratamiento térmico que en el ejemplo 1.

EJEMPLO COMPARATIVO 2 Este ejemplo sirve de comparación con el ejemplo 2: éste utiliza una capa funcional de NiCr 5 40/60 en peso en lugar de una capa funcional de Nb . La secuencia de capas es la siguiente: Vidrio / Si3N4 (10 nm) / NiCr (30 nm) / Si3N4 (27 nm) El vidrio revestido sufre enseguida el mismo tratamiento térmico que en el ejemplo 1. 0 La tabla 1 siguiente reagrupa para los ejemplos 1, 2 comparativo 1 y comparativo 2 los datos siguientes : —> transmisión óptica TL : transmisión luminosa en % de acuerdo al iluminante D65 5 ?dom(T) : la longitud de onda dominante del color en transmisión en nm, ß(t) : la pureza de excitación del color en la transmisión, en %, — reflexión exterior (es decir aquella medida en el 0 costado exterior, cuando el vidrio revestido es montado en el encristalado monolítico en un local con el apilamiento de capas en la cara 2 : reflexión exterior (RLEXT) en %, a* (RE?t) , b* (REXT) las coordenadas colorimétricas en reflexión exterior según el sistema de colorimetría (L, a*, b*) -• reflexión interior: el valor de RLINT en %, y los datos colorimétricos a* (RINT) , b* (R?Nt) , -» transmisión energética: TE en % Todos estos datos son idénticos dos veces: • antes del tratamiento térmico y después del tratamiento térmico. Son medidos igualmente en transmisión ?E (T) , 10 en reflexión exterior ?E(RE?t) y en reflexión interior ?E(RRINT), con ?E = (?L2 + ?a2 + ?b2)1/2 para la transmisión, con: ?a = a* (después del tratamiento) - a* (antes del tratamiento) , 15 ?a = b* (después del tratamiento) - b* (antes del tratamiento) , ?a = L* (después del tratamiento) - L* (antes del tratamiento) • «¡ tjl- L **^*-*-* á i-J • 27 TABLA 1 Esta tabla muestra que los ejemplos 1 y 2 de acuerdo a la invención ofrecen un buen compromiso TL/TE antes del tratamiento térmico, con valores de T y TE cercanos: éstos ofrecen una buena protección antisolar. 5 Éstos son también buenos en el plano estético, más particularmente en reflexión exterior donde los valores de a* y b* son negativos y, en valores absolutos poco • elevados, de a lo más 2.7: éste es un color poco intenso y en azul-verde apreciado para los 10 encristalados con fuerte reflexión exterior. Esto es notable, puesto que todas estas ventajas son conservadas después del tratamiento térmico: los valores de T y TE son conservados a casi • 1%, los datos colorimétricos cambian muy poco, no 15 existe ningún basculamiento de un tinte hacia otro tinte en reflexión exterior. No existe ningún defecto óptico. El valor de ?E , que cuantifica una eventual evolución colorimétrica, queda a lo más de 2.7 en transmisión, en reflexión interior y exterior, con un 20 ?E solamente de 1.6 en reflexión exterior: se trata por # supuesto de un apilamiento adaptado para sufrir sin degradación significativa un tratamiento del tipo abombado o temple. Si se desea un vidrio templado, recocido, abombado o no, la invención propone un 25 apilamiento antisolar a las propiedades idénticas, ifAg a A. A. . JA A « .«A Íí .J preservadas. Las notas hechas a propósito del ejemplo 1 se aplican igualmente al ejemplo 2, con una evolución óptica, todavía más confiable: una ?E de solamente 0.3 en reflexión exterior principalmente. 5 Se observa que es ventajoso prever una sobrecapa de Si3N4 más gruesa de al menos 5 a 15 ó 20 nm con relación al espesor de la subcapa de Si3N4: se gana • en capacidad de temple, conservando siempre un aspecto en reflexión, satisfactorio. 10 Los resultados de los ejemplos comparativos 1 y 2 son menos buenos: estos apilamientos no son claramente abombables/templables en el sentido de la invención: los valores de TL y TE cambian mucho. En el ejemplo comparativo 1, se pasa de este modo de 11.5 a 15 casi 20% en TL . Los valores de ?E en las reflexiones interior y exterior para el ejemplo comparativo 1 son al menos tres veces superiores a aquellas obtenidas de acuerdo a la invención, y el signo de b* cambia en reflexión exterior: existe un cambio o basculamiento 20 del tinte. Esto confirma el hecho de que es preferible suprimir o limitar al máximo la presencia de cromo en las capas funcionales (por ejemplo a lo más 20%, principalmente a lo más 10 o a lo más 5% en peso) , teniendo el cromo verdaderamente un papel, por su propensión a difundirse a alta temperatura, en estas modificaciones . La tabla 2 siguiente proporciona los datos ya explicados para la tabla 1 en lo que concierne al ejemplo 3 donde un esmaltado ha sido realizado sobre las capas: los valores de RLEXT/ a*(REXT) y b*(REXT) han sido medidos antes y después del esmaltado (mismo w montaje del encristalado que se vuelve antepecho que en la tabla 1: vidrio monolítico, capas y esmalte en la 10 cara 2 ) .

