REVESTIMIENTO DE CONTROL SOLAR DE BAJA EMISIVIDAD EXENTO DE PLATA.

Un revestimiento de control solar de baja emisividad para ser depositado sobre un sustrato dieléctrico,

comprendiendo el revestimiento: una primera capa dieléctrica depositada sobre el sustrato dieléctrico; una primera capa altamente conductora, de óxido metálico exento de plata, depositada sobre la primera capa dieléctrica y dotada de una conductividad eléctrica superior a 10.000 ohmio -1 cm -1 ; una segunda capa dieléctrica depositada sobre la capa altamente conductora de óxido metálico exento de plata; y en el que cada capa dieléctrica está formada de un óxido metálico escogido del grupo constituido de óxidos de estaño, titanio, cinc, bismuto y aleaciones de los mismos, o de un nitruro de silicio

Revestimiento de control solar de baja emisividad exento de plata.

Antecedentes de la invención

Convencionalmente, las películas de control solar de baja emisividad fabricadas mediante diversos procesos de deposición, por ejemplo por pulverización, han consistido en una o más capas de un metal conductor, como la plata, intercaladas entre capas de materiales dieléctricos. Los materiales dieléctricos aíslan la(s) capa(s) de metales conductores y evitan, o al menos minimizan, la oxidación indeseable del metal conductor. Aunque se ha hallado que tales apilamientos de películas, en diversas configuraciones, proporcionan revestimientos que muestran buenas propiedades de emisividad baja y de control solar, también se sabe que tienen una resistencia química y mecánica deficiente, aumentando así el riesgo de daños al revestimiento por la exposición a la humedad atmosférica o a arañazos por las actividades normales de manipulación.

Otros han intentado la mejora de la resistencia física y química de las películas que contienen plata. Estos efectos incluyen variar la composición de las capas dieléctricas, dividir las capas dieléctricas individuales en subcapas de diferentes materiales dieléctricos, alear la plata con otros metales y diversos procedimientos para modificar lo que se denomina capas "sacrificiales" entre la plata y las capas dieléctricas.

Así, las personas versadas en la técnica del diseño de películas delgadas y de la fabricación de productos revestidos han seguido buscando una estructura de película que tenga buenas propiedades de emisividad y de control solar, pero que sea superior en resistencia tanto química como mecánica.

Resumen de la invención

La presente invención comprende un revestimiento de baja emisividad de control solar depositado sobre un sustrato dieléctrico, comprendiendo el revestimiento una primera capa dieléctrica de óxido metálico depositada sobre el sustrato dieléctrico; una primera capa altamente conductora, de óxido metálico exento de plata, depositada sobre la primera capa dieléctrica, teniendo el óxido metálico altamente conductor una conductividad eléctrica superior a 10.000 ohmio^-1 cm^-1; y una segunda capa dieléctrica de óxido metálico depositada sobre la primera capa altamente conductora de óxido metálico exento de plata.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

La presente invención utiliza el concepto bien conocido de filtros de transmisión inducida para formar una estructura de revestimiento de película delgada que comprende una o dos capas de óxido metálico altamente conductor de la electricidad en vez de capas metálicas conductoras. La presente estructura comprende además una capa de óxido metálico dieléctrico en cualquiera de los dos lados de una capa de óxido metálico altamente conductora. Esta secuencia de capas puede repetirse según se necesite para lograr las propiedades de emisividad y de control solar desea- das.

La elección de los óxidos metálicos altamente conductores y de los óxidos metálicos dieléctricos, así como del grosor de las capas en las que los óxidos son depositados, es importante para lograr la combinación buscada de emisividad baja, transmisión visible elevada, reflexión/absorción elevada de IR, resistencia mecánica, estabilidad química y, en particular, buen control solar.

En este sentido, los óxidos metálicos dieléctricos útiles para la presente invención incluyen óxidos de estaño, de titanio, cinc, bismuto y aleaciones de tales óxidos. Los nitruros de silicio también pueden ser útiles para la presente invención. El grosor de capa de tales óxidos metálicos dieléctricos adecuados para la invención está en el intervalo de 200 a 400 Å, preferentemente 250-350 Å.

