PT2991827T

PT2991827T - Vidraça de controlo solar que compreende uma camada de uma liga de zinco e de cobre

Info

Publication number: PT2991827T
Application number: PT147276042T
Authority: PT
Inventors: Jane Singh Laura
Original assignee: Saint Gobain
Priority date: 2013-05-03
Filing date: 2014-04-30
Publication date: 2017-09-11
Also published as: FR3005313A1; PL2991827T3; EP2991827B1; US20160068432A1; ES2640109T3; BR112015026873B1; WO2014177812A2; WO2014177812A3; FR3005313B1; BR112015026873A2; CA2910317A1; CA2910317C; US9458055B2; EP2991827A2

Description

DESCRIÇÃO

VIDRAÇA DE CONTROLO SOLAR QUE COMPREENDE UMA CAMADA DE UMA

LIGA DE ZINCO E DE COBRE A invenção refere-se ao domínio dos substratos ou artigos de vidro, em particular do tipo vidraça de construções que compreendem, na sua superfície, revestimentos do tipo de camadas finas que conferem as mesmas propriedades de controlo solar. Tal vidraça pode igualmente ser aplicada no domínio automotivo. Por "vidraça" entende-se, no sentido da presente invenção, qualquer produto de vidro constituído por um ou vários substratos de vidro, em particular, as vidraças simples, as vidraças duplas, as vidraças triplas, etc. Sem sair do âmbito da invenção, as vidraças podem igualmente ser de material plástico duro. Em alternativa, as multicamadas de acordo com a invenção podem ser depositadas com filmes plásticos laminados, por exemplo, do tipo PET, sendo o conjunto de multicamadas, em seguida, disposto (colado) sobre a superfície de um substrato de vidro.

Tais vidraças são dotadas de multicamadas de camadas finas que atuam sobre a radiação solar incidente por absorção e por reflexão. Essas são reagrupadas sob a designação de vidraça de controlo solar. As mesmas são utilizadas quer essencialmente para assegurar uma proteção solar (função antissolar) quer essencialmente para assegurar um isolamento térmico da cabine ou de habitações (função de baixa emissividade).

Por antissolar entende-se, assim, no sentido da presente invenção, a faculdade da vidraça de limitar o fluxo energético, em particular a radiação infravermelha (IR) que atravessa a mesma a partir do exterior em direção ao interior do habitáculo ou da cabine.

Pela expressão baixa emissividade entende-se uma vidraça dotada de, pelo menos, uma camada funcional que confere à mesma uma emissividade normal εη inferior a 30%, preferencialmente inferior a 20%, sendo a emissividade definida pela relação: £n = 1 - Rn , em que Rn é o fator de reflexão de infravermelhos entre 5 e 50 micrómetros, de acordo com a normal (conforme o anexo A da Norma Internacional ISO 10292) da vidraça.

De modo geral, todas as características luminosas e energéticas apresentadas na presente descrição são obtidas segundo os princípios e métodos descritos nas Normas Internacionais ISO 9050 (2003) e ISO 10292 (1994) e Normas Europeias correspondentes EN 410 (1998) e EN 673 (1998), que se referem à determinação das características luminosas, solares e energéticas das vidraças utilizadas no vidro para construções.

Além disso, quando associados ao substrato (ou substratos) de vidro, esses revestimentos devem ser esteticamente agradáveis, isto é, a vidraça dotada de suas multicamadas deve ser suficientemente neutra em cor, tanto em transmissão como em reflexão, para não incomodar os utilizadores ou, alternativamente, apresentar uma tonalidade azul ou verde, procurada nomeadamente no domínio da construção. Esses revestimentos são convencionalmente depositados por técnicas de depósito do tipo CVD, pela mais simples ou mais frequente, nos dias atuais, das técnicas de depósito por pulverização a vácuo, na prática denominada com frequência pulverização de magnetrão, especialmente quando o revestimento é constituído por um complexo de multicamadas de camadas sucessivas cujas espessuras não ultrapassam alguns nanómetros ou algumas dezenas de nanómetros.

Com maior frequência, as multicamadas em camadas finas apresentam propriedades de controlo solar essencialmente por causa das propriedades intrínsecas de uma ou várias camadas ativas, designadas como camadas funcionais na presente descrição. Por "camada ativa" ou "camada funcional", é entendida uma camada que tem efeito substancial no fluxo de radiação solar atravessando a referida vidraça. Tal camada ativa, de modo conhecido, pode funcionar quer principalmente em modo de reflexão da radiação infravermelha, quer principalmente em modo de absorção da radiação infravermelha. Com maior frequência, essas camadas antissolares funcionam em parte por reflexão e em parte por absorção, como previamente explicado.