TABLA 2 • 15 Se verifica que el tinte queda sensiblemente • igual en reflexión exterior después del esmaltado con un ?E del orden de 1. Ya no existe envejecimiento del antepecho significativamente más elevado que en el caso de un antepecho estándar, con el mismo esmalte 20 depositado directamente sobre el vidrio.

ISÉt . ,.....,n» ..Aat-^t^ M ^j La tabla 3 siguiente reagrupa los datos ya explicados anteriormente, para los ejemplos 4 y 6 (misma configuración en vidrio monolítico con las capas en la cara 2 ) . • • • m__¿_&2^. ? TABLA 3 Se constatan de este modo las ventajas de la inserción de una capa suplementaria de TiN: es más difícil alcanzar valores pequeños de ?E , principalmente valores inferiores a 2 , cuando se trata de 5 encristalados de capas que tienen transmisiones luminosas relativamente elevadas, aquí de aproximadamente 30% mientras que ésta sería de aproximadamente 8% para los ejemplos precedentes. Ahora bien, al agregar la capa de TiN (ejemplo 6) se 10 permite hacer pasar al valor de ?E el umbral de 2. El TiN tiene pues a la vez un papel de ajuste colorimétrico per se, y un papel de estabilización del j^ aspecto en reflexión exterior para los encristalados de capas que tienen un T principalmente superior a 20%. 15 Los ejemplos 7 a 9 siguientes han sido realizados, principalmente con miras a ajustar mejor el color en reflexión exterior de los encristalados.

EJEMPLO 7 20 Este ejemplo utiliza una capa funcional de nitruro de niobio y una doble subcapa, alternando una capa de Si3N4 (índice de refracción de aproximadamente 2), y una capa de Si02 (índice de refracción de 25 aproximadamente 1.45) . iiá &A.ií,A ,Jmtáj£t± . &¡l_ ¿.ta ? A La secuencia es la siguiente: Vidrio / SÍ3N4 / Si02 / ?b? / Si3?4 (20 nm) (40 nm) (20 nm) El espesor de la capa de ?b? ha sido regulado de manera para obtener una transmisión luminosa de 32%.

EJEMPLO 8 • Este ejemplo es similar al ejemplo 7, pero se 10 sustituye por la capa de ?b? una capa metálica de ?b (con un espesor tal que, allí incluso, la transmisión luminosa sea de 32%) . Se tiene entonces la secuencia: • Vidrio / S i3?4 / S i02 / ?b / Si3?4 15 ( 20 nm) ( 40 nm) ( 20 nm) EJEMPLO 9 Este ejemplo se parece al ejemplo 8, pero 20 utilizando una triple subcapa alternando una capa de • alto índice, una capa de bajo índice y una capa de alto índice nuevamente. La secuencia es la siguiente: Vidrio / Si3?4 / Si02 / Si3?4 / ?b / Si3?4 25 (30 nm) (30 nm) (20 nm) (30 nm) (27 nm) El espesor de la capa de Nb es ajustado para tener una TL de aproximadamente 8%. La tabla 2 siguiente reagrupa para los ejemplos 7 y 8 los mismos datos fotométricos en transmisión y en reflexión exterior que aquellos ya explicados en la Tabla 1.

TABLA 2 El ejemplo 10 siguiente utiliza una capa funcional de tántalo.

EJEMPLO 10 Este ejemplo utiliza la secuencia de capas siguientes : t.~? .~**?^ t, , J^,H Vidrio / Si3N4 / Ta / Si3N4 ( 10 nm) ( 7 nm) ( 20 nm) La tabla 3 siguiente reagrupa para este ejemplo las mismas informaciones que aquellas que figuran en la tabla 2. TABLA 3 Este apilamiento de tántalo presenta por lo tanto variaciones ópticas limitadas después del temple, similares a aquellas obtenidas con las capas de NbN principalmente. Se obtiene la misma ventaja utilizando esta vez nitruro de tántalo. Se puede también considerar el utilizar como capa funcional el molibdeno, que permite obtener un color más azul en reflexión exterior. En conclusión, los encristalados de protección solar de acuerdo a la invención son muy ventajosos para equipar los edificios, sin excluir las aplicaciones en automóviles y en todos los vehículos: los vidrios laterales, el medallón posterior, el quemacocos, que pueden por otra parte presentar revestimientos esmaltados. Con un apilamiento de capas fijo, principalmente de acuerdo a los valores de TL y TE que se buscan, se puede de este modo, sin tener que modificarlos, fabricar encristalados para la visión que no están destinados a sufrir tratamientos térmicos o que deben ser abombados/templados/recocidos, fabricar antepechos de buena armonía colorimétrico con los encristalados de visión, que pueden estar laqueados o esmaltados: se puede también estandarizar la fabricación de las capas interferenciales sobre los sustratos de grandes dimensiones, lo que es una gran ventaja en el plano industrial . La invención ha puesto al punto los encristalados de control solar templables, con ?E en reflexión exterior inferiores o iguales a 2, incluso a 1.8, lo que es notable. Se pueden también realizar antepechos de capas esmaltadas, más que laqueadas, lo que es industrialmente muy interesante igualmente (el esmaltado se realiza durante el procedimiento de temple mientras que el laqueado necesita una etapa suplementaria de fabricación) .

