ARTÍCULO RECUBIERTO TERMOTRATABLE Y PROCEDIMIENTO PARA FABRICAR EL MISMO.

Un artículo recubierto para una ventana, incluyendo el artículo recubierto un sistema de capas soportado por un sustrato de vidrio,

comprendiendo el sistema de capas: una capa que refleja los IR que incluye Nb situada entre por lo menos unas capas dieléctricas primera y segunda; y una capa de barrera que incluye Cr situada sobre y directamente en contacto con la capa que refleja los IR que incluye Nb

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2004/033053.

Solicitante: GUARDIAN INDUSTRIES CORP..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 2300 HARMON ROAD AUBURN HILLS, MICHIGAN 48326-1714 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: STACHOWIAK, GRZEGORZ.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 7 de Octubre de 2004.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B32B17/06 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B32 PRODUCTOS ESTRATIFICADOS.B32B PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS CAPAS DE FORMA PLANA O NO PLANA, p. ej. CELULAR O EN NIDO DE ABEJA. › B32B 17/00 Productos estratificados compuestos esencialmente de una hoja de vidrio o de fibras de vidrio, de escoria o una sustancia similar. › que tiene vidrio como único componente o como componente principal de una capa adyacente a otra capa de una sustancia específica.
  • B32B17/10E10
  • C03C17/34D4B
  • C03C17/36 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C03 VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA.C03C COMPOSICION QUIMICA DE LOS VIDRIOS, VIDRIADOS O ESMALTES VITREOS; TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE DEL VIDRIO; TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE DE FIBRAS O FILAMENTOS DE VIDRIO, SUSTANCIAS INORGANICAS O ESCORIAS; UNION DE VIDRIO A VIDRIO O A OTROS MATERIALES.C03C 17/00 Tratamiento de la superficie del vidrio, p. ej., de vidrio desvitrificado, que no sea en forma de fibras o filamentos, por recubrimiento. › siendo un revestimiento al menos un metal.

Clasificación PCT:

  • B32B17/06 B32B 17/00 […] › que tiene vidrio como único componente o como componente principal de una capa adyacente a otra capa de una sustancia específica.
  • B32B17/10 B32B 17/00 […] › de resina sintética.
  • C03C17/34 C03C 17/00 […] › con al menos dos revestimientos que tienen composiciones diferentes (C03C 17/44 tiene prioridad).
  • C03C17/36 C03C 17/00 […] › siendo un revestimiento al menos un metal.

Clasificación antigua:

  • B32B17/06 B32B 17/00 […] › que tiene vidrio como único componente o como componente principal de una capa adyacente a otra capa de una sustancia específica.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2373956_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Artículo recubierto termotratable y procedimiento para fabricar el mismo Esta invención se refiere a artículos recubiertos que incluyen por lo menos una (s) capa (s) de barrera que incluye (n) cromo (Cr) y/o un recubrimiento superior que incluye una capa que incluye óxido de circonio (Zr) . En determinadas formas de realización de ejemplo, puede utilizarse una capa de barrera que incluye Cr (p. ej., de, o que incluye, Cr, CrNx o similares) para proteger una capa que refleja los infrarrojos (IR) que incluye niobio (Nb) (Nb, NbNx, NbCr, NbCrNx, NbZrOx, o similares) de daños por ataques químicos o similares. En otras formas de realización de ejemplo, puede proporcionarse un recubrimiento superior que incluye una capa que incluye nitruro de silicio y una capa que incluye óxido de circonio. Tales artículos recubiertos pueden utilizarse en el contexto de ventanas monolíticas, unidades de ventana de vidrio aislante (IG) , ventanas laminadas, y/u otras aplicaciones adecuadas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los recubrimientos de control solar que tienen una pila de capas de vidrio/Si3N4/NiCr/Si3N4 son conocidos en la técnica, donde la capa metálica de NiCr es la única capa que refleja los infrarrojos (IR) en el recubrimiento.

Lamentablemente, aunque dichas pilas de capas proporcionan un control solar eficiente y buenos recubrimientos globales, son deficientes en términos de: (a) resistencia a la corrosión por ácido (p. ej., ebullición con HCl) ; (b) rendimiento mecánico como la resistencia al rayado; y/o (c) estabilidad térmica tras un tratamiento térmico para el templado, doblado por calor, o similares (es decir, el valor o los valores LE*) . Por ejemplo, un artículo recubierto termotratable conocido que tiene una pila de capas de vidrio/Si3N4/NiCr/Si3N4 tiene un valor LE reflectante del lado de vidrio indeseablemente alto por encima de 5, 0 después del tratamiento térmico (HT) a 625 grados C durante diez minutos. Este alto valor LE reflectante del lade de vidrio implica que el artículo recubierto al ser HT no se corresponderá de manera aproximada con su homólogo no HT con respecto al color reflectante del lado de vidrio.

