Acristalamiento de baja emisividad que comprende, sobre una lámina de vidrio,

un conjunto de capas finasformadas mediante deposición al vacío asistida por magnetrón, conjunto que comprende al menos una capametálica que refleja los rayos infrarrojos, dispuesta entre una o más capas dieléctricas situadas entre la capametálica y la lámina de vidrio por un lado y sobre la capa metálica por otro lado, estando la capa metálica revestidapor una capa barrera protectora, constituida por una capa de óxido o sub-óxido de titanio, depositada en unaatmósfera a presión reducida débilmente oxidante constituida por una mezcla de gas inerte y de gas oxidante a partirde un cátodo de óxido de titanio conductor, presentando la atmósfera en el recinto de deposición un contenido degas oxidante que no es superior al 20%, y manteniéndose la presión en el recinto de deposición de 2 a 10 x 10-6Torr.

Acristalamiento de baja emisividad [0001] La presente invención se refiere a acristalamientos de baja emisividad, es decir acristalamientos que presentan la propiedad de reflejar las radiaciones infrarrojas emitidas, por ejemplo, por el interior de las habitaciones y que limitan, por consiguiente, las pérdidas de calor.

La demanda de dichos acristalamientos está vinculada a menudo a la de disponer de una transmisión de luz lo más elevada posible. Las dos exigencias de baja emisividad y de fuerte transmisión conducen normalmente a soluciones opuestas en términos de estructura. Es necesario proceder a compromisos difíciles de establecer.

A estas exigencias se añaden las de disponer de acristalamientos tan neutros en color como sea posible y particularmente en reflexión. Finalmente, la producción debe seguir siendo lo más económica posible.

Para alcanzar estos resultados, la práctica más habitual es disponer de sistemas de capas finas que comprenden una o más capas capaces de reflejar las radiaciones infrarrojas. Los sistemas de este tipo comprenden, en general, una o más capas metálicas, particularmente capas de plata de varios nanómetros de grosor. Las capas deben ser lo suficientemente finas para no reducir de manera demasiado importante la transmisión de luz visible. El grosor debe ser también suficiente para obstaculizar la transmisión de los rayos infrarrojos, determinando el grosor directamente la fracción de estos que son, efectivamente, reflejados.

Los sistemas aplicados a los acristalamientos deben cumplir simultáneamente otras condiciones. En primer lugar, es necesario procurar que los sistemas resistan a las agresiones químicas o mecánicas a las que pueden estar expuestos. Las capas metálicas se depositan habitualmente sobre el sustrato de vidrio mediante técnicas de deposición al vacío de tipo pulverización catódica asistida por campo magnético, denominada más habitualmente “magnetron sputtering”. Las capas obtenidas mediante estas técnicas ofrecen la ventaja de una gran regularidad decomposición, de grosor y de estado de superficie. Éstas son, sin embargo, muy frágiles y deben estar protegidas por capas adicionales. Se utilizan de forma perfectamente tradicional capas dieléctricas transparentes, de óxidos y/o de nitruros y/o oxinitruros metálicos o también de mezclas de estos, que ofrecen la resistencia requerida.

Simultáneamente, las capas metálicas también deben estar protegidas de una posible difusión a partir del sustrato, difusión que modificaría de forma desfavorable las propiedades de la capa metálica reflectante. La naturaleza de las capas dieléctricas situadas entre el sustrato y la capa metálica es a menudo análoga a la de las 35 capas situadas por encima de esta misma capa metálica. Se trata de óxidos y/o de nitruros y/o oxinitruros metálicos.

Tradicionalmente, la secuencia de las capas se compone de la siguiente manera:

vidrio/dieléctrico I/metal/dieléctrico II

comprendiendo cada uno de los dieléctricos I y II, generalmente, varias capas de diferente naturaleza.

Los dieléctricos entre los más utilizados son particularmente ZnO, TiO2, SnO2, Si3N4.... y sus aleaciones. Estas capas dieléctricas ofrecen diversas propiedades ópticas y se distinguen también por sus condiciones de 45 producción industrial.

Las estructuras más habituales integran también una capa particular entre el metal y el dieléctrico externo, capa que tiene por función proteger al metal, particularmente durante la deposición de la capa de este dieléctrico.

