ACRISTALAMIENTO DOTADO DE UN APILAMIENTO DE CAPAS DELGADAS QUE ACTÚAN SOBRE LA RADIACIÓN SOLAR.

Sustrato transparente de vidrio, dotado de un apilamiento de capas delgadas que actúan sobre la radiación solar,

siendo depositado el apilamiento de capas por pulverización con magnetrón, caracterizado por que dicho apilamiento consiste en: - una capa lubricante de dióxido de titanio de índice óptico n elevado, de espesor comprendido entre 5 y 50 nm, - una sub-capa de nitruro de silicio, asociada a dicha capa lubricante de índice óptico elevado, de espesor comprendido entre 5 y 70 nm, - una sobre-capa de nitruro de silicio o de dióxido de silicio, de espesor comprendido entre 1 y 10 mm

Acristalamiento dotado de un apilamiento de capas delgadas que actúan sobre la radiación solar La invención se refiere a los acristalamientos dotados de apilamientos de capas delgadas que actúan sobre la radiación solar, en particular los destinados a aislamiento térmico y/o protección solar.

Este tipo de acristalamiento está más particularmente adaptado para equipar edificios: actuando, gracias a las capas delgadas, sobre la cantidad de energía de la radiación solar, permite evitar en el interior de los locales un calentamiento excesivo en verano y contribuye así a limitar el consumo de energía necesaria para su climatización.

La invención se refiere también a este tipo de acristalamiento una vez hecho opaco con el fin de formar parte de un panel de paramento de fachada, llamado de manera más concisa muro cortina, y que permite en asociación con acristalamientos para la visión ofrecer superficies exteriores de edificios totalmente acristaladas.

Esos acristalamientos (y muros cortina) de capas están sometidos a un cierto número de restricciones: en lo que respecta a los acristalamientos, las capas usadas deben ser suficientemente filtrantes respecto a la radiación solar. Además, esas prestaciones térmicas deben preservar el aspecto óptico, el estetismo del acristalamiento: es deseable poder modular el nivel de transmisión luminosa del sustrato y mantener un color estético, especialmente en reflexión externa. Lo mismo puede decirse de los muros cortina en lo que respecta al aspecto en reflexión. Esas capas deben ser también suficientemente duraderas, y más aún 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 doble acristalamiento, por ejemplo) .

Otra restricción se impone progresivamente: cuando los acristalamientos están constituidos, al menos en parte, por sustratos vítreos, éstos pueden tener que sufrir uno o varios tratamientos térmicos, por ejemplo una flexión si se les quiere conferir un perfil (escaparate) , un temple o un recocido si se quiere que sean más resistentes/menos peligrosos en caso de impactos. El hecho de que esas capas se depositen sobre el vidrio antes de su tratamiento térmico corre el peligro de ocasionar su deterioro y una modificación sensible de sus propiedades, en particular ópticas (depositar las capas después del tratamiento térmico del vidrio es complejo y costoso) .

Un primer enfoque consiste en prever la modificación de aspecto óptico del vidrio debido a las capas después del tratamiento térmico, y en configurar las capas para que no presenten las propiedades deseadas, en particular ópticas y térmicas, nada más que después de ese tratamiento. Pero, de hecho, eso obliga a fabricar en paralelo dos tipos de apilamientos de capas, uno para los acristalamientos no templados/no flexionados y el otro para los acristalamientos que se van a templar/flexionar. En adelante se procura evitar eso, concibiendo apilamientos de capas delgadas (interferenciales) que puedan ser aptos para soportar tratamientos térmicos sin modificar demasiado significativamente las propiedades ópticas del vidrio y sin degradación de su aspecto (defecto óptico) . Se puede hablar entonces de capas “flexibles” o “templables”.

Un ejemplo de acristalamiento anti-solar para la construcción se da por las patentes EP 0 511 901 y EP 0 678 483: se trata de capas funcionales, desde el punto de vista de la filtración de las radiaciones solares, que son de aleación 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” porque las capas de óxido que rodean a la capa funcional no pueden impedir su oxidación durante la flexión o el temple, oxidación que se acompaña por una modificación de la transmisión luminosa, y por el aspecto en general del acristalamiento en su conjunto.

Recientemente se han realizado muchos estudios para hacer flexibles/templables a las capas en el ámbito de los acristalamientos poco emisores, tratando más bien de altas transmisiones luminosas contrariamente a las antisolares. Se ha propuesto ya utilizar encima de capas funcionales de plata capas de dieléctrico a base de nitruro de silicio, siendo este material relativamente inerte frente a la oxidación a alta temperatura y resultando apto para preservar la capa de plata subyacente, como se describe en la patente EP-0 718 250.

Se han descrito otros apilamientos de capas que actúan sobre la radiación solar presuntamente flexibles/templables, recurriendo a capas funcionales distintas de plata: la patente EP-0 536 607 utiliza capas funcionales de nitruro metálico, del tipo TiN o CrN, con capas de protección de metal o de derivados de silicio, la patente EP-0 747 329 describe capas funcionales de aleación de níquel de tipo NiCr asociadas con capas de nitruro de silicio.