Por consiguiente, existe la necesidad en la técnica de un artículo recubierto que tenga características mejoradas con respecto a (a) , (b) , y/o (c) en comparación con una pila de capas convencional de vidrio/Si3N4/NiCr/Si3N4, pero que todavía sea capaz de un control solar (p. ej., bloqueando una cantidad razonable de radiación IR y/o UV) y/o un tratamiento térmico aceptables.

La solicitud de patente U.S. con número de serie 10/338.878 perteneciente a un mismo titular (incorporada de este modo en este documento por referencia) divulga un artículo recubierto que comprende vidrio/Si3N4/NbN/Si3N4. Este artículo recubierto es ventajoso con respecto al anteriormente mencionado vidrio/Si3N4/NiCr/Si3N4 en términos de estabilidad del color tras un tratamiento térmico. En particular, los artículos recubiertos de vidrio/Si3N4/NbN/Si3N4 descritos en 10/338.878 pueden ser capaces de lograr valores LE* debidos a un tratamiento térmico inferiores o iguales a 3, 0, más preferentemente inferiores o iguales a 2, 5, y así sucesivamente.

Lamentablemente, aunque los recubrimientos con capas que reflejan los IR de Nb y NbN logran un rendimiento térmico y una durabilidad mecánica excelentes, su capacidad para resistir el ataque químico es dudosa. Por ejemplo, los artículos recubiertos de vidrio/Si3N4/NbN/Si3N4 y vidrio/Si3N4/Nb/Si3N4 tienen una resistencia menor de lo deseable al ataque alcalino y a la oxidación a temperaturas elevadas.

De esta manera, los expertos en la técnica entenderán que existe la necesidad de una técnica para mejorar la durabilidad química de los artículos recubiertos que incluye (n) capa (s) que refleja (n) los IR que incluye (n) Nb. En otras determinadas formas de realización que se presentan más adelante, dicha (s) técnica (s) puede (n) aplicarse también a recubrimientos que incluyen otros tipos de capas que reflejan los IR como capas que reflejan los IR de Ni o de aleación de Ni.

RESUMEN DE FORMAS DE REALIZACIÓN DE EJEMPLO DE LA INVENCIÓN

En determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, se proporciona un recubrimiento o sistema de capas que incluye por lo menos una capa que refleja los infrarrojos (IR) que comprende niobio (Nb) intercalada entre por lo menos un par de capas dieléctricas. Ejemplos de tales capas que reflejan los IR que incluyen Nb incluyen capas que reflejan los IR de Nb, NbNx, NbCr, NbCrNx, y/o NbZrO. Debido a su selectividad espectral, la capas que incluyen niobio proporcionan un rendimiento térmico (p. ej., bloqueo de los IR) similar al NiCr, pero son sorprendentemente más duraderas en determinados aspectos y tienen una estabilidad del color mejorada tras el tratamiento térmico (HT) en comparación con el NiCr.

Para proteger la (s) capa (s) que refleja (n) los IR que incluye (n) Nb del ataque alcalino y/o de la oxidación a temperaturas elevadas, tal (es) capa (s) que refleja (n) los IR que incluye (n) Nb es (son) protegida (s) por al menos una capa de barrera que incluye Cr. Por ejemplo, y sin limitación, puede proporcionarse una capa de barrera que incluye Cr o nitruro de cromo (CrNx) sobre una capa que refleja los IR que incluye Nb. Se ha descubierto sorprendentemente que incluso una capa de barrera delgada que incluye Cr o CrNx sobre una capa que refleja los IR que incluye Nb permite que tales artículos recubiertos logren una resistencia durabilidad química notablemente mejorada a los 2

ataques alcalinos medida mediante una ensayo de ebullición con NaOH o similar) . Además, también se logran unas características ópticas y un rendimiento térmico buenos. En determinadas formas de realización de ejemplo, también puede utilizarse una capa de barrera que incluye CrOx sobre una capa que refleja los IR que incluye Nb.

En otras determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, se proporciona un recubrimiento superior multicapa para incluir una capa que comprende un nitruro (p. ej., nitruro de silicio) que soporta una capa que comprende óxido de circonio (ZrOx) . Un recubrimiento superior de este tipo también puede mejorar la durabilidad química y/o mecánica del artículo recubierto. En un recubrimiento superior de doble capa de nitruro/ZrOx por ejemplo, el óxido de circonio proporciona durabilidad química y mecánica (p. ej., resistencia al rayado y resistencia a la corrosión por soluciones alcalinas y similares) , y la capa subyacente que incluye nitruro (p. ej., nitruro de silicio) proporciona tratabilidad térmica evitando que grandes cantidades de oxígeno difundan del óxido de circonio a la capa que refleja los IR durante el tratamiento térmico (HT) . De esta manera, la capa que incluye nitruro puede permitir, en determinadas formas de realización de ejemplo, que el artículo recubierto tenga un valor LE* bastante bajo debido al tratamiento térmico (HT) .