Los óxidos metálicos altamente conductores útiles para la presente invención incluyen óxidos simples, como los óxidos de renio, rutenio, iridio, cromo y molibdeno, los óxidos mixtos de tipo perovskita, incluidos CaRuO₃, SrRuO₃, SrVPO₃, SrCrO₃, SrFeO₃, SrTiO₃, SrMoO₃, CaVO₃, LaTiO₃, Sr₂VMoO₆; óxidos mixtos de tipo espinela, tal como el NiCo₂O₄; bronces de óxidos de tungsteno fuertemente dopadas, tal como Na_xWO₃ (donde x+>0,40). El grosor de capa de los óxidos metálicos altamente conductores adecuados para la invención es de menos de 1000 Å, preferentemente menos de 500 Å.

La Tabla 1 muestra algunos valores ejemplares de la resistividad eléctrica y de la conductividad eléctrica para metales altamente conductores usados comúnmente, es decir, la Ag y el Cu, al igual de que óxidos metálicos altamente conductores para su uso en conexión con la presente invención, es decir, ReO₃. Na_0,8WO₃ y RuO₂. Aunque las conductividades de los óxidos metálicos ejemplares altamente conductores son sustancialmente inferiores a las conductividades de la Ag y el Cu, se ha hallado que los óxidos metálicos mostrados en la Tabla 1 se comportan de forma satisfactoria desde un punto de vista de conductividad eléctrica y que presentan las otras propiedades deseadas expuestas en el presente documento que hacen que tales óxidos sean superior a la Ag y al Cu para las aplicaciones de la presente invención.

Más específicamente, son adecuados para la presente invención los óxidos metálicos altamente conductores dotados de una conductividad >10,000 ohmio^-1 cm^-1, y preferentemente una conductividad >50,000 ohmio^-1 cm^-1.

Las conductividades de los óxidos metálicos altamente conductores son claramente superiores a la de los óxidos metálicos dopados convencionales, como el óxido de estaño dopado con flúor y el óxido de indio dopado con estaño, como puede verse en la Tabla 1.

Las películas formadas conforme a la presente invención tendrán generalmente una estequiometría correspondiente al óxido estequiométrico del metal correspondiente, por ejemplo SnO₂, TiO₂, etc.; sin embargo, también pueden producirse, y pueden ser útiles, películas que sean ligeramente deficientes en oxígeno.

Se ha hallado que las estructuras de película que utilizan una combinación de los óxidos metálicos dieléctricos y altamente conductores anteriormente descritos en una secuencia de tres capas exhiben una emisividad de < 0,3, preferentemente < 0,1, una transmitancia lumínica > 70%, y una transmitancia de la energía solar total de < 60%. Preferentemente, la estructura de película delgada tendrá una transmitancia de la energía solar total < 45%.

La resistencia química de las estructuras de película delgada anteriormente descritas está mejorada significativamente con respecto a las estructuras convencionales, dado que los inventores, sin desear estar atados por ninguna teoría, creen que el óxido metálico altamente conductor que reemplaza la plata reduce significativamente la reacción de la película con la humedad del ambiente, con los contaminantes atmosféricos y similares. Los inventores creen que la sustitución de la plata por un óxido metálico menos reactivo mejora la estabilidad química del apilamiento de películas.

De modo similar, los inventores creen que la resistencia mecánica de la estructura de películas delgadas mejorará con la sustitución de la capa de plata, dúctil y maleable, con una capa de óxido metálico, rígido y firme.

La película o el revestimiento delgado de la presente invención pueden ser depositados sobre cualquier material de sustrato dieléctrico adecuado. Se ha hallado que es adecuado un vidrio transparente, fabricado mediante el procedimiento de vidrio flotante, particularmente un vidrio de sosa-cal-sílice. También pueden ser adecuados algunos vidrios tintados.

Las películas de la presente invención pueden ser depositadas sobre los sustratos anteriormente mencionados mediante cualquier procedimiento adecuado, incluidos diversos tipos de pulverización o técnicas de DVQ. En particular, se considera adecuado un proceso de deposición en cadena que se da durante el procedimiento de fabricación de vidrio flotante. Un proceso de deposición en cadena particularmente preferido para la presente invención es la deposición de vapor químico a presión atmosférica.

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1. Un revestimiento de control solar de baja emisividad para ser depositado sobre un sustrato dieléctrico, comprendiendo el revestimiento: