Artículos revestidos tratables térmicamente con capa de barrera antimigración entre capas de control solar y dieléctricas y métodos de fabricación de los mismos.

Un artículo revestido que comprende:

un sistema de capas soportado por un sustrato de vidrio (11),

comprendiendo dicho sistemade capas una capa reflectante de IR (15), una capa que incluye óxido de cromo (16) y unacapa dieléctrica (17), donde dicha capa dieléctrica (17) comprende nitruro de silicio; y dondedicha capa que incluye óxido de cromo (16) se sitúa entre dicha capa reflectante de IR (15) ydicha capa dieléctrica (17) de forma que el artículo revestido tiene un valor ΔE* no superior a5,0 tras tratamiento térmico a una temperatura de al menos aproximadamente 600 grados C.

RTÍCULOS REVESTIDOS TRATABLES TÉRMICAMENTE CON CAPA DE BARRERA

ANTIMIGRACIÓN ENTRE CAPAS DE CONTROL SOLAR Y DIELÉCTRICAS Y MÉTODOS DE FABRICACIÓN DE LOS MISMOS

Descripción [0001] Esta invención hace referencia a artículos revestidos que tienen aproximadamente las mismas características de color vistas por el ojo humano antes y después del tratamiento térmico (p.ej., temple térmico) , y métodos correspondientes. Dichos artículos revestidos pueden usarse en unidades de vidrio de aislamiento (IG, en inglés) , ventanas de vehículo y/u otras aplicaciones adecuadas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN [0002] Se conoce la necesidad de la capacidad de igualar el color de los artículos revestidos (antes del tratamiento térmico y después del tratamiento térmico) . Los sustratos de vidrio se producen a menudo en grandes cantidades y se cortan a medida para satisfacer las necesidades de una situación particular como un nuevo edificio de oficinas con múltiples ventanas y puertas, necesidades de ventana para vehículos, etc. A menudo resulta deseable en tales usos que algunas de las ventanas y/o puertas se sometan a tratamiento térmico (es decir, temple, termoendurecimiento o doblado) , mientras que otras no. Los edificios de oficinas a menudo utilizan unidades de IG y/o laminados por seguridad y/o control térmico. A menudo, es recomendable que las unidades y/o laminados que se sometan a tratamiento térmico (HT, en inglés) sean correspondientes sustancialmente a sus homólogos no tratados térmicamente (p.ej., en relación con el color, reflectancia y/o similares) para fines estéticos y/o arquitectónicos. [0003] La patente estadounidense nº 5.376.455 revela un artículo revestido que incluye: vidrio/SiN/NiCr/Ag/NiCr/SiN4. Desafortunadamente, el sistema de revestimiento de la patente

'455 no es lo suficientemente igualable respecto al color tras el tratamiento térmico con sus homólogos no tratados térmicamente. En otras palabras, el sistema de revestimiento de la patente '455 tiene un valor ΔE bastante alto. Esto significa que, desafortunadamente, deben fabricarse dos artículos revestidos diferentes con diferentes revestimientos (uno que se someta a tratamiento térmico, y el otro no) para clientes que quieran que sus artículos revestidos tratados térmicamente y aquellos no tratados sean aproximadamente iguales en cuanto al color vistos por el ojo humano. [0004] Como en la patente '455, ha sido posible principalmente lograr capacidad de igualación únicamente proporcionando dos sistemas de capas diferentes, uno de los cuales se somete a tratamiento térmico (HT) y el otro no. La necesidad de desarrollar y utilizar dos sistemas de capas diferentes para lograr la capacidad de igualación crea un gasto de fabricación y necesidades de inventario adicionales que no resultan deseables. [0005] Sin embargo, la patente estadounidense de propiedad común nº 5.688.585 revela un artículo revestido de control solar que incluye vidrio/SiN/NiCr/SiN4, donde se logra la capacidad de

igualación con un solo sistema de capas. Un objeto de la patente '585 consiste en proporcionar un sistema de capa revestida mediante pulverización catódica que tras un tratamiento térmico es igualable en color con su homólogo no tratado térmicamente. Sin embargo, la patente '585 utiliza un tratamiento térmico (HT) de solo tres (3) minutos (col. 10, línea 55) . A menudo se desean tratamientos térmicos más largos para lograr mejores características de HT o temple. Desafortunadamente, como se explica a continuación, se ha descubierto que con periodos de HT más largos los revestimientos de la patente '585 no pueden mantener valores ΔE bajos y, por tanto, pierden la capacidad de igualar el

