Procedimiento de obtención de un material que comprende un sustrato dotado de un revestimiento.

Procedimiento de obtención de un material que comprende un sustrato dotado, sobre al menos una de sus caras

, de un revestimiento permanente que comprende al menos una capa delgada, comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes:

- se deposita sobre al menos una de las caras de dicho sustrato el revestimiento permanente mencionado, después

- se deposita directamente encima de dicho revestimiento permanente un revestimiento temporal que comprende, como capa más cercana al sustrato, al menos una capa delgada soluble en un disolvente a la que se superpone al menos una capa funcional, después

- se somete el sustrato así revestido a un tratamiento térmico, eligiéndose dicho tratamiento térmico entre los tratamientos de temple, recocido, recocido rápido, para mejorar la cristalización de al menos una capa delgada del revestimiento permanente, después

- se trata mediante dicho disolvente el susodicho sustrato revestido, para retirar de la superficie de dicho sustrato el mencionado revestimiento temporal.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2011/051733.

Solicitante: SAINT-GOBAIN GLASS FRANCE.

Inventor/es: KHARCHENKO,ANDRIY.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA > COMPOSICION QUIMICA DE LOS VIDRIOS, VIDRIADOS O ESMALTES... > C03C17/00 (Tratamiento de la superficie del vidrio, p. ej., de vidrio desvitrificado, que no sea en forma de fibras o filamentos, por recubrimiento)

PDF original: ES-2523931_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de obtención de un material que comprende un sustrato dotado de un revestimiento

La invención se refiere al ámbito de los materiales que comprenden un sustrato, en particular de vidrio, dotado en al menos una de sus caras de un revestimiento permanente que comprende al menos una capa delgada.

Frecuentemente, tales materiales deben someterse a tratamientos térmicos destinados a mejorar las propiedades del sustrato y/o del revestimiento permanente. Por ejemplo puede ser, en el caso de sustratos de vidrio, tratamiento de temple térmico para reforzar mecánicamente el sustrato creando fuertes tensiones de compresión en su superficie. Tales tratamientos pueden mejorar también ciertas propiedades del revestimiento permanente, en particular mejorando las características de cristalización de capas delgadas comprendidas en el revestimiento. Por ejemplo, un revestimiento permanente que comprende una capa de plata, que posee propiedades de baja emisividad y conductividad eléctrica, ve mejorar sus propiedades cuando su estructura cristalina es de mejor calidad: granos de mayor tamaño, disminución de las juntas de granos, etc. Lo mismo ocurre con los óxidos transparentes electroconductores, frecuentemente denominados "TCO" según su acrónimo inglés, por ejemplo óxido de indio y de estaño (ITO) u óxidos de cinc dopados con galio o aluminio. El dióxido de titanio ve por su parte mejoradas sus propiedades fotocatalíticas por tratamientos térmicos que permiten aumentar su grado de cristalinidad en forma de anatasa.

Se conoce el someter sustratos dotados de tales revestimientos a tratamientos de temple térmico o de recocido, en hornos de temple o de recocido, o incluso a tratamientos de recocido rápido, por ejemplo por medio de una llama, de una antorcha de plasma o de una radiación láser, tal como se describe en la solicitud WO 28/9689.

Sin embargo, ciertas caras del revestimiento permanente se pueden deteriorar durante el tratamiento térmico si no están protegidas de manera adecuada. Por ejemplo, una capa de TCO sometida a un temple térmico debe estar protegida temporalmente de la oxidación, opcionalmente mediante una capa protectora de nitruro de silicio. Esta capa protectora se debe eliminar a continuación, generalmente por un tratamiento largo y costoso de grabado. El tratamiento de recocido rápido de algunas capas se puede mejorar por la presencia de capas que absorben la radiación infrarroja, en particular en el caso de tratamiento mediante una llama o de una radiación láser. Por tanto puede ser útil colocar encima del revestimiento permanente un revestimiento temporal que comprende tal capa absorbente. Si no se elimina durante el recocido, el revestimiento temporal se debe eliminar después del tratamiento, por ejemplo por procedimientos de grabado.