Por otra parte, se conocen estructuras de apilamiento que utilizan como capa que actúa sobre la radiación solar dióxido de titanio (TiO2) , siendo depositada esta capa en el recinto del vidrio flotado (float) por una vía pirolítica, a saber, una descomposición por el calor de precursor líquido o sólido de precursores a base de titanio.

Aunque el producto satisface desde el punto de vista de sus propiedades de reflexión respecto a la radiación solar, su modo de fabricación no responde ya a las exigencias reglamentarias medioambientales. En efecto, la técnica de depósito por vía pirolítica requiere la utilización de precursores organometálicos en disolventes de tipo hidrocarburo, imponiendo un nuevo tratamiento de los residuos y vertidos gaseosos.

Además, la técnica de depósito por vía pirolítica necesita el uso de boquillas dispuestas en el recinto de tratamiento y frente a la cinta de vidrio en circulación con el fin de poder dispersar los precursores organometálicos de la manera más homogénea posible con el fin de obtener una capa de propiedades ópticas óptimas.

Sin embargo, esos apilamientos de función anti-solar depositados por vía pirolítica han alcanzado prestaciones difícilmente susceptibles de mejora si se considera la técnica de depósito y las exigencias reglamentarias.

El objetivo de la invención es, por tanto, poner a punto un nuevo tipo de apilamientos de capas delgadas que actúan sobre la radiación solar, con el fin de fabricar por una técnica de pulverización con magnetrón acristalamientos de protección solar mejorados. La mejora pretendida es en particular el establecimiento de un mejor compromiso entre durabilidad, propiedades térmicas, propiedades ópticas y aptitud para soportar tratamientos térmicos sin daños cuando el sustrato portador del apilamiento es de tipo vítreo.

El otro objetivo de la invención es hacer este apilamiento de capas compatible con la utilización del acristalamiento, una vez hecho opaco, como muro cortina.

La invención se refiere a un sustrato transparente, de vidrio, dotado de un apilamiento de capas delgadas que actúan sobre la radiación solar, siendo depositado el apilamiento de capas por pulverización con magnetrón, que comprende al menos una capa lubricante de índice óptico n elevado, estando asociada esta capa lubricante a al menos una sub-capa que es a base de nitruro de silicio. Más precisamente, el objetivo de la invención es un sustrato de acuerdo con las reivindicaciones de más adelante.

Las capas lubricantes de la invención permiten modular, en las gamas deseadas detalladas a continuación, el valor de transmisión luminosa del sustrato ajustando sus espesores, manteniendo a la vez un efecto anti-solar La presencia de la sub-capa permite modular con más flexibilidad el aspecto óptico conferido por el apilamiento de capas a su sustrato portador. Además, en caso de tratamiento térmico, ella constituye una barrera suplementaria, en particular frente al oxígeno y alcalinos del sustrato de vidrio, especies susceptibles de migrar en el calor y deteriorar el apilamiento.

Además, la elección de una sobre-capa a base de nitruro de silicio o de óxido de silicio (Si3N4 y SiO2 en abreviatura) se ha revelado también muy conveniente por varias razones: ese tipo de material se ha mostrado... [Seguir leyendo]

1. Sustrato transparente de vidrio, dotado de un apilamiento de capas delgadas que actúan sobre la radiación solar, siendo depositado el apilamiento de capas por pulverización con magnetrón, caracterizado por que dicho apilamiento consiste en:

- una capa lubricante de dióxido de titanio de índice óptico n elevado, de espesor comprendido entre 5 y 50 nm,

- una sub-capa de nitruro de silicio, asociada a dicha capa lubricante de índice óptico elevado, de espesor comprendido entre 5 y 70 nm,

- una sobre-capa de nitruro de silicio o de dióxido de silicio, de espesor comprendido entre 1 y 10 mm.

2. Sustrato transparente de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que dicha sobre-capa es de dióxido de silicio.

3. Sustrato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la capa lubricante tiene un espesor comprendido entre 5 y 30 nm.

4. Sustrato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el espesor de la sub-capa está comprendido entre 10 y 35 nm.

5. Sustrato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el espesor de la sobre-capa está comprendido entre 2 y 7 nm.

6. Sustrato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que es flexible/templable y/o esmaltable.

7. Sustrato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que es de vidrio claro o coloreado íntegramente.

8. Acristalamiento monolítico o doble acristalamiento que incorpora el sustrato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, encontrándose el apilamiento de capas delgadas preferentemente en la cara 2 y numerando las caras de los sustratos desde el exterior hacia el interior del habitáculo/del local que equipa, confiriéndole un efecto de protección frente a la radiación solar.

9. Acristalamiento de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que presenta una transmisión luminosa TL de 50 a 80% o de 60 a 70%, y un factor solar FS próximo al valor de TL.

10. Acristalamiento de acuerdo con la reivindicación 8 ó 9, caracterizado por que es azul o verde en reflexión externa, en el lado del sustrato, en particular con valores de a*y b* negativos.

11. Sustrato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que al menos parcialmente está hecho opaco por un revestimiento en forma de una laca o de un esmalte.

12. Panel de paramento de fachada de tipo muro cortina que incorpora el sustrato hecho opaco de acuerdo con la reivindicación 11.