ES2928698T3

ES2928698T3 - Acristalamiento de control solar

Info

Publication number: ES2928698T3
Application number: ES14704590T
Authority: ES
Inventors: Stijn Mahieu; Laurent Dusoulier
Original assignee: AGC Glass Europe SA
Current assignee: AGC Glass Europe SA
Priority date: 2013-02-14
Filing date: 2014-02-14
Publication date: 2022-11-22
Anticipated expiration: 2034-02-14
Also published as: PL2956421T3; AU2014217830B2; SA515360897B1; UA117474C2; BR112015019500B1; BR112015019500A2; AU2014217830A1; PH12015501774B1; EA031051B1; MY170031A; CN105008299A; WO2014125081A1; MX2015010548A; SG11201506374PA; CN105008299B; US10294148B2; JP6339110B2; JP2016513061A; EP2956421B1; EP2956421A1

Abstract

La invención se refiere a un acristalamiento de control solar que comprende, en al menos una de las superficies de un sustrato de vidrio, un sistema de capas que comprende al menos una capa absorbente de radiación solar y capas dieléctricas que rodean dicha capa absorbente de radiación solar. Según la invención, la capa absorbente de radiación solar es una capa metálica a base de tungsteno aleado con al menos níquel. El sistema de capas comprende: entre el sustrato y la capa metálica, al menos una capa de un material dieléctrico a base de óxido, nitruro u oxinitruro de silicio o aluminio, o nitruros mixtos de aluminio/silicio; y, encima de la capa absorbente de radiación solar, al menos una capa de un material dieléctrico a base de uno de dichos compuestos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Acristalamiento de control solar

1. Campo de la invención

El campo de la invención es el de los acristalamientos de control solar constituidos por un sustrato de vidrio que lleva un sistema de capas delgadas, de las cuales al menos una capa delgada confiere dichas propiedades de control solar. A esta capa funcional se asocian capas dieléctricas que tienen como papel regular, en particular, las propiedades de reflexión, de transmisión, de tinte y de protección contra alteraciones mecánicas o químicas de las propiedades del acristalamiento.

Más precisamente, la invención se refiere a acristalamientos destinados a equipar edificios, pero también vehículos automóviles. Según estos usos, ciertas propiedades requeridas pueden diferir, tal como se explica a continuación.

Las funcionalidades de los acristalamientos de control solar son múltiples. Se refieren, en particular, a la prevención del calentamiento del interior del habitáculo de un vehículo automóvil, en particular frente a la radiación solar que pasa a través de un techo transparente, o de un edificio expuesto a la radiación solar cuando ésta es suficientemente fuerte. Según ciertas realizaciones, esta prevención del calentamiento se puede obtener manteniendo una transmisión de luz adecuada.

Los acristalamientos, en particular de automóviles, también deben participar en el establecimiento de las condiciones de regulación de la temperatura en el período invernal evitando pérdidas energéticas hacia el exterior del habitáculo o del edificio. Por lo tanto, los acristalamientos deben tener propiedades de bajas emisiones. Se oponen a la emisión de radiaciones energéticas desde el habitáculo o el edificio.

En el caso de acristalamientos para edificios, también se espera que sean susceptibles de soportar tratamientos térmicos sin que su color, en particular en reflexión, se vea modificado de manera significativa. El objetivo es poder colocar uno al lado de otros acristalamientos tratados térmicamente y otros que no han sido tratado térmicamente, sin diferencias de color sean evidentes.

A continuación en la descripción, las propiedades ópticas se definen para acristalamientos cuyo sustrato es de vidrio “float” ordinario claro de 4 mm de grosor. La elección del sustrato influye por supuesto estas propiedades. Para el vidrio claro ordinario, la transmisión luminosa bajo 4 mm, en ausencia de capa, se sitúa aproximadamente a 90% y la reflexión a 8%, medida con una fuente conforme al iluminante “luz diurna” estandarizado D65 por la CIE y bajo un ángulo sólido de 2°. Las medidas energéticas, por su parte, se llevan a cabo según la norma EN 410.

Mediante el término “vidrio”, se entiende designar un vidrio inorgánico. Se entiende por lo tanto un vidrio con un grosor al menos mayor o igual a 0,5 mm y como máximo menor o igual a 20,0 mm, preferentemente al menos mayor o igual a 1,5 mm, y como máximo menor o igual a 10,0 mm, que comprende silicio como uno de los constituyentes indispensables del material vítreo. Para algunas aplicaciones, el grosor puede ser, por ejemplo, de 1,5 o 1,6 mm, o de 2 o 2,1 mm. Para otras aplicaciones, será por ejemplo alrededor de 4 o 6 mm. Se prefieren los vidrios silicosodicocálcicos claros, extraclaros o coloreados en la masa o en la superficie.

La presencia de sistemas de capas puede plantear problemas de color. Lo más frecuentemente los fabricantes piden que los acristalamientos ofrezcan tanto en transmisión como en reflexión una coloración lo más neutra posible y, por lo tanto, de apariencia gris. También son posibles coloraciones ligeramente verdes o azuladas. Los sistemas de capas y, en particular, las naturalezas, los índices y los grosores de las capas dieléctricas que rodean a las capas funcionales se escogen en particular para controlar estas coloraciones.