A

color. En concreto, se ha descubierto que en revestimientos como aquellos de la patente '585, los valores ΔE ascienden de manera significativa tras el HT durante 4-5 minutos a una temperatura de aproximadamente 600 a 800 grados C. [0006] En relación con la Fig. 1, considérese el siguiente apilamiento de capas (véase el Ejemplo Comparativo a continuación) : vidrio/Si3N4/NiCr/Si3N4, donde la capa inferior de Si3N4 es de aproximadamente 50-70 Å (angstroms) de grosor, la capa de NiCr es de aproximadamente 325 Å de grosor y la capa superior de Si3N4 es de aproximadamente 210-310 Å de grosor. Como se explica en el Ejemplo Comparativo a continuación, este artículo revestido tiene un valor ΔE* transmisivo bastante alto de aproximadamente 5, 9 tras el tratamiento térmico (HT) a 625 grados C durante diez (10) minutos. Este alto valor ΔE transmisivo significa que una versión HT del artículo revestido de '585 no iguala aproximadamente el color de las versiones de homólogos no tratados térmicamente con respecto al color transmisivo tras 10 minutos de HT. Esto no es recomendable.

EJEMPLO COMPARATIVO [0007] El siguiente artículo revestido del Ejemplo Comparativo (recocido y con tratamiento térmico al final) se produjo como se muestra en la Fig. 1. El sistema de capas quot;Lquot;, como se muestra en la Fig. 1, se proporcionó sobre un sustrato de vidrio de sílice, sosa y cal transparente 1 de aproximadamente 6, 00 mm de grosor, y era: nitruro de silicio/NiCr/nitruro de silicio. Se utilizó un aparato de revestimiento mediante pulverización catódica (sputter) de seis cámaras Leybold Terra-G para realizar la deposición catódica de revestimiento sobre el sustrato de vidrio. En cada cámara había cinco cátodos, de manera que había un total de 30 objetivos catódicos en el dispositivo de deposición catódica (no se usaron todos) . La numeración catódica utiliza el primer dígito para hacer referencia a la cámara del aparato de revestimiento y el segundo dígito para hacer referencia a la posición del cátodo en esa cámara. Por ejemplo, el cátodo nº 42 fue el segundo cátodo (segundo dígito) en la cuarta cámara de pulverización catódica (primer dígito) . Los cátodos nº 42, 55 y 61 eran cátodos de tipo C-Mag dual; y los cátodos nº 44 y 45 eran cátodos planos. A continuación, quot;*quot; significa un contenido A1 de aproximadamente 10%. La velocidad de línea fue 3, 5 metros por minuto (m/min.) . Se presentan todos los flujos de gas (p.ej., Ar y N) en unidades de centímetros cúbicos estándar por minuto (sccm) . El voltaje se mide en términos de voltios y la frecuencia en términos de kHz. La presión se mide en hPa y la potencia en kW. El gas-T se refiere a un gas de ajuste usado para ajustar individualmente los flujos de gas junto con la longitud de cátodo para realizar correcciones relativas a la uniformidad de grosor de la capa (todo el gas-T fue a 100 sccm) . C% se refiere al porcentaje (%) de gas de ajuste introducido en el centro, mientras que PS% se refiere al porcentaje de gas de ajuste introducido en el lado de la bomba, y VS% se refiere al porcentaje de gas de ajuste o afinación introducido en el lado del visor. Los objetivos de NiCr eran aproximadamente 80/20 NiCr.