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sustrato transparente, provisto de un apilamiento de capas delgadas que actúan sobre la radiación solar, caracterizado porque el apilamiento comprende al menos una capa funcional con carácter esencialmente metálico y que comprende principalmente al menos uno de los metales que pertenecen al grupo del niobio, el tántalo, el zirconio, la capa funcional está sobremontada de al menos una sobrecapa a base de nitruro de aluminio, de oxinitruro de aluminio, de nitruro de silicio, o de oxinitruro de silicio, o de una mezcla de al menos dos de estos compuestos.

2. Sustrato transparente, provisto de un apilamiento de capas delgadas que actúa sobre la radiación solar, caracterizado porque el apilamiento comprende al menos una capa funcional a base de un metal parcial o completamente nitrurado, el metal pertenece al grupo del niobio, el tántalo, el zirconio, la capa funcional está sobremontada de al menos una sobrecapa a base de nitruro o de oxinitruro de aluminio, de nitruro o de oxinitruro de silicio, o de una mezcla de al menos dos de estos compuestos.

3. Sustrato de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el apilamiento comprende igualmente entre el sustrato y la capa funcional, al menos una subcapa de material dieléctrico transparente, principalmente elegido entre el nitruro de silicio y/o de aluminio; el oxinitruro de silicio y/o de aluminio y el óxido de silicio. •

4. Sustrato de conformidad con la 10 reivindicación 3, caracterizado porque el apilamiento comprende una sobrecapa a base de nitruro o de oxinitruro y una subcapa a base de nitruro o de oxinitruro, el espesor geométrico de la sobrecapa es # superior a aquel de la subcapa. 15

5. Sustrato de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la sobrecapa y la subcapa son a base de nitruro de silicio. 20

6. Sustrato de conformidad con la reivindicación 4 o la reivindicación 5, caracterizado porque la sobrecapa es más gruesa que la subcapa por al menos un factor de 1.2, principalmente por al menos un factor de 1.5 a 1.8. 25

7. Sustrato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el apilamiento comprende una pluralidad de subcapas entre el sustrato y la capa funcional, principalmente una alternancia de capas de índice fuerte y débil como Si3N4/Si02 o Si3N4/Si02/Si3N4.

8. Sustrato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el apilamiento comprende igualmente una capa suplementaria de un nitruro de al menos un metal elegido entre el niobio, el titanio, el zirconio entre la capa funcional y la sobrecapa, y/o entre la capa funcional y el sustrato.

9. Sustrato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa funcional tiene un espesor comprendido entre 5 y 50 nm, principalmente entre 8 y 40 nm.

10. Sustrato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el espesor de la sobrecapa está comprendido entre 5 y 120 nm, principalmente entre 7 y 90 nm.

Ad tjAjJi 11. Sustrato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la capa suplementaria de nitruro metálico tiene un espesor comprendido entre 2 y 20 nm, principalmente entre 5 y 5 10 nm.

12. Sustrato de conformidad con cualquiera de

F las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el apilamiento utiliza una capa funcional de niobio o 10 de tántalo, una sobre capa de nitruro de silicio, una subcapa opcional de nitruro de silicio igualmente, y una capa opcional de nitruro de titanio o de nitruro de niobio, directamente sobre o directamente bajo la capa funcional . 15 13. Sustrato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el apilamiento utiliza una capa funcional de nitruro de niobio, una sobrecapa de nitruro de silicio, una 20 subcapa opcional de nitruro de silicio igualmente. F

14. Sustrato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque es abombable/templable y/o esmaltable. 25

15. Sustrato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque es de vidrio, claro o teñido en la masa, o de material polimérico transparente flexible o rígido.

16. Encristalado monolítico o doble encristalado que incorpora el sustrato de conformidad • con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, el apilamiento de capas delgadas se encuentra de 10 preferencia en la cara 2 y numerando las caras de los sustratos desde el exterior hacia el interior del habitáculo/del local que lo equipa, confiriéndole un efecto de protección frente a la radiación solar. # 15

17. Encristalado de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque presenta una transmisión luminosa TL de 5 a 55%, principalmente de 8 a 45%, y un factor solar FS inferior a 50%, principalmente cercano al valor de la transmisión 20 luminosa.

18. Encristalado de conformidad con la reivindicación 16 ó 17, caracterizado porque es azul o verde en reflexión exterior, en el costado del iaiAA i?-1A*J..-»- »".^J. - sustrato, principalmente con valores de a* y b* negativos .

19. Sustrato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque es al menos parcialmente opacificado por un revestimiento bajo la forma de una laca o de un esmalte.

20. Panel de paramento de fachada del tipo antepecho, que incorpora el sustrato opacificado de conformidad con la reivindicación 19.