Em particular, as multicamadas de alto desempenho que são comercialmente disponíveis nos dias atuais incorporam, pelo menos, uma camada funcional de metal feita de prata que essencialmente funciona na forma de reflexão da maior parte da radiação IR (infravermelha) incidente. Sua emissividade normal não ultrapassa alguns por centos. Tais multicamadas são, assim, utilizadas principalmente em vidraças de baixa emissividade (ou low-e em inglês) para o isolamento térmico das construções. Essas camadas são, contudo, muito sensíveis à humidade e, portanto, são utilizadas exclusivamente em vidraças duplas, em face 2 ou 3 da mesma para serem protegidas da humidade. Preferencialmente, as multicamadas de acordo com a invenção não compreendem tais camadas de prata, ou ainda camadas de ouro ou platina ou, então, em quantidades muito negligenciáveis, nomeadamente, sob forma de impurezas inevitáveis.

Outras camadas metálicas com função antissolar foram igualmente mencionadas no domínio, que compreendem camadas funcionais do tipo Nb, Ta ou W ou os nitretos desses metais, como descrito, por exemplo, no pedido W001/21540. Em tais camadas, a radiação solar é, dessa vez, principalmente absorvida de modo não seletivo por uma ou mais camadas funcionais, isto é, que a radiação IR (isto é, cujo comprimento de onda está compreendido entre cerca de 780 nm e 2.500 nm) e a radiação visível (cujo comprimento de onda está compreendido entre cerca de 380 e 780 nm) são absorvidas sem distinção. Em tais vidraças, os valores da emissividade normal εη são, em geral, elevados. Valores de emissividade mais baixos podem apenas ser obtidos quando a camada funcional é relativamente espessa, em particular de, pelo menos, 20 nm para o nióbio metálico. Devido à absorção não seletiva dessa mesma camada descrita previamente, os coeficientes de transmissão luminosa TL de tais vidraças são necessariamente muito baixos, geralmente muito inferiores a 30%. Como resultado, tendo em vista tais características, não parece possível obter, a partir de tais multicamadas, vidraças de controlo solar combinando as emissividades normais relativamente baixas, tipicamente inferiores a 30%, e nomeadamente da ordem de 25% ou mesmo 20%, enquanto preserva uma transmissão luminosa suficientemente elevada, isto é, tipicamente superior a 30%.

Tais vidraças compreendendo camadas funcionais de Nb, Ta ou W ou nitretos desses metais apresentam, assim, seletividades, como as ilustradas pela razão TL/g, próximas de 1 (fator de transmissão luminosa/fator solar g, como determinados de acordo com a Norma EN 410).

Como convencionado e conhecido, o fator de transmissão luminosa ou transmissão luminosa TL corresponde à percentagem do fluxo luminoso incidente, ou sej a, no domínio de comprimentos de onda 380 a 780 nm, atravessando a vidraça, de acordo com o iluminante D65.

De modo igualmente conhecido, o fator solar g é igual à relação da energia que atravessa a vidraça (isto é, a entrar no local) e da energia solar incidente. Mais particularmente, corresponde à soma do fluxo transmitido diretamente através da vidraça e do fluxo absorvido pela vidraça (incluindo nesse cálculo, em particular, as multicamadas de camadas presentes sobre uma de suas superfícies) depois emitido novamente em direção ao interior (o local). 0 documento de patente US 4.943.484 descreve multicamadas cuja ou cujas camadas funcionais podem ser constituídas por um elemento escolhido entre o alumínio, a prata, o ouro ou o cobre puro. Sendo que as multicamadas compreendem camadas finas de cobre puro, no entanto, têm o mesmo problema de resistência hidrolítica que as camadas de metais preciosos.

De acordo com um primeiro aspeto, o objetivo da presente invenção é fornecer vidraças compreendendo multicamadas que conferem às mesmas propriedades de controlo solar, como previamente descritas, isto é, uma transmissão luminosa TL elevada, tipicamente superior a 30%, preferencialmente superior a 40%, até mesmo superior a 50%, e uma emissividade normal εη inferior a 30%, ou mesmo inferior a 20%, ou mesmo inferior a 10%, as referidas multicamadas sendo duráveis no passar do tempo, nomeadamente quando é diretamente disposta sobre uma face da vidraça exposta em direção ao interior ou mesmo ao exterior da construção ou da cabine, sem precaução particular.

De acordo com um segundo aspeto, o objetivo da presente invenção é fornecer vidraças compreendendo multicamadas que conferem às mesmas propriedades antissolares e que apresentam uma seletividade elevada, no sentido previamente descrito, isto é, uma relação TL/g (com frequência denominada, no domínio, seletividade) muito superior a 1, em particular sensivelmente superior a 1,2, ou mesmo superior a 1,3, idealmente superior a 1,4, ou mesmo superior a 1,5, as referidas multicamadas sendo duráveis no passar do tempo sem precaução particular.

