Acristalamiento antisolar que presenta un coeficiente de transmisión luminosa mejorado.

Sustrato vítreo transparente, que comprende al menos una hoja de vidrio dotado de un apilamiento de capasdelgadas que actúan sobre la radiación solar,

que presenta una transmisión luminosa superior o igual a 10% y unaemisividad inferior o igual a 50% tras un tratamiento térmico tal como una flexión o un temple, caracterizado porque dicho apilamiento comprende:

- una capa funcional de niobio Nb, de espesor comprendido entre 5 nm y 35 nm,

- al menos una capa de otro material, elegido en el grupo constituido por Ti, Mo, B, Al o una aleación quecomprende al menos uno de estos elementos, dispuesta con respecto al sustrato vítreo por encima de lacapa funcional, presentando dicha capa un espesor comprendido entre 1 nm y 5 nm.

Acristalamiento antisolar que presenta un coeficiente de transmisión luminosa mejorado

La invención se refiere a acristalamientos dotados de apilamientos de capas delgadas de las que al menos una es funcional, es decir, que actúa sobre la radiación solar. La presente invención se refiere más particularmente a acristalamientos de capa (s) , en particular los destinados al aislamiento térmico y/o protección solar.

Se entiende por capa “funcional”, en el sentido de la presente solicitud, la o las capas de apilamiento que proporcionan al apilamiento lo esencial de sus propiedades térmicas, a diferencia de las otras capas generalmente de material dieléctrico y que tienen por función una protección química o mecánica de dichas capas funcionales, o incluso otra función, por ejemplo óptica, de adhesión, etc.

Los acristalamientos antisolares de acuerdo con la invención están adaptados más en particular para equipar edificios: limitando, gracias a las capas delgadas, la cantidad de energía transmitida por la radiación solar, permiten evitar un calentamiento excesivo en el interior de los locales en verano y contribuyen así a limitar el consumo de energía necesaria para su climatización.

La invención se refiere también a este tipo de acristalamiento una vez revestido por dichas capas delgadas, para la obtención de un panel de paramento de fachada, llamado de manera más clásica muro cortina, y que permite en asociación con acristalamientos para la visión ofrecer superficies exteriores de edificios totalmente acristaladas.

Los acristalamientos de capas funcionales antisolares están sometidos a un cierto número de requisitos: en primer lugar, las capas usadas deben ser suficientemente filtrantes respecto a la radiación solar y en particular respecto a la parte de radiación solar no visible y situada entre aproximadamente 780 nm y 2500 nm, habitualmente llamada infrarrojo solar (IR solar) . Además, esas prestaciones térmicas deben preservar el aspecto óptico, la estética del acristalamiento: es particularmente deseable poder modular el nivel de transmisión luminosa (TL) del sustrato.

De acuerdo con otro aspecto importante, las capas funcionales deben ser también suficientemente duraderas y en particular resistentes a tensiones físicas, tales como ralladuras, y a tensiones químicas; deben ser particularmente resistentes a la humedad. Esto es especialmente importante si, en el acristalamiento una vez montado, están sobre una de las caras exteriores del acristalamiento (a diferencia de las caras “interiores”, orientadas hacia la lámina de gas separadora de un acristalamiento doble, por ejemplo) , o si el acristalamiento es un acristalamiento simple, es decir, que comprende nada más que una sola hoja de vidrio.

También es necesario otro requisito en la elaboración de los acristalamientos: cuando éstos están constituidos al menos en parte por sustratos vítreos, a menudo deben someterse a uno o varios tratamientos térmicos, que puede ser una flexión si se les quiere proporcionar un perfil (escaparate) , pero lo más frecuente es un temple o un recocido, en particular en el sector de la construcción donde se quiere que sean más resistentes y menos peligrosos en casos de choque. El hecho de que se depositen capas sobre el vidrio antes de su tratamiento térmico provoca frecuentemente su deterioro y una modificación sensible de sus propiedades, particularmente las ópticas. En cambio, depositar las capas después del tratamiento térmico del vidrio resulta complejo y costoso.