Los datos de la pulverización catódica del Ejemplo Comparativo

nº 42 Si/Al* 11, 0 192 2, 11 E-03 200 71, 4 24, 3 N 5% 45% 50% nº 44 Ni/Cr 38, 46 411 3, 15E-03 200 0 DC Ar 80% 10% 10% nº 45 Ni/Cr 38, 30 412 2, 79E-03 200 0 C Ar 70% 20% 10% nº 55 Si/Al* 44, 68 308 3, 40E-03 200 268, 1 27, 1 N 5% 45% 50% nº 61 Si/Al* 44, 72 299 3, 98E-03 202 268, 3 27, 2 N 5% 45% 50%

Tras la pulverización catódica sobre el sustrato de vidrio 1 como se expone arriba, el artículo recubierto resultante del Ejemplo Comparativo se sometió a pruebas y se descubrió que tenía las siguientes características de manera monolítica (no en una unidad de IG) , donde el tratamiento térmico (HT) incluyó calentar el producto monolítico a aproximadamente 625 grados C durante aproximadamente 10 minutos. Se observa que los valores de coordenada de color a* y b* son acordes a la técnica CIE LAB 1976, III. C observador de 2 grados, y Δa* y Δb* se encuentran en términos de valores absolutos. Además, la resistencia laminar (Rs) se encuentra en unidades de ohmios por cuadrado como se conoce en la técnica.

Ejemplo comparativo (mediciones antes/después de HT)

Valor/Medición (Pre-HT) (Post-HT)

Transmisión (TY) %: 8, 02 9, 71 L*T: 34, 02 37, 32 a*T: 0, 03 -1, 5 b*T: -8, 21 -3, 52 Δa*T (transmisivo) : 1, 53 ΔE*T (transmisivo) : 5, 9 Lado del vidrio Reflectancia (RGY %) : 43, 58 38, 41 L*G: n/a 71, 94 a*G: n/a -2, 06 b*G: n/a 2, 18 Lado de la película Reflectancia (RFY %) : 38 30, 1 L*F: 68, 02 61, 74 a*F: -0, 32 1, 12 b*F: 21, 0 18, 65 Rs (ohm/cuadrado) : 38, 8 41, 9

Como puede verse arriba, el Ejemplo Comparativo sufrió un valor ΔE* transmisivo bastante 15 alto de 5, 9 (demostrando que el revestimiento no es estable en cuanto al color con HT) . Se cree que el valor ΔE* elevado... [Seguir leyendo]

1. Un artículo revestido que comprende: un sistema de capas soportado por un sustrato de vidrio (11) , comprendiendo dicho sistema de capas una capa reflectante de IR (15) , una capa que incluye óxido de cromo (16) y una capa dieléctrica (17) , donde dicha capa dieléctrica (17) comprende nitruro de silicio; y donde dicha capa que incluye óxido de cromo (16) se sitúa entre dicha capa reflectante de IR (15) y

dicha capa dieléctrica (17) de forma que el artículo revestido tiene un valor ΔE* no superior a 5, 0 tras tratamiento térmico a una temperatura de al menos aproximadamente 600 grados C.

2. El artículo revestido de la reivindicación 1, donde dicho valor ΔE* es uno de entre transmisivo y reflectivo del lado del vidrio.

3. El artículo revestido de la reivindicación 1, donde dicha capa que incluye óxido de cromo (16) comprende NiCrOx.

4. El artículo revestido de la reivindicación 1, donde dicho artículo revestido tiene un valor ΔE*

T

transmisivo no superior a 4, 0 tras dicho tratamiento térmico.

5. El artículo revestido de la reivindicación 1, donde dicha capa reflectante de IR (15) comprende níquel y cromo, y donde dicho artículo revestido comprende además otra capa dieléctrica (13) situada entre dicha capa reflectante de IR (15) y dicho sustrato (11) .

6. El artículo revestido de la reivindicación 5, que comprende además otra capa que incluye óxido de cromo (14) situada entre dicha capa reflectante de IR (15) y dicha otra capa dieléctrica (13) .