Uma vidraça de acordo com a invenção permite assim, com vantagem, selecionar a radiação que atravessa a mesma, favorecendo a transmissão das ondas luminosas, isto é, cujo comprimento de onda está compreendido entre cerca de 380 e 780 nm, e absorvendo seletivamente a maior parte das radiações infravermelhas, isto é, cujo comprimento de onda é superior a 780 nm, em particular os infravermelhos próximos, isto é, cujo comprimento de onda está compreendido entre cerca de 780 nm e cerca de 1.400 nm. Devido à instalação de uma vidraça de acordo com a presente invenção, é assim possível manter uma forte iluminação da parte do habitáculo ou da cabine protegida pela vidraça ao minimizar, ao mesmo tempo, a quantidade de calor entrando na mesma.

De acordo com outro aspeto, a vidraça de acordo com a presente invenção apresenta, igualmente, propriedades de isolamento térmico devido às propriedades de baixa emissividade da camada utilizada, permitindo limitar as permutas de calor, dessa vez entre o interior e o exterior da construção.

De acordo com outra vantagem da presente invenção, as vidraças dotadas das multicamadas de acordo com a invenção são simples de produzir e permitem, igualmente, uma redução sensível dos custos de produção, em relação a outras vidraças conhecidas com propriedades antissolares, nomeadamente aquelas que compreendem multicamadas à base de prata.

Alternativamente, as vidraças de acordo com a invenção podem ser igualmente utilizadas como vidraça de baixa emissividade, de modo a assegurar um isolamento térmico da cabine ou do habitáculo (função de baixa emissividade), em relação ao valor baixo do coeficiente de emissividade εη das multicamadas em que as mesmas são inseridas.

Outro objetivo da presente invenção é fornecer vidraças de vidro antissolares incorporando multicamadas capazes de sofrer um tratamento térmico como têmpera, encurvamento ou, mais geralmente, um tratamento térmico em temperaturas superiores a 550 °C, ou mesmo superiores a 600 °C, sem perder suas propriedades óticas e energéticas. Em particular, as vidraças dotadas de camadas de acordo com a invenção conservam, preferencialmente, após o tratamento térmico, uma transmissão luminosa elevada e, preferencialmente, apresentam uma cor sensivelmente inalterada em transmissão ou em reflexão, essa cor sendo de preferência sensivelmente neutra ou alternativamente azul-verde, como procurada nomeadamente no setor da construção civil.

Além disso, as vidraças são resistentes à humidade e à riscadura. As mesmas podem, assim, ser utilizadas com vantagem tanto como vidraça simples (um único substrato de vidro), as multicamadas sendo vantajosamente viradas em direção à face interna da construção ou da cabine a proteger.

Como evidente, podem igualmente ser utilizadas em vidraças múltiplas, nomeadamente duplas ou triplas.

Mais precisamente, a presente invenção refere-se a uma vidraça com propriedades de controlo solar compreendendo, pelo menos, um substrato transparente preferencialmente de vidro sobre o qual é depositada uma muiticamada, a referida muiticamada compreendendo uma camada constituída por uma liga que compreende zinco e cobre, em cuja liga a relação atómica Zn/(CuÉZn) é superior a 35% e inferior a 65%.

Preferencialmente, a referida relação atómica é superior a 45%.

Preferencialmente, a referida relação atómica ê inferior a 60%. A referida camada constituída por uma liga que compreende zinco e cobre é preferencialmente a única camada funcional das multicamadas, isto é, que tem originalmente as propriedades de controlo solar da vidraça ou, pelo menos, a essência das referidas propriedades. Em particular, as multicamadas de acordo com a invenção não compreendem preferencialmente outras camadas com propriedades de baixa emissividade. Em particular, multicamadas de acordo com a invenção preferencialmente não compreendem camadas constituídas a partir de metais preciosos, como a prata ou o ouro.