Los acristalamientos automóviles, en teoría, pueden ser múltiples para conferirles una mejor propiedad de aislamiento, en particular térmico. De hecho, estas realizaciones son excepcionales. La gran mayoría de estos acristalamientos están constituidos de acristalamientos únicos, ya sean monolíticos o laminados. En estos dos casos, para que el carácter de baja emisividad se exprese correctamente, el sistema de capas se encuentra necesariamente en una cara que no está protegida de esfuerzos mecánicos o químicos. Por lo tanto, los sistemas en cuestión deben tener una muy buena resistencia a estas posibles agresiones.

En la práctica, para limitar el riesgo de alteración, los sistemas de capas se encuentran normalmente del lado del acristalamiento que da al habitáculo. Pero incluso en esta posición deben ofrecer muy buena resistencia mecánica.

Los sistemas de capas según la invención deben prestarse también a la conformación de los acristalamientos. Los utilizados en los vehículos son objeto en particular de tratamientos térmicos durante la formación, en particular el curvado de las láminas de vidrio, o también durante el templado destinado a conferirles en particular propiedades mecánicas reforzadas. Las capas utilizadas según la invención deben soportar estos tratamientos sin que se degraden sus propiedades. Tratamientos de este tipo imponen temperaturas que superan 600°C durante una decena de minutos. Sometidas a estas temperaturas, las capas deben conservar sus cualidades.

En las numerosas aplicaciones que requieren disponer de acristalamientos con alta transmisión luminosa, la elección de las capas funcionales impone que éstas sean particularmente transparentes. Lo más habitual es seleccionar una o varias capas metálicas de muy bajo grosor: por ejemplo, una o varias capas de plata dispuestas entre capas dieléctricas que la o las protegen y minimizan al mismo tiempo la reflexión y ajustan la neutralidad. El documento DE3543178A1 sugiere capas absorbentes que, al oxidarse, permitirán aumentar la transmisión luminosa. Los sistemas de capas obtenidos en su conjunto tienen como límite una cierta fragilidad, en particular mecánica, incluso en presencia de capas específicas de protección.

Para acristalamientos que no requieren una alta transmisión luminosa, e incluso eventualmente para los que la transmisión debe permanecer baja, la elección de los sistemas de capas ofrece una mayor diversidad.

La técnica anterior proporciona acristalamientos que comprenden capas metálicas o de aleaciones metálicas que absorben la radiación solar, de nitruros u oxinitruros de varios metales, y en particular de NiCr, Mo, W, Ta, CoCr, Al, Nb, Zr. Para permitir a estas capas metálicas tener una buena resistencia, en particular mecánica, se propone también disponer capas dieléctricas conocidas que son relativamente duras. En este campo, las capas más habituales son las de sílice, SiO², y de nitruro de silicio, Si3N4.

Las propuestas anteriores cumplen, al menos en parte, con las exigencias de uso considerado de los acristalamientos según la invención. No obstante, aún existen necesidades de mejora, en particular desde el punto de vista de la resistencia a los tratamientos térmicos.

La invención tiene en particular como objetivo paliar estos inconvenientes de la técnica anterior.

Más precisamente, un objetivo de la invención, en al menos una de sus realizaciones, es proporcionar un acristalamiento provisto de un sistema de capas que sea capaz de sufrir un tratamiento térmico a temperatura elevada, de tipo temple y/o de curvado, preferentemente sin modificación significativa de su color en transmisión y/o en reflexión del lado del sustrato y/o del lado de la capa, de tal manera que un acristalamiento no tratado térmicamente puede estar yuxtapuesto con su versión tratada térmicamente sin que un observador pueda detectar un diferencia significativa en la apariencia estética general.

La invención, en al menos una de sus realizaciones, también tiene como objetivo proporcionar un acristalamiento provisto de un sistema de capas que tiene una buena estabilidad desde el punto de vista térmico, químico y mecánico.

La invención, en al menos una de sus realizaciones, también tiene como objetivo proporcionar un acristalamiento cuyo sistema de capas se puede colocar en la posición exterior sin tener que estar necesariamente protegido del entorno exterior por otro sustrato.

4. Descripción de la invención

La invención se refiere a un acristalamiento de control solar que comprende en al menos una de las caras de un sustrato de vidrio un sistema de capas que comprende al menos una capa que absorbe la radiación solar y capas dieléctricas que rodean dicha capa que absorbe la radiación solar, caracterizado por que la capa que absorbe la radiación solar es una capa metálica a base de tungsteno aleado con al menos níquel, y que comprende cromo, comprendiendo el sistema de capas entre el sustrato y la capa que absorbe la radiación solar al menos una capa de un material dieléctrico a base de un compuesto seleccionado entre óxido de silicio, óxido de aluminio, nitruro de silicio, nitruro de aluminio, nitruros mixtos de aluminio-silicio, oxinitruro de silicio y oxinitruro de aluminio, y, por encima de la capa que absorbe la radiación solar, al menos una capa de un material dieléctrico a base de un compuesto seleccionado entre óxido de silicio, óxido de aluminio, nitruro de silicio, nitruro de aluminio, nitruros mixtos de aluminio y silicio, oxinitruro de silicio y oxinitruro de aluminio.