Un ejemplo de acristalamiento antisolar para la construcción se da por las patentes EP-0 511 901 y EP-0 678 483: se trata de capas funcionales bajo el punto de vista de la filtración de radiaciones solares, que son de aleación de níquel-cromo eventualmente nitrurada, de acero inoxidable o de tántalo, y que están dispuestas entre dos capas de dieléctrico de óxido metálico como SnO2, TiO2 o Ta2O5. Esos acristalamientos son buenos acristalamientos antisolares, que presentan durabilidades mecánica y química satisfactorias, pero no son verdaderamente “flexibles”

o “templables” en el sentido descrito anteriormente, porque las capas de óxidos que rodean a la capa funcional no pueden impedir su oxidación durante la flexión o el temple, acompañándose dicha oxidación por una modificación apreciable de la transmisión luminosa así como del aspecto en general del acristalamiento en su conjunto.

Más recientemente se ha propuesto en la solicitud de patente EP 1218307 un apilamiento antisolar cuya capa funcional comprende un metal elegido entre Nb, Ta, Zr, eventualmente nitrurado, estando superpuestas sobre la capa funcional capas de protección a base de nitruro o de oxinitruro de aluminio o de silicio. El apilamiento de acuerdo con esta solicitud proporciona al acristalamiento una función antisolar que permite bloquear el IR solar de la radiación solar incidente. Además, este apilamiento se muestra resistente al temple y suficientemente duradero mecánica y químicamente para utilizarse en la cara 2 de un acristalamiento simple. Sin embargo, el principal inconveniente del apilamiento descrito en el documento EP 1218307 es que la capa funcional es relativamente gruesa, con el fin de obtener el efecto antisolar buscado, y que presenta por esa razón una TL muy baja de aproximadamente 10%, hasta incluso inferior.

El documento US 2005/079369 describe acristalamientos para automóviles y acristalamientos arquitectónicos que comprenden un sustrato de vidrio dotado de un apilamiento de capas delgadas con una capa funcional de Nb eventualmente nitrurada y una capa de Cr eventualmente nitrurada por encima, así como dos capas de Si3N4 situadas bajo la capa funcional y sobre la capa de Cr.

El objetivo de la invención es, por tanto, aumentar notablemente la transmisión luminosa TL de tal acristalamiento antisolar, pero sin que tal aumento conduzca a una disminución apreciable de las propiedades de aislamiento térmico del acristalamiento que pueda conducir a transferencias térmicas excesivas entre el interior y el exterior del edificio o del habitáculo protegido por dicho acristalamiento.

Se conocen en este ámbito acristalamientos susceptibles de responder a tal necesidad. Estos acristalamientos están constituidos por una o varias capas delgadas funcionales de plata metálica Ag. Tales acristalamientos están descritos por ejemplo en la solicitud de patente EP 718250. La integración de una o varias capas de plata en el acristalamiento permite de manera muy conocida disminuir intensamente las transferencias térmicas a través del acristalamiento, a causa del carácter de baja emisividad de las capas de Ag, es decir, gracias a su capacidad para reflejar una parte muy grande de las radiaciones IR térmicas, situadas entre 3 y 50 micras. Por tanto es posible obtener, de acuerdo con técnicas muy conocidas y en particular por la adición de capas interferenciales de materiales dieléctricos de índice y de espesor ajustados, acristalamientos de alta transmisión luminosa pero cuyo coeficiente de transferencia térmica permanezca sin embargo muy bajo.

Las capas de control solar a base de capas delgadas de plata parecen por tanto muy eficaces para el aislamiento térmico, pero su durabilidad mecánica y química es muy limitada, especialmente por contacto con una atmósfera húmeda y no permite en particular su utilización para un acristalamiento simple. Además esta solución es relativamente cara de aplicar para un acristalamiento doble.

Por tanto la invención consiste en la puesta a punto de nuevos apilamientos de capas delgadas que actúan sobre la radiación solar, con vistas a fabricar acristalamientos de protección solar mejorada. La mejora pretendida es particularmente el establecimiento de un compromiso mejor entre durabilidad, propiedades térmicas, propiedades ópticas y función antisolar, en particular transmisión luminosa, y aptitud para soportar tratamientos térmicos sin sufrir daños cuando el sustrato portador del apilamiento es de tipo vítreo.