De esta manera, se ha descubierto sorprendentemente que la combinación de nitruro/ZrOx en un recubrimiento superior multicapa permite un artículo recubierto que es química y mecánicamente duradero, tiene unas propiedades ópticas aceptables como la transmitancia y/o la reflectancia, y que es termotratable de una manera comercialmente aceptable. También se ha descubierto sorprendentemente que la combinación de nitruro/ZrOx en un recubrimiento superior multicapa mejora significativamente la resistencia del artículo recubierto a los daños por entornos de alta humedad, lo que mejora la vida de almacenamiento.

Los artículos recubiertos según determinadas formas de realización de esta invención pueden utilizarse como ventanas monolíticas debido a sus excelentes características de durabilidad, que pueden ser tratadas o no térmicamente. De manera alternativa, los artículos recubiertos según esta invención también pueden utilizarse en el contexto de las unidades de ventana de vidrio aislante (IG) , o en otras aplicaciones adecuadas, que pueden implicar o no un tratamiento térmico.

En determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, los artículos recubiertos tratados térmicamente (HT) que incluyen una capa que refleja los IR que incluye niobio tienen un valor LE* reflectante del lado de vidrio no superior a 3, 0, más preferentemente no superior a 2, 5, incluso más preferentemente no superior a 2, 0, y lo más preferentemente no superior a 1, 8. Para fines de ejemplo, el tratamiento térmico (HT) puede ser de por lo menos aproximadamente 5 minutos a una (s) temperatura (s)... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un artículo recubierto para una ventana, incluyendo el artículo recubierto un sistema de capas soportado por un sustrato de vidrio, comprendiendo el sistema de capas:

una capa que refleja los IR que incluye Nb situada entre por lo menos unas capas dieléctricas primera y segunda; y una capa de barrera que incluye Cr situada sobre y directamente en contacto con la capa que refleja los IR que incluye Nb.

2. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que la capa que refleja los IR que incluye Nb comprende por lo menos un 20% de Nb.

3. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que la capa que refleja los IR que incluye Nb comprende por lo menos uno de Nb, NbNx, NbCr, NbCrNx, y NbZrOx.

4. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que la capa de barrera que incluye Cr comprende nitruro de cromo.

5. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que por lo menos una de las capas dieléctricas primera y segunda comprende nitruro de silicio.

6. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que cada una de las capas dieléctricas primera y segunda comprende nitruro de silicio.

7. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que el artículo recubierto se trata térmicamente y tiene un valor LE* (reflectante del lado de vidrio) no superior a 3, 0 después de y/o debido al tratamiento térmico.

8. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que el artículo recubierto tiene una transmisión visible del 8 al 80%.

9. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que el artículo recubierto se trata térmicamente y tiene un valor LE* (reflectante del lado de vidrio) no superior a 2, 0 después de y/o debido al tratamiento térmico.

10. El artículo recubierto de la reivindicación 9, en el que el artículo recubierto tiene un valor L E* (reflectante del lado de vidrio) no superior a 1, 8 después de y/o debido al tratamiento térmico.

11. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que la capa que refleja los IR que incluye Nb comprende nitruro de niobio representado por NbxNy, donde una relación y/x de N respecto a Nb es de 0, 3 a 0, 9.

12. El artículo recubierto de la reivindicación 11, en el que la relación y/x es de 0, 4 a 0, 8.

13. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que la capa de barrera que incluye Cr consiste esencialmente en Cr o un nitruro de Cr.

14. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que el artículo recubierto no tiene ninguna capa metálica que refleja los infrarrojos (IR) que incluya Ag o Au.

15. El artículo recubierto de la reivindicación 1, en el que el artículo recubierto es una unidad de ventana IG, una ventana monolítica, o una ventana laminada.

16. El artículo recubierto de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un recubrimiento superior multicapa proporcionado sobre por lo menos la capa que refleja los IR, en el que el recubrimiento superior incluye una primera capa que comprende nitruro de silicio con un índice de refracción "n" de 1, 7 a 2, 5 y una segunda capa que comprende óxido de circonio situada por encima de la primera capa que comprende nitruro de silicio.

17. El artículo recubierto de la reivindicación 16, en el que la primera capa que comprende nitruro de silicio tiene un índice de refracción "n" de 1, 9 a 2, 2.

 

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