La solicitud US22/176988 describe el depósito de capas temporales solubles en agua destinadas a proteger capas funcionales depositadas sobre sustratos.

La invención tiene por objetivo obviar estos inconvenientes proponiendo un procedimiento más simple y menos costoso.

Con este fin, la invención tiene por objetivo un procedimiento de obtención de un material que comprende un sustrato dotado, sobre al menos una de sus caras, de un revestimiento permanente que comprende al menos una capa delgada, comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes:

se deposita sobre al menos una de las caras de dicho sustrato el revestimiento permanente mencionado, después

se deposita directamente encima de dicho revestimiento permanente un revestimiento temporal que comprende, como capa más cercana al sustrato, al menos una capa delgada soluble en un disolvente sobre la que se superpone al menos una capa funcional, después

se somete el sustrato así revestido a un tratamiento térmico, eligiéndose dicho tratamiento térmico entre los tratamientos de temple, recocido, recocido rápido, para mejorar la cristalización de al menos una capa delgada del revestimiento permanente, después

se trata mediante dicho disolvente el susodicho sustrato revestido, para retirar de la superficie de dicho sustrato el mencionado revestimiento temporal.

La presencia, directamente encima del revestimiento permanente, de una capa soluble en un disolvente, permite al final del tratamiento térmico o durante una etapa ulterior eliminar la totalidad del revestimiento temporal gracias a un simple lavado mediante dicho disolvente. La etapa de retirada del revestimiento temporal se puede llevar a cabo convenientemente después de las etapas de transporte, recorte y manipulación del sustrato, pudiendo entonces el revestimiento temporal proteger la superficie del sustrato contra los rayados.

El sustrato es preferiblemente una hoja de vidrio o de vitrocerámica. También se puede tratar de una hoja de un material polimérico como por ejemplo poli(carbonato), poli(metacrilato de metilo) o también poli(tereftalato de etileno) (PET). El sustrato es preferiblemente transparente, incoloro (se trata entonces de un vidrio claro o extra-claro) o coloreado, por ejemplo en azul, gris o bronceado. El vidrio es preferiblemente de tipo silico-sodo-cálcico, pero

también puede ser vidrio de tipo borosilicato o alumino-borosilicato. El sustrato posee convenientemente al menos una dimensión superior o igual a 1 m, incluso 2 m y hasta 3 m. El espesor del sustrato varia generalmente entre ,5 mm y 19 mm, preferiblemente entre ,7 y 9 mm, en particular entre 2 y 8 mm, incluso entre 4 y 6 mm. El sustrato puede ser plano o abombado, incluso flexible.

El sustrato de vidrio es preferiblemente de tipo flotado, es decir, susceptible de haberse obtenido por un procedimiento que consiste en verter el vidrio fundido sobre un baño de estaño en fusión (baño "float"). En ese caso, la capa a tratar se puede depositar tanto sobre la cara "estaño" como sobre la cara "atmósfera" del sustrato. Se entiende por caras "atmósfera" y "estaño" las caras del sustrato que han estado respectivamente en contacto con la atmósfera imperante en el baño de flotación y en contacto con el estaño fundido. La cara estaño contiene una pequeña cantidad superficial de estaño que se ha difundido en la estructura del vidrio. La hoja de vidrio se puede obtener también por laminación entre dos rodillos, técnica que permite en particular imprimir motivos en la superficie del vidrio.