De acordo com modos preferidos de realização da presente invenção, que podem, como evidente, conforme o caso, ser combinados entre si: a espessura da referida camada funcional está compreendida entre 5 e 35 nanómetros, preferencialmente entre 8 e 30 nanómetros, em particular entre 8 e 25 nanómetros, ou mesmo entre 10 e 20 nanómetros. - o cobre e o zinco representam, no total, pelo menos 80 de percentagem atómica, preferencialmente pelo menos 90 de percentagem atómica, ou mesmo pelo menos 95 de percentagem atómica dos elementos metálicos presentes na liga. a liga é constituída essencialmente, ou mesmo unicamente, por zinco e cobre (os outros elementos estando presentes apenas sob forma de impurezas inevitáveis). - as multicamadas são constituídas pela sucessão das camadas seguintes, a partir da superfície do substrato de vidro: - uma ou várias camadas inferiores de proteção da camada de liga contra a migração dos iões alcalinos provenientes do substrato de vidro, em particular de materiais dielétricos, como óxidos, nitretos ou oxinitretos nomeadamente de, pelo menos, um elemento escolhido entre o zinco, o estanho, o silício, o alumínio, o titânio, o zircónio, a ou as referidas camadas que apresentam uma espessura física, no total, compreendida entre 5 e 150 nm; - a referida camada de liga à base de zinco e de cobre; - uma ou várias camadas superiores de proteção da camada de liga contra o oxigénio do ar, nomeadamente durante um tratamento térmico como uma têmpera ou um recozimento, em particular de materiais dielétricos como óxidos, nitretos ou oxinitretos nomeadamente de, pelo menos, um elemento escolhido entre o zinco, o estanho, o silício, o alumínio, o titânio, o zircónio, a ou as referidas camadas sendo de espessura física, no total, compreendida entre 5 e 150 nm. - a ou as camadas de proteção inferiores e superiores são escolhidas entre o nitreto de silício eventualmente dopado por AI, Zr, B, o nitreto de alumínio A1N, o óxido de estanho, um óxido misto de zinco ou de estanho SnyZnzOx, o óxido de silício Si02, o óxido de titânio Ti02, os oxinitretos de silício SiOxNy. - as multicamadas compreendem a sucessão das camadas seguintes, a partir da superfície do substrato de vidro: - uma camada inferior de espessura compreendida entre 5 e 150 nm, preferencialmente entre 30 e 70 nm, de nitreto de silício eventualmente dopado por Al, Zr, B ou de nitreto de alumínio A1N; - a referida camada de liga à base de zinco e de cobre; - uma camada superior de espessura compreendida entre 5 e 150 nm, preferencialmente entre 30 e 70 nm, de nitreto de silício eventualmente dopado por Al, Zr, B ou de nitreto de alumínio A1N. as multicamadas compreendem, pelo menos, duas camadas de liga que compreende, constituída essencialmente ou constituída por zinco e cobre como previamente descrito, cada uma das referidas camadas sendo separada nas multicamadas da seguinte por, pelo menos, uma camada intermediária de um material dielétrico, em particular tal como escolhido na lista precedente. - A referida camada intermediária compreende, pelo menos, uma camada de um material escolhido entre o nitreto de silício eventualmente dopado por Al, Zr, B, o nitreto de alumínio A1N, o óxido de estanho, um óxido misto de zinco ou de estanho SnyZnzOx, o óxido de silício Si02, o óxido de titânio, os oxinitretos de silício SiOxNy. - As multicamadas compreendem a sucessão das camadas seguintes, a partir da superfície do substrato de vidro: - uma ou várias camadas inferiores de espessura total acumulada inferior a 150 nm, escolhida entre o nitreto de silício eventualmente dopado por AI, Zr, B, o nitreto de alumínio A1N, o óxido de estanho, um óxido misto de zinco ou de estanho SnyZn20x, o óxido de silício Si02, o óxido de titânio, os oxinitretos de silício SiOxNy; - uma primeira camada funcional à base da liga de zinco e de cobre, como previamente descrita, a espessura da referida camada funcional estando nomeadamente compreendida entre 5 e 25 nm, preferencialmente entre 5 e 15 nm; - uma camada intermediária de espessura compreendida entre 5 e 150 nm, preferencialmente entre 5 e 50 nm, mais particularmente entre 5 e 15 nm, compreendendo, pelo menos, uma camada de um material escolhido entre o nitreto de silício eventualmente dopado por Al, Zr, B, o nitreto de alumínio A1N, o óxido de estanho, um óxido misto de zinco ou de estanho SnyZnzOx, o óxido de silício Si02, o óxido de titânio, os oxinitretos de silício SiOxNy, preferencialmente nitreto de silício eventualmente dopado por Al, Zr, B; - uma segunda camada funcional à base da liga de zinco e de cobre, a espessura da referida camada funcional estando nomeadamente compreendida entre 5 e 25 nm, preferencialmente entre 5 e 15 nm; - uma ou várias camadas superiores de espessura total acumulada inferior a 150 nm, escolhida entre o nitreto de silício eventualmente dopado por Al, Zr, B, o nitreto de alumínio A1N, o óxido de estanho, um óxido misto de zinco ou de estanho SnyZnzOx, o óxido de silício Si02, o óxido de titânio, os oxinitretos de silício SiOxNy. - As multicamadas compreendem a sucessão das camadas seguintes, a partir da superfície do substrato de vidro: - uma camada inferior de espessura compreendida entre 5 e 150 nm, preferencialmente entre 30 e 70 nm, de nitreto de silício eventualmente dopado por Al, Zr, B ou de nitreto de alumínio A1N; uma primeira camada funcional constituída pela referida liga à base de zinco e de cobre, como previamente descrita, a espessura da referida camada funcional estando nomeadamente compreendida entre 5 e 25 nm, preferencialmente entre 5 e 15 nm; - uma camada intermediária de espessura compreendida entre 5 e 150 nm, preferencialmente entre 5 e 50 nm, mais particularmente entre 5 e 15 nm, compreendendo, pelo menos, uma camada de um material escolhido entre o nitreto de silício eventualmente dopado por Al, Zr, B, o nitreto de alumínio A1N, o óxido de estanho, um óxido misto de zinco ou de estanho SnyZn20x, o óxido de silício Si02, o óxido de titânio Ti02, os oxinitretos de silício SiOxNy, preferencialmente nitreto de silício eventualmente dopado por Al, Zr, B; - uma segunda camada funcional de liga que compreende, constituída essencialmente por ou constituída por zinco e cobre, a espessura da referida camada funcional estando nomeadamente compreendida entre 5 e 25 nm, preferencialmente entre 5 e 15 nm; - uma camada superior de espessura compreendida entre 5 e 150 nm, preferencialmente entre 30 e 70 nm, de nitreto de silício eventualmente dopado por Al, Zr, B ou o nitreto de alumínio A1N. - As multicamadas compreendem, também, pelo menos uma camada protetora suplementar da ou das camadas de liga, a referida camada suplementar sendo constituída por um material escolhido no grupo constituído por Ti, Mo, Al, Nb, Sn, Zn (ou de uma liga que compreende dois desses elementos, como Sn e Zn) , NiCr, TiN, NbN, as referidas camadas protetoras suplementares sendo dispostas em contacto e respetivamente acima e abaixo da ou das camadas funcionais, e tendo uma espessura física compreendida entre cerca de 1 nm e cerca de 3 nm. Tal camada protetora permite nomeadamente, de acordo com a invenção, limitar as variações da transmissão luminosa e da cor da vidraça, tanto em reflexão como em transmissão, quando essa é submetida, deve ser submetida, a um tratamento térmico como têmpera, encurvamento, etc.