En efecto, generalmente, la formación de este dieléctrico se realiza de forma llamada “reactiva”. En este modo de producción, el dieléctrico (óxido o nitruro) se constituye en el mismo momento de la deposición mediante reacción de vapor metálico emitido mediante bombardeo de un cátodo metálico, con la atmósfera a presión muy reducida en la que se realiza esta deposición, para un óxido, una atmósfera de oxígeno o de una mezcla gaseosa que contiene oxígeno. En estas condiciones, la capa metálica depositada se encuentra en contacto con esta 55 atmósfera y puede alterarse en particular a causa de la fuerte reactividad del plasma.

Para una protección contra esta alteración, es habitual disponer directamente sobre la capa metálica que refleja los infrarrojos, una capa llamada “barrera” o también “sacrificial”. Se trata de una capa de grosor muy reducido cuya función es prevenir una posible alteración de la capa metálica que refleja los rayos infrarrojos, particularmente durante deposiciones de las capas superiores.

La capa barrera se selecciona cuidadosamente tanto por su naturaleza como por su grosor. Para evitar que reduzca sensiblemente la transmisión de luz, es importante procurar que la capa barrera, por un lado, sea lo más fina posible y, por otro lado, que sea muy transparente al final del proceso de producción del apilamiento de 65 múltiples capas.

Los sistemas tradicionales presentan, por consiguiente, la siguiente sucesión de capas:

Vidrio/dieléctrico I/metal/barrera/dieléctrico II

[0014] Las capas metálicas, como se ha indicado anteriormente, son las que reflejan de forma selectiva los rayos infrarrojos y que, por lo tanto, determinan la emisividad del conjunto. Aunque en la bibliografía se nombran diferentes metales, prácticamente todos los productos existentes utilizan capas a base de plata como metal reflectante, plata que puede comprender elementos “dopantes”. Ésta representa, en efecto, el mejor compromiso en términos de reflexión de los infrarrojos y de transparencia a las radiaciones en las longitudes de onda visibles y de neutralidad de color en transmisión y reflexión. En lo sucesivo, como medida de simplificación, la capa metálica se presentará sistemáticamente como una capa de plata.

Se han propuesto diferentes medios para procurar que estas capas de plata alcancen las mejores prestaciones. Pueden señalarse en particular las enseñanzas de la publicación US 5 110 662, que pertenece al solicitante, que muestra la influencia determinante de una capa de ZnOy dispuesta inmediatamente debajo de la capa de plata, y de grosor bien definido. Es preciso subrayar que esta idea se retoma, como variante, en cierto número de patentes o solicitudes de patente posteriores, tales como el documento WO 99/00528.

Se han formulado diversas hipótesis para explicar el mecanismo que hace que esta capa de ZnOy mejore en algunas condiciones, las propiedades de emisividad y de conductividad. Entre estas hipótesis, algunas se refieren por ejemplo a “la adhesión” de la plata a la capa dieléctrica, otras al hecho de que la presencia de ZnOy favorece la cristalización de la plata en sistemas que conducen a menos bordes de granos, etc.

La conductividad y, por consiguiente, la emisividad de las capas de plata depositadas en condiciones industriales han mejorado sensiblemente en el transcurso del tiempo, sin alcanzar los valores ideales de la plata metálica. La elección es, por supuesto, utilizar las capas que presentan la mejor conductividad y, por lo tanto, la mejor emisividad posible. A falta de disponer de capas de plata perfectas, solamente parecía que se podía obtener una mejora suplementaria de la emisividad mediante el aumento del grosor de la capa de plata.

Se sabe perfectamente que la emisividad decrece cuando el grosor de la plata aumenta. Sin embargo, las consecuencias de este aumento del grosor de la plata no son todas favorables. Aunque la transmisión de luz, en los límites de las variaciones habituales de grosor de la capa de plata, resulta relativamente poco afectada, la dificultad principal reside en la alteración significativa de las coloraciones inducidas particularmente en reflexión. Los acristalamientos en cuestión tienen tendencia a perder neutralidad.

Por esta razón particularmente, los inventores se han esforzado en mejorar aún más los sistemas de capas para llegar a acristalamientos cuya emisividad también sea reducida, mientras se conserva el máximo posible de transmisión de luz y una neutralidad de color aceptable.