Especialmente para las aplicaciones en el ámbito de la fotovoltaica, cuando el revestimiento permanente comprende una capa de un óxido transparente electroconductor (TCO), es preferible que el sustrato sea de vidrio extra-claro o ultra-claro, es decir, cuya transmisión luminosa o energética es superior o igual a 9%, en particular 9,5%, incluso 91% o hasta 91,5%. La transmisión luminosa, frecuentemente abreviada "TL", se calcula según la norma ISO 95:23 y se refiere a un espesor de vidrio de 3,2 mm. La transmisión energética, abreviada "TE", se calcula también según la norma ISO 95:23 y se refiere a un espesor de vidrio de 3,2 mm. Tales vidrios se obtienen generalmente utilizando materias primas empobrecidas en hierro, de manera que el contenido de óxido de hierro en el vidrio final sea a lo sumo ,2%, en particular ,1%. Para optimizar aún más esta transmisión, es preferible que el redox del vidrio (es decir, la relación entre el contenido en peso de hierro ferroso expresado como FeO y el contenido en peso de hierro total expresado como Fe23) sea inferior o igual a 2%, preferiblemente 1% e incluso cero. Tales redox o transmisiones se pueden obtener en particular oxidando el hierro mediante óxido de antimonio o de cerio, o añadiendo al vidrio óxido de wolframio en un contenido en peso comprendido entre ,1 y 2% y/u óxido de potasio en un contenido en peso comprendido entre 1,5 y 1%, como se enseña en las solicitudes... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de obtención de un material que comprende un sustrato dotado, sobre al menos una de sus caras, de un revestimiento permanente que comprende al menos una capa delgada, comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes:

- se deposita sobre al menos una de las caras de dicho sustrato el revestimiento permanente mencionado, después

- se deposita directamente encima de dicho revestimiento permanente un revestimiento temporal que comprende, como capa más cercana al sustrato, al menos una capa delgada soluble en un disolvente a la que se superpone al menos una capa funcional, después

- se somete el sustrato así revestido a un tratamiento térmico, eligiéndose dicho tratamiento térmico entre los tratamientos de temple, recocido, recocido rápido, para mejorar la cristalización de al menos una capa delgada del revestimiento permanente, después

- se trata mediante dicho disolvente el susodicho sustrato revestido, para retirar de la superficie de dicho sustrato el mencionado revestimiento temporal.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, tal que el sustrato es una hoja de vidrio o de vitrocerámica.

3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, tal que el revestimiento permanente comprende al menos una capa delgada a base de un material elegido entre óxidos transparentes electroconductores, plata y dióxido de titanio.

4. Procedimiento según la reivindicación precedente, tal que la al menos una capa delgada a base de un óxido transparente conductor se elige entre las capas delgadas a base de óxidos mixtos de estaño y de Indio, a base de óxidos mixtos de Indio y de cinc, a base de óxido de cinc dopado con galio o con aluminio, a base de óxido de titanio dopado con niobio, a base de estannato de cadmio o de cinc, a base de óxido de estaño dopado con flúor y/o con

antimonio.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, tal que el disolvente es a base de agua.

6. Procedimiento según la reivindicación precedente, tal que la capa delgada soluble en agua es a base de un material elegido entre haluros metálicos y sulfatos metálicos.

7. Procedimiento según la reivindicación precedente, tal que los haluros metálicos se eligen entre NaCI, SnF2.

8. Procedimiento según la reivindicación 6, tal que el sulfato metálico es AhjSCUjs.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, tal que al menos una capa funcional es una capa de protección contra la oxidación, o una capa que absorbe una radiación, en particular la Infrarroja.

1. Procedimiento según la reivindicación precedente, tal que al menos una capa funcional es una capa de nitruro, en particular de nitruro de silicio.

11. Procedimiento según la reivindicación 9, tal que la capa que absorbe la radiación infrarroja se elige entre metales como titanio, el carbono, en particular en sus formas amorfas o de grafito, nitruros metálicos como nitruro de niobio.

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, tal que el revestimiento temporal comprende, entre la capa soluble y la capa funcional, una capa destinada a proteger la capa soluble contra la humedad.

13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, tal que el tratamiento térmico de recocido rápido se lleva a cabo mediante una radiación láser, en particular infrarroja, siendo la capa funcional una capa que absorbe la radiación del láser.

14. Procedimiento según la reivindicación precedente, tal que la longitud de onda de la radiación está comprendida entre 53 y 12 nm.

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, tal que el revestimiento permanente y/o el revestimiento temporal se obtienen por pulverización catódica, en particular asistida por un campo magnético.