Um processo de fabrico de uma vidraça antissolar compreende, por exemplo, as etapas seguintes: - fabrico de um substrato de vidro, - depósito sobre o substrato de vidro de multicamadas por uma técnica de pulverização catódica a vácuo assistida por magnetrão, a camada funcional antissolar sendo obtida por pulverização de um alvo constituído por uma liga de zinco e de cobre, a percentagem atómica de zinco na liga Zn/ (CuÉZn) estando compreendida entre 35% e 65%, especialmente entre 45 e 55%, numa atmosfera residual de um gãs neutro como o argõnio.

Pela expressão "constituída por", no sentido da presente descrição, entende-se que a liga da qual a camada funcional é feita compreende unicamente, ou de modo majoritário, os elementos cobre e zinco, os outros elementos estando presentes apenas numa concentração muito menor, que não influencia ou quase não influencia as propriedades procuradas do material. Pelo termo "impurezas inevitáveis" entende-se assim que a presença na liga de zinco e de cobre de certos elementos suplementares, em particular metálicos, não pode ser evitada em razão tipicamente da presença dessas impurezas nas fontes de cobre e de zinco inicialmente utilizadas ou devido ao modo de depósito da camada de zinco e de cobre. Geralmente, a proporção atómica de cada um dos elementos considerados como impureza na liga é inferior a 1%, preferencialmente é inferior a 0,5% e de modo muito preferencial é inferior a 0,1 de percentagem atómica.

Os exemplos a seguir são dados apenas a título ilustrativo e não limitam sob nenhum dos aspetos descritos o âmbito da presente invenção. Para comparação, todas as multicamadas dos exemplos que seguem são sintetizadas sobre o mesmo substrato de vidro Planilux . Todas as camadas das multicamadas foram depositadas de acordo com as técnicas clássicas bem conhecidas de depósitos a vácuo por pulverização de magnetrão.

Exemplo 1 (de acordo com a invenção):

Nesse exemplo de acordo com a invenção, deposita-se, de acordo com as técnicas de magnetrão clássicas, sobre um substrato de vidro do tipo Planiluxa comercializado pela empresa requerente, as multicamadas constituídas pela sequência de camadas seguintes:_

Vidro / Si3N4/ Cu45Zn55* / Si3N4 _-_(30 nm)_(10 nm)_(10 nm)_ *55 de percentagem atómica de Zn, 45 de percentagem atómica de cobre_ A camada metálica funcional de liga de zinco e de cobre é obtida pela técnica de pulverização de magnetrão a partir de dois alvos de zinco e de cobre dispostos num mesmo compartimento do dispositivo, cada alvo tendo uma alimentação específica permitindo regular de modo especifico e independente a potência aplicada sobre cada alvo. É assim possível ajustar a composição da camada depositada regulando a potência aplicada sobre cada alvo. De acordo com esse primeiro exemplo, a título de informação e para os aparelhos utilizados, a potência aplicada sobre o alvo de zinco é de cerca de 13 0 W e a potência aplicada sobre o alvo de cobre é de cerca de 100 W. As camadas superiores e inferiores de nitreto de silício foram obtidas no mesmo dispositivo magnetrão por pulverização de um alvo de silício compreendendo 8% em massa de alumínio nos compartimentos que precedem e sucedem o utilizado para o depósito da camada de liga. A pulverização do alvo de silício é efetuada numa atmosfera de azoto, para a obtenção da camada fina de nitreto. Nenhuma dificuldade foi observada quando do depósito das diferentes camadas pelas técnicas de pulverização assistida por campo magnético (magnetrão). A composição da camada de liga metálica obtida foi verificada por análise de microssonda de Castaing (também denominada ΕΡΜΑ ou electron probe microanalyser como na denominação em inglês) e espectrometria de massa de iões secundários (SIMS). 0 substrato dotado de suas multicamadas é então submetido depois a um tratamento térmico consistindo num aquecimento a 550 °C durante 3 minutos.