7. Un artículo revestido según la reivindicación 1, donde: dicha capa reflectante de IR (15) está situada entre las capas dieléctricas primera y segunda (13, 17) comprendiendo cada una nitruro de silicio, donde la segunda capa dieléctrica (17) se sitúa de manera que la capa reflectante de IR (infrarrojos) (15) se encuentra entre la segunda capa dieléctrica (17) y el sustrato de vidrio (11) ; y donde dicha capa que comprende óxido de cromo (16) es una capa antimigración (16) que comprende óxido de cromo que se sitúa entre dicha capa reflectante de IR (15) y dicha segunda capa dieléctrica (17) de manera que el artículo revestido tiene un valor ΔE*transmisivo no superior a 5, 0 tras tratamiento térmico a

T

una temperatura de al menos aproximadamente 600 grados C.

8. El artículo revestido de la reivindicación 7, donde dicho artículo revestido tiene un valor ΔE*

T

transmisivo no superior a 4, 0 tras dicho tratamiento térmico.

9. El artículo revestido de la reivindicación 7, donde dicho artículo revestido tiene un valor ΔE*

T

transmisivo no superior a 3, 0 tras dicho tratamiento térmico, y donde el artículo revestido tiene un valor de color a* transmisivo que es negativo tanto antes como después de dicho tratamiento térmico.

10. El artículo revestido de la reivindicación 7, donde dicho artículo revestido tiene un valor Δa* transmisivo no superior a 1, 3 después de dicho tratamiento térmico.

11. El artículo revestido de la reivindicación 10, donde dicho artículo revestido tiene un valor Δa* transmisivo no superior a 1, 1 después de dicho tratamiento térmico.

12. El artículo revestido de la reivindicación 7, donde dicha capa antimigración (16) comprende NiCrOx.

13. El artículo revestido de la reivindicación 7, donde dicha capa antimigración (16) comprende

A

NiCrOx, dicha capa reflectante de IR (15) comprende NiCr.

14. El artículo revestido de la reivindicación 7, donde dicha capa reflectante de IR (15) comprende Ni y/o NiCr, y donde cada una de dichas capas dieléctricas primera y segunda (13, 17) que comprenden nitruro de silicio incluye además hasta el 6-20% en peso de aluminio.

15. El artículo revestido de la reivindicación 7, donde dicha primera capa dieléctrica (13) que comprende nitruro de silicio es d.

3. 250 Å de grosor, dicha capa reflectante de IR (15) comprende NiCr o NiCrNx y es d.

2. 600 Å de grosor, dicha segunda capa dieléctrica (17) que comprende nitruro de silicio es d.

10. 500 Å de grosor y dicha capa antimigración (16) es d.

2. 200 Å de grosor.

16. Un método de fabricación de un artículo revestido, comprendiendo el método:

depositar una capa que comprende nitruro de silicio sobre un sustrato;

depositar una capa metálica reflectante de IR sobre el sustrato encima de la capa que comprende nitruro de silicio;

depositar una capa que incluye óxido metálico que comprende óxido de cromo sobre el sustrato encima de la capa metálica reflectante de IR; depositar una capa dieléctrica que comprende nitruro de silicio sobre el sustrato encima de la capa metálica reflectante de IR y la capa de óxido metálico; y someter a tratamiento térmico el artículo que comprende las capas depositadas enumeradas arriba a una temperatura de al menos aproximadamente 600 grados C de manera que tras dicho tratamiento térmico el artículo revestido tenga un valor ΔE* no superior a 5, 0.

17. El método de la reivindicación 16, donde tras dicho tratamiento térmico el artículo revestido tiene un valor ΔE* transmisivo no superior a 4, 0.

18. El método de la reivindicación 16, donde la capa metálica reflectante de IR comprende NiCr.

(Técnica precedente)

Ejemplo comparativo (antes de HT)

Profundidad

% atómico

Ejemplo comparativo (después de HT)

Profundidad

% atómico

Capa dieléctrica Capa antimigración Capa de control solar Capa antimigración Capa dieléctrica

EJEMPLO 1

Capa antimigración (p.ej., NiCrOx o Cr2O3)

% atómico

Ejemplo

(Antes de HT)

Profundidad Ejemplo

1 (Después de HT)

Profundidad

% atómico

UNIDAD DE IG

ESPACIO