Los inventores han demostrado que esta mejora podía proceder de la elección de la naturaleza de la capa barrera y de su modo de producción. Tal como se define en la reivindicación 1.

De acuerdo con la invención, la capa barrera utilizada está constituida por una capa de óxido o sub-óxido de... [Seguir leyendo]

1. Acristalamiento de baja emisividad que comprende, sobre una lámina de vidrio, un conjunto de capas finas formadas mediante deposición al vacío asistida por magnetrón, conjunto que comprende al menos una capa 5 metálica que refleja los rayos infrarrojos, dispuesta entre una o más capas dieléctricas situadas entre la capa metálica y la lámina de vidrio por un lado y sobre la capa metálica por otro lado, estando la capa metálica revestida por una capa barrera protectora, constituida por una capa de óxido o sub-óxido de titanio, depositada en una atmósfera a presión reducida débilmente oxidante constituida por una mezcla de gas inerte y de gas oxidante a partir de un cátodo de óxido de titanio conductor, presentando la atmósfera en el recinto de deposición un contenido de gas oxidante que no es superior al 20%, y manteniéndose la presión en el recinto de deposición de 2 a 10 x 10-6 Torr.

2. Acristalamiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el cátodo de óxido de titanio conductor está

constituido por un óxido TiOx con 1, 5<x<1, 95 y preferiblemente 1, 7<x<1, 9. 15

3. Acristalamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la absorción de luz propia de la barrera es inferior al 1% y preferiblemente inferior al 0, 5%.

4. Acristalamiento de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la capa barrera se deposita en una atmósfera 20 compuesta por una mezcla de un gas inerte y de dióxido de carbono.

5. Acristalamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa barrera presenta un grosor de al menos 1 nm.

6. Acristalamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa barrera presenta un grosor que no es superior a 6 y preferiblemente no superior a 5 nm.

7. Acristalamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa metálica es una capa de plata uniformemente aplicada a razón de 80 a 150 mg/m2. 30

8. Acristalamiento de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la capa barrera se deposita sobre una capa de plata metálica uniformemente aplicada a razón de 100 a 140 mg/m2.

9. Acristalamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa metálica se deposita 35 sobre una capa de óxido o sub-óxido de zinc cuyo grosor está comprendido entre 3 y 10 nm.

10. Acristalamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la emisividad es, como máximo, igual a 0, 04 y preferiblemente, como máximo, igual a 0, 038.

11. Acristalamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa metálica es una capa de plata como máximo de 135 mg/m2, el producto de este valor por el de la resistencia expresado en ohmios al cuadrado, es como máximo igual a 420 y preferiblemente como máximo igual a 410.

12. Acristalamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que para una lámina de vidrio “float”

45 transparente de 4 mm de grosor, de transmisión de luz propia igual al 90%, la transmisión de la lámina revestida con estas capas presenta una transmisión de luz al menos igual al 83%, y preferiblemente superior al 84%.

13. Acristalamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 12, en el que la naturaleza y los grosores de las capas de los dieléctricos se seleccionan de modo que la trayectoria óptica del conjunto de las capas situadas debajo 50 de la plata sea de 50 a 90 nm, y la de las capas situadas por encima de la plata sea de 70 a 110 nm.

14. Acristalamiento de acuerdo con la reivindicación 13, en el que la trayectoria óptica del conjunto de las capas situadas debajo de la plata es de 55 a 80 nm, y la de las capas situadas por encima de la plata de 75 a 100 nm.

55 15. Acristalamiento de acuerdo con la reivindicación 14, en el que la naturaleza y los grosores de las capas de los dieléctricos se seleccionan de modo que el color en reflexión expresado en coordenadas CIELab sea tal que: -4<a*º3 y -17<b*º-5.

16. Acristalamiento de acuerdo con la reivindicación 15, en el que la naturaleza y los grosores de las capas de los 60 dieléctricos se seleccionan de modo que el color en reflexión sea: - 3<a*º2 y -13<b*º-8.

17. Acristalamiento que comprende dos láminas de vidrio, estando una de ellas constituida de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, encerrando el espacio dispuesto entre las dos láminas de vidrio una atmósfera constituida por al menos el 85% de argón.