Exemplo 2 (de acordo com a invenção):

Esse exemplo é produzido da mesma forma que o exemplo 1, apenas as potências são variadas. A potência aplicada sobre o alvo de zinco é de 110 W e a potência aplicada sobre o alvo de cobre é de 120 W. As multicamadas são obtidas cuja camada funcional é, dessa vez, constituída por uma liga de zinco e de cobre em proporções molares respetivas 45/55. Obtêm-se ao final multicamadas constituídas pela sequência de camadas seguintes:_

Vidro / Si3N4/ Cu55Zn45 / SÍ3N4 _(30 nm)_(10 nm)_(10 nm)_ *55 de percentagem atómica de cobre, 45 de percentagem atómica de zinco_ 0 substrato dotado de suas multicamadas é depois submetido ao mesmo tratamento térmico como o exemplo 1. Exemplo 3 (comparativo):

Esse exemplo foi realizado de modo idêntico ao exemplo 1, mas as potências foram variadas. A potência aplicada sobre o alvo de zinco é de 80 W e a potência aplicada sobre o alvo de cobre é de 145 W. Multicamadas são obtidas cuja camada funcional é dessa vez constituída por uma liga de zinco e de cobre em proporções molares respetivas 30/70.

Mais precisamente, deposita-se, de acordo com as técnicas de magnetrão clássicas, sobre o mesmo substrato de . © vidro do tipo Planilux , as multicamadas constituídas pela sequência de camadas seguintes:_

Vidro /_Si3N4 /_Cu7oZn3o* /_Si3N4_ _(30 nm)_(10 nm)_(10 nm)_ *70 de percentagem atómica de cobre, 30 de percentagem atómica de zinco_ 0 substrato dotado de suas multicamadas é submetido depois ao mesmo tratamento térmico que o exemplo 1.

Exemplo 4 (comparativo):

Esse exemplo foi realizado de modo idêntico ao exemplo 1, mas as potências foram variadas. A potência aplicada sobre o alvo de zinco é de 170 W e a potência aplicada sobre o alvo de cobre é de 55 W. Multicamadas são obtidas cuja camada funcional é dessa vez constituída por uma liga de zinco e de cobre em proporções molares respetivas 70/30.

Mais precisamente, deposita-se, de acordo com as técnicas de magnetrão clássicas, sobre o mesmo substrato de vidro do tipo Planilux0, as multicamadas constituídas pela sequência de camadas seguintes:_

Vidro / SÍ3N4 / Cu30Zn70* / Si3N4 _(30 nm)_(10 nm)_(10 nm)_ *30 de percentagem atómica de cobre, 70 de percentagem atómica de zinco_ O substrato dotado de suas multicamadas é depois submetido ao mesmo tratamento térmico que o exemplo 1. Exemplo 5 (comparativo):

Esse exemplo foi realizado de modo idêntico ao exemplo 1 e obtêm-se multicamadas substancialmente idênticas através da técnica de pulverização de magnetrão, com exceção do alvo utilizado para o depósito da camada funcional, que é, dessa vez, constituída apenas de cobre.

Mais precisamente, deposita-se, de acordo com as técnicas de magnetrão clássicas, sobre o mesmo substrato de , , <S) vidro do tipo Planilux , multicamadas constituídas pela sequência de camadas seguintes:

Vidro / Si3N4 / Cu / SÍ3N4 (30 nm) (10 nm) (10 nm) 0 substrato dotado de suas multicamadas é depois submetido ao mesmo tratamento térmico que o exemplo 1.

Sobre as vidraças obtidas de acordo com os exemplos 1 a 5, mede-se o fator de transmissão luminosa TL, bem como a resistência por quadrado das multicamadas, antes e depois do tratamento térmico, pelo método clássico de quatro pontas. De modo clássico, a medição de R por quadrado é considerada como uma primeira indicação das emissividades esperadas relativas às diferentes multicamadas.

Os valores das medições efetuadas nas amostras de acordo com os exemplos 1 e 2 de acordo com a invenção e de acordo com os exemplos comparativos 3 a 5 são agrupados na tabela 1 abaixo: _ Tabela 1___

Para verificar a resistência química das camadas funcionais depositadas segundo os exemplos precedentes e após o tratamento térmico, cada amostra descrita previamente foi submetida a um teste de resistência hidrolítica (simulação de clima) de acordo com o protocolo seguinte:

Numa câmara fechada, a vidraça dotada de suas multicamadas é submetida a condições severas de humidade e de temperatura (95% de humidade relativa a 50 °C) durante um tempo total de 28 dias, de modo a provocar o envelhecimento acelerado.

Os resultados são dados na tabela 2 seguinte:

Tabela 2

A comparação dos dados mostrados nas tabelas 1 e 2 demonstra as vantagens e a superioridade ligadas à utilização de uma camada funcional de acordo com a invenção.

Em particular:

Por comparação dos dados mostrados na tabela 1, as vidraças compreendendo uma camada funcional de acordo com a invenção apresentam valores da transmissão luminosa próximos dos das camadas de cobre, nomeadamente após recozimento. A camada contendo maioritariamente zinco apresenta, ao contrário, uma transmissão luminosa relativamente baixa e insuficiente para a aplicação.

As medições de condutividade eletrónica e nomeadamente de R por quadrado são relativamente similares e baixas, exceto para a amostra de acordo com o exemplo 4. A amostra de acordo com o exemplo 1 apresenta, pelo contrário, uma resistência por quadrado particularmente baixa, que se aproxima daquela da amostra de referência de acordo com o exemplo 5, incorporando uma camada funcional de cobre puro.

Os resultados dos testes mostrados na tabela 2 indicam claramente que a amostra de acordo com o exemplo 5 de referência é imediatamente degradada quando submetida a um teste de resistência climática. As amostras dos exemplos 3 e 4 apresentam resistência um pouco melhorada, mas muito claramente insatisfatória. Apenas as amostras referentes aos exemplos 1 e 2, de acordo com a presente invenção, apresentam uma boa resistência hidrolítica e, mais particularmente, a amostra do exemplo 1, que demonstra apenas variações muito baixas de suas propriedades de condução eletrónica, mesmo após o trigésimo dia de teste. Exemplo 6 (de acordo com a invenção):

Pelo mesmo processo de magnetrão, a seguinte multicamada é sintetizada num vidro Planilux°: ''vidro'''/ Sí^nTT Ti / Zn^qCusi* Ti ”7 Si3ÍSh / _(40 nm) (1 nm) (27 nm) (1 nm) (52 nm) *55 de percentagem atómica de Zn, 4 5 de percentagem atómica de cobre_ A camada metálica funcional de liga de zinco e cobre é obtida pela técnica de pulverização de magnetrão a partir de um alvo constituído por uma liga que compreende cerca de 55 de percentagem atómica de zinco e de cerca de 4 5 de percentagem atómica de cobre. As camadas superiores e inferiores de nitreto de silício foram obtidas no mesmo dispositivo magnetrão por pulverização de um alvo de silício compreendendo 8% em massa de alumínio em compartimentos que precedem e sucedem o utilizado para o depósito da liga. A pulverização do alvo de silício é feita numa atmosfera de azoto, para a obtenção da camada fina de nitreto. A camada de titânio é obtida pela técnica de pulverização de magnetrão, a partir de um alvo de titânio metálico. A análise com microssonda de Castaing e SIMS da camada finalmente obtida indica que sua composição corresponde à estequiometria molar Zn49Cu5i, um pouco diferente do alvo inicial. 0 substrato dotado de multicamadas é submetido ao tratamento térmico consistindo num tratamento térmico a 620 °C durante 8 minutos depois de sair do forno. Esse tratamento é representativo das condições às quais a vidraça é submetida industrialmente caso precise ser temperada.

As características térmicas e luminosas foram medidas depois conforme a norma EN410 mencionada previamente.

Os dados medidos para a amostra de acordo com o exemplo 6 são agrupados na tabela 3 seguinte:

Tabela 3

Mede-se uma seletividade muito elevada, da ordem de 1,72 para uma vidraça dotada de multicamadas de acordo com a invenção. A título de comparação, para multicamadas clássicas compreendendo uma camada de prata de 18 nanómetros na sucessão de camadas seguintes:

Planilux /Si3N4 (45 nm) /NiCr (2) /Ag (18) ,/NiCr (1) /SÍ3N4 (30) /TiOx (9), os parâmetros seguintes foram medidos: TL = 51 e g = 33, isto é, uma seletividade s = 1,54.

DOCUMENTOS REFERIDOS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de documentos referidos pelo autor do presente pedido de patente foi elaborada apenas para informação do leitor. Não é parte integrante do documento de patente europeia. Não obstante o cuidado na sua elaboração, ο IEP não assume qualquer responsabilidade por eventuais erros ou omissões.

Documentos de patente referidos na descrição • WQ 0121540 A [0009] • US 4943484 A [0013]

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Vidraça com propriedade de controlo solar, que compreende, pelo menos, um substrato preferencialmente de vidro sobre o qual multicamadas são depositadas, as referidas multicamadas compreendendo uma camada constituída de uma liga metálica compreendendo zinco e cobre, liga na qual a relação atómica Zn/(CuÉZn) é superior a 35% e inferior a 65% e em que o cobre e o zinco representam, no total, pelo menos 80% atómico dos elementos metálicos presentes na liga.
2. Vidraça com propriedade de controlo solar, de acordo com a reivindicação 1, que compreende uma camada constituída de uma liga compreendendo zinco e cobre em que a relação atómica Zn/(CuÉZn) é superior a 45% e inferior a 60% .
3. Vidraça com propriedade de controlo solar, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a espessura da referida camada de liga está compreendida entre 5 e 35 nanómetros, preferencialmente entre 8 e 25 nanómetros.
4. Vidraça com propriedade de controlo solar, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o cobre e o zinco representam, no total, pelo menos 90% atómico dos elementos metálicos presentes na liga.
5. Vidraça com propriedade de controlo solar, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a liga compreende apenas zinco, cobre e impurezas inevitáveis.
6. Vidraça com propriedade de controlo solar, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que as referidas multicamadas não compreendem camadas constituídas a partir de metais preciosos como a prata ou o ouro.
7. Vidraça antissolar, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que as multicamadas são constituídas pela sucessão das seguintes camadas, a partir da superfície do substrato de vidro: - uma ou várias camadas inferiores de proteção da camada funcional contra a migração dos iões alcalinos provenientes do substrato de vidro, de espessura geométrica, no total, compreendida entre 5 e 150 nm, - a referida camada de liga, - uma ou várias camadas superiores de proteção da camada funcional contra o oxigénio do ar, especialmente durante um tratamento térmico como uma têmpera ou um recozimento, a ou as referidas camadas sendo de espessura geométrica, no total, compreendida entre 5 e 150 nm.
8. Vidraça com propriedade de controlo solar, de acordo com a reivindicação anterior, em que a ou as camadas de proteção inferiores e superiores são escolhidas entre o nitreto de silício eventualmente dopado por AI, Zr, B, o nitreto de alumínio A1N, o óxido de estanho, um óxido misto de zinco ou de estanho, o óxido de silício, o óxido de titãnio, os oxinitretos de silício.
9. Vidraça com propriedade de controlo solar, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que as multicamadas compreendem a sucessão das seguintes camadas, a partir da superfície do substrato de vidro: - uma camada inferior de espessura compreendida entre 5 e 150 nm, preferencialmente entre 30 e 70 nm, de nitreto de silício eventualmente dopado por Al, Zr, B ou de nitreto de alumínio A1N; - a referida camada de liga; - uma camada superior de espessura compreendida entre 5 e 150 nm, preferencialmente compreendida entre 30 e 70 nm, de nitreto de silício eventualmente dopado por Al, Zr, B ou de nitreto de alumínio A1N.
10. Vidraça com propriedade de controlo solar, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que as multicamadas compreendem, pelo menos, duas camadas funcionais constituídas pela referida liga, cada uma das referidas camadas sendo separada nas multicamadas da seguinte por, pelo menos, uma camada intermediária de um material dielétrico.
11. Vidraça antissolar, de acordo com a reivindicação anterior, em que a referida camada intermediária compreende, pelo menos, uma camada de um material escolhido entre o nitreto de silício eventualmente dopado por Al, Zr, B, o nitreto de alumínio, o óxido de estanho, um óxido misto de zinco ou de estanho, o óxido de silício, o óxido de titânio, um oxinitreto de silício.
12. Vidraça antissolar, de acordo com uma das reivindicações anteriores, em que as multicamadas compreendem a sucessão das seguintes camadas, a partir da superfície do substrato de vidro: - uma camada inferior de espessura compreendida entre 5 e 150 nm, preferencialmente entre 30 e 70 nm, de nitreto de silício eventualmente dopado por Al, Zr, B ou de nitreto de alumínio A1N; - uma primeira camada funcional constituída pela referida liga; - uma camada intermediária de espessura compreendida entre 5 e 150 nm, compreendendo, pelo menos, uma camada de um material escolhido entre o nitreto de silício eventualmente dopado por Al, Zr, B, o nitreto de alumínio A1N, o óxido de estanho, um óxido misto de zinco ou de estanho SnyZnzOx, o óxido de silício Si02, o óxido de titânio Ti02, os oxinitretos de silício SiOxNy, preferencialmente nitreto de silício eventualmente dopado; - uma segunda camada funcional constituída pela referida liga; - uma camada superior de espessura compreendida entre 5 e 150 nm, preferencialmente entre 30 e 70 nm, de nitreto de silício eventualmente dopado por Al, Zr, B ou o nitreto de alumínio A1N.
13. Vidraça antissolar, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que as multicamadas compreendem ainda, pelo menos, uma camada protetora suplementar da ou das camadas de liga, a referida camada suplementar sendo constituída de um material escolhido no grupo constituído por Ti, Mo, Al, Nb, Sn, Zn e suas ligas, NiCr, TiN, NbN, a ou as referidas camadas protetoras suplementares sendo dispostas em contacto e respetivamente acima e/ou abaixo da ou das camadas funcionais, e tendo uma espessura geométrica compreendida entre cerca de 1 nm e cerca de 5 nm.