Más exactamente, el objetivo de la presente invención es por tanto proporcionar un acristalamiento dotado de capas delgadas que le proporcionan buenas propiedades antisolares, una transmisión luminosa superior o igual a 10% o incluso 20%, pero que permite sin embargo conservar un coeficiente de transferencia térmica aceptable gracias en particular a un coeficiente de emisividad !, tal como se define de acuerdo con la norma... [Seguir leyendo]

1. Sustrato vítreo transparente, que comprende al menos una hoja de vidrio dotado de un apilamiento de capas delgadas que actúan sobre la radiación solar, que presenta una transmisión luminosa superior o igual a 10% y una emisividad inferior o igual a 50% tras un tratamiento térmico tal como una flexión o un temple, caracterizado por que dicho apilamiento comprende:

- una capa funcional de niobio Nb, de espesor comprendido entre 5 nm y 35 nm,

- al menos una capa de otro material, elegido en el grupo constituido por Ti, Mo, B, Al o una aleación que comprende al menos uno de estos elementos, dispuesta con respecto al sustrato vítreo por encima de la capa funcional, presentando dicha capa un espesor comprendido entre 1 nm y 5 nm.

2. Sustrato vítreo transparente de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende al menos una hoja de vidrio dotada de un apilamiento de capas delgadas que actúan sobre la radiación solar, que presenta una transmisión luminosa superior o igual a 20% y una emisividad inferior o igual a 50% tras un tratamiento térmico tal como una flexión o un temple, caracterizado por que dicho apilamiento comprende:

- una capa funcional de niobio Nb, de espesor comprendido entre 5 nm y 25 nm,

- al menos una capa de otro material, elegido en el grupo constituido por Ti, Mo, B, Al o una aleación que comprende al menos uno de estos elementos, dispuesta con respecto al sustrato vítreo por encima de la capa funcional, presentando dicha capa un espesor comprendido entre 1 nm y 5 nm.

3. Sustrato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2 en el que una capa de dicho material elegido en el grupo constituido por Ti, Mo, B, Al está dispuesta por encima de la capa funcional y en el que otra capa de dicho material está dispuesta por debajo de la capa funcional.

4. Sustrato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la capa funcional a base de niobio Nb tiene un espesor comprendido entre 8 nm y 20 nm.

5. Sustrato transparente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la capa de material elegido en el grupo constituido por Ti, Mo, B, Al, tiene un espesor comprendido entre 1 nm y 3 nm.

6, Sustrato transparente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho material es Ti.

7, Sustrato transparente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el conjunto de la capa funcional y de la o de las capa (s) de dicho material está rodeado por al menos una capa suplementaria 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, ajustándose el espesor de dicha (s) capa (s) suplementaria (s) para optimizar la transmisión luminosa del acristalamiento.

8. Sustrato de acuerdo con la reivindicación 7, en el que dicha (s) capa (s) suplementaria (s) son a base de nitruro de silicio y están dispuestas respectivamente por encima y por debajo de dicho conjunto.

9. Sustrato de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la capa a base de nitruro de silicio dispuesta por encima de dicho conjunto es más gruesa que la capa dispuesta por debajo del conjunto en un factor de al menos 1, 2, en particular en un factor de al menos 1, 5 a 1, 8.

10. Acristalamiento monolítico o acristalamiento doble que incorpora el sustrato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, estando dispuesto el apilamiento de capas delgadas en la cara 2 del acristalamiento monolítico o del acristalamiento doble o en la cara 3 del acristalamiento doble, numerando las caras del o de los sustratos desde el exterior hacia el interior del edificio o del habitáculo que equipa.

11. Acristalamiento monolítico o acristalamiento doble de acuerdo con la reivindicación 10, configurado para presentar una transmisión luminosa TL superior a 10%, incluso superior a 20% o incluso superior a 30%.

12. Acristalamiento monolítico o acristalamiento doble de acuerdo con la reivindicación 11, configurado para presentar una emisividad inferior a 40%, incluso inferior a 30% o incluso inferior a 20%.

13. Panel de paramento de fachada de tipo muro cortina que incorpora al menos un sustrato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.

14. Ventanilla lateral, ventanilla trasera o techo para automóviles u otro vehículo, constituida por o que incorpora un sustrato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.