El principio general de la invención se basa en la presencia de una capa metálica que absorbe la radiación solar a base de tungsteno aleado con al menos níquel y cromo, estando dicha capa engastada entre al menos dos capas a base de al menos un material dieléctrico seleccionado entre óxido de silicio, óxido de aluminio, óxidos mixtos de aluminio y silicio, nitruro de silicio, nitruro de aluminio, nitruros mixtos de aluminio-silicio, oxinitruro de silicio, oxinitruro de aluminio y oxinitruros mixtos de aluminio-silicio. Los inventores han determinado que, sorprendentemente, tal sistema de capas tiene una buena durabilidad química, térmica y mecánica. En efecto, la capa metálica que absorbe la radiación solar a base de tungsteno aleado con al menos níquel y cromo, engastada entre al menos dos capas a base de al menos un material dieléctrico, provoca una disminución en la transmisión de la energía solar, conservando dicha capa sus propiedades de absorción más particularmente después de un tratamiento térmico.

Mediante la expresión “a base de tungsteno”, se entiende, en la presente descripción, una capa que comprende al menos 30% en peso de tungsteno, preferentemente al menos 35%, y ventajosamente al menos 37%, o al menos 40%. La proporción de níquel en la capa metálica que absorbe la radiación solar es de al menos 9% en peso, preferentemente de al menos 20% en peso, y ventajosamente de al menos 25% en peso, por ejemplo de 30, 35 o 40% en peso.

Por “capa metálica” para la capa que absorbe la radiación solar, se entiende una capa que tiene un carácter esencialmente metálico. Sin embargo, no se excluye que esta capa contenga eventualmente algunas trazas de nitrógeno o de oxígeno. En efecto, la atmósfera durante el depósito de esta capa metálica puede consistir en gas noble puro, por ejemplo 100% de argón, o la atmósfera puede contener algo de nitrógeno o de oxígeno procedente de las zonas de depósito vecinas. En el caso en el que las capas dieléctricas que rodean la capa absorbente sean nitruros de silicio, la diana metálica destinada a formar la capa absorbente puede incluso estar dispuesta en la misma cámara de depósito, sin aislamiento claro con las zonas de depósito de los nitruros de silicio, ya que el nitrógeno será atraído principalmente por el silicio. En este caso, la atmósfera circundante puede contener un porcentaje relativamente alto de nitrógeno y, por lo tanto, incluso si el nitrógeno se asociará principalmente con el silicio, la capa metálica absorbente podrá contener un poco de nitrógeno, sin perder su carácter metálico. En el caso en el que las capas dieléctricas que rodean la capa absorbente sean óxidos u oxinitruros, también puede haber un poco de oxígeno procedente de las zonas de depósito vecinas en la atmósfera de depósito.

Mediante la expresión “capa a base de un material dieléctrico” se entiende también capas dopadas con al menos otro elemento, que contienen hasta alrededor de un máximo de 10% en peso de este otro elemento, teniendo estos últimos unas propiedades dieléctricas que no difieren en la práctica por capas compuestas por dicho material dieléctrico. Así, por ejemplo, cuando la capa es de nitruro o de óxido de silicio, ésta puede contener hasta 10% en peso de aluminio (por ejemplo, capas depositadas mediante un procedimiento de pulverización catódica a partir de una diana de silicio que contiene hasta 10% en peso de aluminio). Las capas dieléctricas según la invención también pueden constar de varias capas individuales que comprendan o que están constituidas esencialmente de estos mismos materiales. Las capas dieléctricas también se pueden depositar mediante la técnica conocida denominada PECVD (“Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition”) o depósito químico de vapor asistido por plasma.

Así, la invención se basa en un enfoque completamente nuevo e inventivo basado en la selección de una capa metálica que absorbe la radiación solar a basa de tungsteno aleado con al menos níquel.

Ventajosamente, el acristalamiento según la invención es tal que la capa metálica que absorbe la radiación solar a base de tungsteno aleado con al menos níquel comprende también un metal adicional seleccionado entre Ti, Nb, Zr, Ta y Cr.

Los inventores han determinado que, sorprendentemente, la adición de un compuesto metálico seleccionado entre Ti, Nb, Zr, Ta y Cr a la aleación a base de tungsteno aleado con níquel permite obtener sistemas de capas cuya resistencia térmica, química y mecánica se ve mejorada.

El acristalamiento según la invención es tal que la capa metálica a base de tungsteno aleado con al menos níquel comprende cromo. Los inventores han determinado que, sorprendentemente, la adición de Cr a la aleación a base de tungsteno aleado con níquel permite obtener sistemas de capas cuya resistencia térmica, química y mecánica está muy particularmente mejorada.

Según una realización preferida, el acristalamiento según la invención es tal que la capa metálica que absorbe la radiación solar comprende de 50 a 90% en peso de tungsteno, y níquel y cromo en una relación en peso níquel/cromo comprendida entre 100/0 y 50/50, preferiblemente 80/20.

Los inventores han determinado que, sorprendentemente, la elección de tal aleación permite obtener sistemas de capas cuya resistencia térmica, química y mecánica está muy particularmente mejorada. Los inventores han determinado también que, sorprendentemente, la capa metálica a base de tungsteno aleado con al menos níquel tiene las propiedades de absorción de la radiación solar muy particularmente requeridas para su uso dentro de sistemas de capas para acristalamientos de automóviles o de edificios.

Según una realización preferida, el acristalamiento según la invención es tal que la capa metálica a base de tungsteno aleado con al menos níquel tiene un grosor geométrico de al menos 2 nm, preferentemente de al menos 3 nm, y como máximo 30 nm, preferiblemente de al menos 3 nm y como máximo 25 nm.

Los inventores han determinado que, sorprendentemente, la capa metálica a base de tungsteno aleado con al menos níquel que tiene tales grosores tiene propiedades de absorción de infrarrojos que son particularmente requeridas para su uso dentro de sistemas de capas para acristalamiento de automóviles o de edificio, o como elemento acristalado de electrodoméstico, tal como la puerta de un horno.

Preferiblemente, la capa metálica a base de tungsteno aleado con al menos níquel tiene un grosor geométrico de al menos 5 nm, y preferiblemente de al menos 6 nm.

Según una realización ventajosa, el acristalamiento según la invención es tal que la capa de material dieléctrico entre el sustrato y la capa que absorbe la radiación solar a base de tungsteno aleado con al menos níquel tiene un grosor óptico de al menos 2 nm y como máximo 200 nm, ventajosamente de al menos 10 nm y como máximo 200 nm, preferentemente de al menos 40 nm y como máximo 180 nm.

El grosor óptico de una capa de material dieléctrico se obtiene multiplicando el grosor geométrico (físico) de la capa considerada por el índice de refracción del material que la constituye.

Según una realización preferida, el acristalamiento según la invención es tal que la capa de material dieléctrico situada encima de la capa que absorbe la radiación solar a base de tungsteno aleado con al menos níquel tiene un grosor óptico de al menos 20 nm y de cómo máximo 200 nm.

Según una primera realización preferida, la capa metálica que absorbe la radiación solar es la capa funcional base del sistema de capas. La ventaja de este sistema de capas es ser extremadamente simple y muy resistente.

Preferiblemente, el sistema de capas comprende al menos dos capas que absorben la radiación solar. Esta característica permite adaptar más fácilmente las propiedades ópticas y térmicas del sistema de capas a las expectativas. Ventajosamente, estas dos capas que absorben la radiación solar están separadas por una capa dieléctrica, por ejemplo de nitruro de silicio. Una estructura particularmente adecuada es la siguiente:

sustrato/Si3N4/NiCrW/Si3N4/NiCrW/Si3N4.

Según una segunda realización preferida, el acristalamiento según la invención es tal que el sistema de capas comprende al menos una capa metálica adicional a base de plata de tal manera que la o cada capa a base de plata está rodeada por un revestimiento dieléctrico. Este revestimiento dieléctrico puede estar formado de un material tal como el descrito anteriormente en relación con las otras realizaciones de la invención. También puede tratarse de cualquier material dieléctrico bien conocido en el campo, tal como, por ejemplo, estannato de zinc o ZnO, dopado o no.

En esta segunda realización, la capa funcional de base del sistema de capas es la capa a base de plata que refleja la radiación infrarroja, lo que permite una mejor eficiencia del control solar conservando al mismo tiempo una mayor transmisión luminosa y por lo tanto una ganancia significativa en selectividad. La adición de una capa adicional a base de plata es sorprendente ya que este tipo de capa resiste generalmente mal al tratamiento térmico a alta temperatura, y además debilita todo el sistema de capas desde el punto de vista mecánico y químico. En general, la presencia de una capa de plata impide el posicionamiento del sistema de capas en contacto con el entorno externo y requiere la protección del sistema de capas con la ayuda de un sustrato adicional. Los inventores han descubierto que, sorprendentemente, la invención permite paliar estos inconvenientes.

La combinación de una capa a base de plata con la capa que absorbe la radiación solar permite, por un lado, obtener simultáneamente propiedades de reflexión de la radiación infrarroja, proporcionadas por la capa a base de plata, combinadas con propiedades de absorción de la radiación energética solar.

Según una primera forma preferida de esta segunda realización, al menos uno de los revestimientos dieléctricos comprende al menos dos capas dieléctricas, y la capa metálica que absorbe la radiación solar a base de tungsteno aleado con al menos níquel se inserta entre estas dos capas dieléctricas de este revestimiento dieléctrico. Los inventores han constatado que esta configuración separa efectivamente la función de reflexión infrarroja de la función de absorción de la radiación solar, lo que permite más fácilmente optimizar las dos funciones, en particular cuando se desea mejorar la calidad cristalográfica de la plata para obtener una emisividad más baja, por ejemplo, con la ayuda de una capa a base de ZnO debajo de la plata, frecuentemente llamada capa humectante, y/o encima de la plata, sin pérdida de la función de absorción de la capa metálica que absorbe la radiación solar. Además, esta disposición permite proteger mejor la capa metálica que absorbe la radiación solar durante el tratamiento térmico para que conserve, tanto como sea posible, su función de absorción.

Preferiblemente, la primera capa dieléctrica, del primer revestimiento dieléctrico, depositada sobre el sustrato de vidrio, y en contacto con él, es una capa de óxido mixto de zinc-estaño, que contiene ventajosamente al menos 20% de estaño, más preferiblemente aún una capa de óxido mixto de zinc-estaño en la que la proporción zinc-estaño es próxima a 50-50% en peso (Zn2SnO4). Esta disposición es ventajosa para la resistencia al tratamiento térmico a alta temperatura. El óxido mixto de zinc-estaño forma una excelente barrera a los iones alcalinos que migran desde el sustrato de vidrio a temperatura alta del tratamiento térmico, en particular del temple. También tiene y conserva una buena adhesión con respecto al sustrato de vidrio. También tiene un buen porcentaje de depósito, en comparación, por ejemplo, con SiO²o Al2O3, y tiene buena durabilidad en comparación, por ejemplo, con ZnO puro o con el óxido de bismuto. Además, puede ser ventajoso ya que tiene menos tendencia a generar velo después del tratamiento térmico del apilamiento, en comparación, por ejemplo, con los óxidos de Ti o Zr. La capa que consiste en un óxido, en contacto directo con el sustrato, tiene ventajosamente un grosor de al menos 5 nm, preferiblemente de al menos 8 nm, más preferiblemente de al menos 10 nm. Estos valores mínimos de grosor permiten, entre otro, asegurar la durabilidad química del producto no tratado térmicamente, pero también asegurar la resistencia al tratamiento térmico.

Preferiblemente, las dos dichas capas dieléctricas que rodean la capa metálica que absorbe la radiación solar a base de tungsteno aleado con al menos níquel son a base de nitruro de silicio o nitruro de aluminio. Esto asegura una muy buena protección de la capa metálica que absorbe la radiación solar durante el tratamiento térmico a alta temperatura.

Los ejemplos preferidos, pero de ningún modo limitativos, de esta realización pueden representarse esquemáticamente como sigue: G/Si3N4/NiCrW/Si3N4/D/ZnO/Ag/AZO/Si3N4/ZnO/Ag/AZO/Si3N4/NiCrW/Si3N4G/D/ZnO/Ag/AZO/D/ZnO/Ag/AZO/D/Si3N 4/NiCrW/Si3N4; G/Si3N4/NiCrW/Si3N4/D/ZnO/Ag/AZO/D/ZnO/Ag/AZO/D/Si3N4; G/Si3N4/NiCrW/Si3N4/D/ZnO/Ag/B/D/ZnO/Ag/B/D/TiN (o TiO²) G/Si3N4/NiCrW/Si3N4/D/ZnO/Ag/AZO/D/Si3N4/D/ZnO/Ag/AZO/D/Si3N4;

G/D/ZnO/Ag/AZO/D/Si3N4/NiCrW/Si3N4/D/ZnO/Ag/AZO/D/Si3N4;

G/D/ZnO/Ag/B/D/Si3N4/NiCrW/Si3N4/D/ZnO/Ag/B/D/Si3N4;

representando G el sustrato, preferiblemente una lámina de vidrio sodo-cálcico común; representando B una capa barrera contra la oxidación de la plata bien conocida en el campo; representando AZO una capa barrera a base de óxido de zinc, preferiblemente dopado con aluminio, depositada a partir de una diana (cátodo) de cerámica de óxido de zinc (preferiblemente dopada con aluminio) pulverizado en una atmósfera a base de argón con poco o nada de oxígeno; representando D una o más capas dieléctricas, en particular a base de estannato de zinc, de ZnO dopado o no, u otro material conocido en el campo y adaptado para este tipo de apilamiento de capas, por ejemplo TiO², ZrO²o sus mezclas, o un nitruro tal como AlN. En una variante, el AZO puede estar sustituido por otras barreras bien conocidas en el campo y adaptadas a las propiedades deseadas para el sistema formado de capas, como por ejemplo un óxido de Ti, dopado o no con niobio o circonio, preferentemente obtenido a partir de una diana de cerámica formada a partir del óxido a depositar, o ZnO puro. Los ejemplos dados anteriormente usan NiCrW como capa que absorbe la radiación solar a título de ejemplos concretos, pero NiCrW puede también estar reemplazado por otro material a base de tungsteno aleado con níquel, tal como WNi o WNiV, en forma metálica pura o con trazas de nitrógeno o de oxígeno.

Preferiblemente, según esta primera forma de la segunda realización de la invención, el sistema de capas comprende, al menos una vez, la sucesión de las siguientes capas: “nitruro de silicio o de aluminio o sus mezclas/capa que absorbe la radiación/nitruro de silicio o de aluminio o sus mezclas/óxido transparente intermedio/capa humectante a base de óxido de zinc/capa metálica adicional a base de plata”. Se ha encontrado que el uso de una capa humectante a base de ZnO con la inserción de una capa de óxido transparente intermedio entre la capa de nitruro que protege la capa que absorbe la radiación solar y la capa humectante permite reducir fuertemente, o evitar, la formación de manchas inaceptables en el aspecto visual del sustrato revestido que ha sufrido un tratamiento térmico a alta temperatura, que tienden a formarse durante el tratamiento térmico en ausencia de esta sucesión específica de capas. También se ha constatado que, sin esta capa de óxido transparente intermedio, la resistencia eléctrica superficial, y por tanto también la emisividad, tendían a aumentar de manera no deseada tras el tratamiento térmico, mientras que gracias a la presencia de esta capa de óxido intermedio la emisividad estaba al menos conservada, o incluso reducida de manera beneficiosa, después del tratamiento térmico. La capa de óxido transparente intermedio puede ser un óxido a base de ZnO, SnO², TiO², ZrO²o sus mezclas, siendo al mismo tiempo diferente de la capa humectante. Preferiblemente, la capa de óxido transparente intermedio es un óxido mixto de zinc-estaño que contiene al menos 20% de estaño y al menos 10% de zinc.

Según una segunda forma preferida de esta segunda realización, la capa metálica adicional a base de plata se sitúa en el apilamiento directamente sobre y/o debajo de la capa metálica que absorbe la radiación solar a base de tungsteno aleado con al menos níquel.

Los inventores han determinado que, sorprendentemente, la presencia de la capa que absorbe la radiación solar permite reducir los riesgos de deterioro químico de la capa a base de plata cuando dicha capa a base de plata está en contacto directo con la capa que absorbe la radiación solar a base de tungsteno aleado con al menos níquel.

Preferentemente, según esta segunda forma de la segunda realización, el acristalamiento según la invención es tal que la o las capas metálicas a base de plata, si son varias, tiene o tienen un grosor de al menos 9 nm, preferentemente de al menos 13 nm, y como máximo 23 nm, más preferiblemente de al menos 15 nm, y como máximo 22 nm.

Según esta realización, la capa metálica que absorbe la radiación solar tiene preferentemente un grosor geométrico comprendido entre 0,5 y 8 nm, y ventajosamente entre 0,5 y 5 nm.

Según esta realización, esta capa que absorbe la radiación solar se puede colocar bien por debajo de la capa adicional a base de plata, o bien por encima de la capa a base de plata. Preferiblemente, se coloca a ambos lados de la capa metálica adicional a base de plata, teniendo cada capa preferiblemente un grosor comprendido en el intervalo indicado anteriormente, es decir, preferiblemente entre 0,5 y 5 nm. Se ha encontrado que esta es la mejor disposición para repartir la absorción de la radiación solar a ambos lados de la capa que refleja el infrarrojo.

Según una primera realización preferida de la primera realización, el acristalamiento según la invención es tal que comprende en al menos una de las caras de un sustrato de vidrio un sistema de capas que comprende al menos, sucesivamente:

• Una capa de un material dieléctrico a base de al menos un compuesto químico seleccionado del grupo que consiste en óxido de silicio, óxido de aluminio, óxidos mixtos de aluminio-silicio, nitruro de silicio, nitruro de aluminio, nitruros mixtos de aluminio-silicio, oxinitruro de silicio, oxinitruro de aluminio y oxinitruros mixtos de aluminio-silicio, preferiblemente de entre nitruro de silicio, nitruro de aluminio y nitruros mixtos de aluminio-silicio, teniendo la capa de material dieléctrico un grosor óptico de al menos 10 nm y como máximo 200 nm, preferiblemente de al menos 40 nm y como máximo 180 nm,

• Una capa metálica que absorbe la radiación solar, comprendiendo dicha capa metálica de 30 a 90%, preferentemente de 40 a 90%, y ventajosamente de 50 a 90% en peso de tungsteno, y níquel y cromo en una relación en peso de níquel/cromo comprendida entre 100/0 y 50/50, preferiblemente 80/20, teniendo la capa metálica a base de tungsteno aleado con al menos níquel un grosor geométrico de al menos 2 nm, preferiblemente de al menos 3 nm, y como máximo 30 nm, preferiblemente de al menos 3 nm y como máximo 25 nm,

• Una capa de un material dieléctrico a base de al menos un compuesto químico seleccionado del grupo que consiste en óxido de silicio, óxido de aluminio, óxidos mixtos de aluminio-silicio, nitruro de silicio, nitruro de aluminio, nitruros mixtos de aluminio-silicio, oxinitruro de silicio, oxinitruro de aluminio y oxinitruros mixtos de aluminio-silicio, preferentemente de entre nitruro de silicio, nitruro de aluminio, nitruros mixtos de aluminio-silicio, teniendo la capa de material dieléctrico un grosor óptico de al menos 20 nm y como máximo 200 nm.

Según una segunda realización preferida de la primera realización, el acristalamiento según la invención es tal que comprende en al menos una de las caras de un sustrato de vidrio un sistema de capas que comprende al menos, sucesivamente:

• Una capa de material dieléctrico a base de al menos un compuesto químico seleccionado del grupo que consiste en óxido de silicio, nitruro de silicio y oxinitruro de silicio, teniendo la capa de material dieléctrico un grosor óptico de al menos 10 nm y como máximo 200 nm, preferentemente al menos 40 nm y como máximo 180 nm,

• Una capa metálica que absorbe la radiación solar, comprendiendo dicha capa metálica de 30 a 90%, preferentemente de 40 a 90%, y ventajosamente de 50 a 90% en peso de tungsteno, y níquel y cromo en una relación en peso de níquel/cromo comprendida entre 100/0 y 50/50, preferiblemente 80/20, teniendo la capa metálica a base de tungsteno aleado con al menos níquel un grosor geométrico de al menos 2 nm, preferiblemente de al menos 3 nm, y como máximo 30 nm, preferiblemente al menos 3 nm y como máximo 25 nm,

• Una capa de material dieléctrico que tiene un grosor óptico de al menos 20 nm y como máximo 400 nm, preferiblemente de entre 20 y 200 nm, a base de al menos un compuesto químico seleccionado del grupo que consiste en nitruro de silicio y oxinitruro de silicio.

Según una realización preferida de la primera forma de la segunda realización, el sistema de capas comprende n capas metálicas adicionales a base de plata, con n>1, estando rodeada cada capa de metal adicional a base de plata por capas de material dieléctrico, y comprende al menos una vez la siguiente sucesión de capas: “nitruro de silicio o de aluminio o su mezcla / capa que absorbe la radiación solar / nitruro de silicio o de aluminio o su mezcla / óxido transparente intermedio / capa de humectación a base de óxido de zinc / capa metálica adicional a base de plata”, en la que la capa metálica adicional a base de plata tiene un grosor geométrico de al menos 8 nm y la capa que absorbe la radiación solar tiene un grosor geométrico comprendido entre 0,5 y 8 nm. Puede tratarse de un sistema de capas que tiene dos o tres, o incluso cuatro, capas metálicas a base de plata, una capa que absorbe la radiación solar, rodeada de sus capas dieléctricas específicas, estando dispuesta preferentemente entre la primera y la segunda capa a base de plata partiendo del sustrato Se ha descubierto que esta sucesión particular de capas permite reducir en gran medida, o evitar, la formación de manchas coloreadas que se observan después del tratamiento térmico cuando no se respeta esta secuencia, y en particular cuando la capa de óxido transparente intermedio no está presentes entre la capa de nitruro que protege la capa que absorbe la radiación solar y la capa de humectación a base de ZnO. También se ha constatado que, gracias a la presencia de esta capa de óxido intermedio, la resistencia eléctrica superficial, y por lo tanto también la emisividad, al menos se conservaba, o incluso se reducía de manera beneficiosa, después del tratamiento térmico en lugar de aumentar de manera indeseable durante el tratamiento térmico.

Según una realización preferida de la segunda forma de la segunda realización, el acristalamiento según la invención es tal que comprende en al menos una de las caras de un sustrato de vidrio un sistema de capas que comprende al menos, sucesivamente: •

• Una capa de material dieléctrico a base de al menos un compuesto químico seleccionado del grupo que consiste en nitruro u oxinitruro de silicio y/o de aluminio, teniendo la capa de material dieléctrico un grosor óptico de al menos 10 nm y de como máximo 200 nm, preferiblemente al menos de 40 nm y de como máximo 180 nm,

• Una capa metálica que absorbe la radiación solar, comprendiendo dicha capa metálica de 30 a 90%, preferentemente de 40 a 90%, y ventajosamente de 50 a 90% en peso de tungsteno, y níquel y cromo en una relación en peso de níquel/cromo comprendida entre 100/0 y 50/50, preferiblemente 80/20, teniendo la capa metálica a base de tungsteno aleado con al menos níquel un grosor geométrico de al menos 0,5 nm, preferiblemente de al menos 1 nm, y como máximo 8 nm, preferiblemente de al menos 1 nm y como máximo 5 nm,

• Una capa metálica adicional a base de plata que tiene un grosor geométrico de al menos 9 nm, preferiblemente de al menos 13 nm, y como máximo 22 nm,

• Una segunda capa metálica que absorbe la radiación solar, comprendiendo dicha capa metálica de 30 a 90%, preferentemente de 40 a 90%, y ventajosamente de 50 a 90% en peso de tungsteno, y níquel y cromo en una relación en peso de níquel/cromo comprendida entre 100/0 y 50/50, preferentemente 80/20, teniendo la capa metálica a base de tungsteno aleado con al menos níquel un grosor geométrico de al menos 0,5 nm, preferentemente de al menos 1 nm, y como máximo 8 nm, preferentemente de al menos 1 nm y como máximo 5 nm,

• Una capa de un material dieléctrico a base de nitruro u oxinitruro de silicio que tiene un grosor óptico de al menos 20 nm y como máximo 400 nm, preferentemente de entre 20 y 200 nm.

Según las cuatro realizaciones anteriores, se pueden añadir otras capas adicionales, ya sea directamente sobre el sustrato, o bien como capa exterior de protección, o bien en el interior del apilamiento del sistema de capas, con el fin de dar al sistema de capas de base propiedades y/o protecciones adicionales, tales como, por ejemplo, protección externa adicional contra ataques mecánicos o químicos, una barrera contra los álcalis que provienen del sustrato, propiedades ópticas diferentes, una mejora de las propiedades eléctricas de las capas metálicas, una mejora del porcentaje de depósito, o cualquier función adicional. Sin embargo, las capas adicionales deben escogerse preferiblemente de modo que no perjudiquen la capacidad del sistema de capas a someterse a un tratamiento térmico a alta temperatura. En particular, se tendrá cuidado ventajosamente en que estas capas adicionales no sufran modificaciones sustanciales, y en particular modificaciones de estructura, durante el tratamiento térmico, para evitar que conlleven modificaciones de las propiedades ópticas del sistema de capas durante el tratamiento térmico.

Los tratamientos térmicos, en particular del tipo encorvado/templado, también pueden inducir modificaciones más o menos significativas de las propiedades ópticas y en particular de los tintes. Preferentemente, estas variaciones deben minimizarse de tal manera que, tratados térmicamente o no, los acristalamientos tengan un aspecto prácticamente sin cambio.

Tradicionalmente, la medida de las variaciones colorimétricas se lleva a cabo a partir de las coordenadas del sistema CIELAB. La variación colorimétrica se expresa mediante la expresión anotada AE*, expresión que corresponde a la fórmula:

AE* = (AL*2+Aa*2+Ab*2) 1/2

En la que AL* representa la diferencia entre las coordenadas colorimétricas L* del acristalamiento antes y después del tratamiento térmico,

Aa* representa la diferencia entre las coordenadas colorimétricas a* del acristalamiento antes y después del tratamiento térmico,

Ab* representa la diferencia entre las coordenadas colorimétricas b* del acristalamiento antes y después del tratamiento térmico,

Más particularmente, el acristalamiento según la invención tiene una variación colorimétrica en transmisión, AE*tr:

inferior a 8, preferentemente inferior a 5, más preferentemente inferior a 3, cuando dicho acristalamiento se somete a una temperatura de al menos 630°C y como máximo 670°C durante 7 minutos.

El acristalamiento según la invención tiene, adicionalmente o no, una variación colorimétrica en reflexión del lado frontal del cristal, AE*rg:

El acristalamiento según la invención tiene, adicionalmente o no de las dos propiedades anteriores, una variación colorimétrica en reflexión del lado de la cara de capa, AE*rc, tal que:

inferior a 8, preferentemente inferior a 5, más preferentemente inferior a 3, cuando dicho acristalamiento se somete a una temperatura de al menos 630°C y como máximo 670°C, durante 7 minutos.

Según una realización particular, el acristalamiento según la invención es tal que el grosor de la capa metálica que absorbe la radiación solar se escoge de manera que la transmisión luminosa para un sustrato constituido por vidrio transparente de 4 mm de grosor sea al menos igual a 2%, y como máximo igual a 75%. En el caso de uso como techo de vehículo automóvil, la transmisión luminosa estará preferentemente entre 2 y 10%, preferentemente entre 6 y 8%. En el caso de aplicación en edificios, la transmisión luminosa estará preferentemente entre 10 y 70%, preferentemente entre 10 y 60%, ventajosamente entre 10 y 50%, y favorablemente entre 20 y 40%. En efecto, la capa metálica que absorbe la radiación solar controla las transmisiones luminosas y energéticas, de manera que, cuanto más gruesa sea, más absorbe.

Según una realización particular, el acristalamiento según la invención es tal que el grosor óptico de las capas dieléctricas se escoge de manera que la reflexión por el lado de las capas sea como mínimo de 1% y como máximo de 40%. Las capas dieléctricas, en particular la capa superior, controlan en particular la reflexión del sistema. De manera conocida, la alternancia de las capas de alto y bajo índice de refracción permite controlar la reflexión. El grosor de las capas también es un factor determinante. Dentro del límite de los grosores indicados anteriormente, el aumento del grosor de la capa de material dieléctrico situada encima de la capa metálica que absorbe la radiación solar, reduce la intensidad de la reflexión del lado de la capa.

En una variante, cuando se desea una baja reflexión luminosa, en particular del lado de la capa, se prevén preferiblemente dos, o incluso más, capas funcionales formadas por capas metálicas que absorben la radiación solar con una capa dieléctrica entre estas dos capas, según la siguiente estructura, por ejemplo: capa dieléctrica tal como se describe en la reivindicación principal / capa que absorbe la radiación solar / capa dieléctrica tal como se describe en la reivindicación principal / capa que absorbe la radiación solar / capa dieléctrica tal como se describe en la reivindicación principal. El grosor total deseado para la absorción de la radiación solar se subdivide en dos, o incluso en tantas capas absorbentes utilizadas. A título de ejemplo ilustrativo, esta es una estructura concreta preferida: Si3N4/NiCrW/Si3N4/NiCrW/Si3N4. Esta estructura facilita la obtención de un reflejo luminoso muy bajo del lado de la capa, por ejemplo, de solo 2%.

Según una realización preferida de la invención, la reflexión luminosa medida del lado del sustrato es de al menos 27%, preferentemente de al menos 30%, y ventajosamente de al menos 35%. Esta característica permite obtener un efecto estético agradable y muy apreciado a nivel del mercado comercial de ciertas regiones, en particular por el aspecto brillante de la cara del acristalamiento.

El sistema de capas del acristalamiento según la invención permite obtener más fácilmente este efecto estético, en particular ajustando adecuadamente el grosor óptico de las capas dieléctricas a fin de gestionar correctamente el efecto de interferencia óptica. Un medio adecuado consiste en limitar el grosor óptico de la primera capa dieléctrica, dispuesta entre el sustrato y la capa que absorbe la radiación solar, a un valor bajo. Sin embargo, esta solución tiene un límite ya que el grosor de esta primera capa dieléctrica debe ser suficiente para permitir el tratamiento térmico a alta temperatura del sistema de capas sin deterioro de sus propiedades, en particular debido a la migración de elementos que provienen del sustrato. Otra forma preferida consiste en que la segunda capa dieléctrica, situada por encima de la capa que absorbe la radiación solar, tenga un grosor óptico elevado y esté comprendido en un intervalo específico. Preferentemente, la segunda capa dieléctrica, dispuesta por encima de la capa que absorbe la radiación solar, tiene un grosor óptico (grosor geométrico multiplicado por el índice de refracción del material) comprendido entre 70 y 170 nm, preferentemente entre 80 y 140 nm, y ventajosamente entre 110 y 130 nm.

Preferiblemente, la reflexión luminosa medida del lado del sustrato es al menos 2 veces, ventajosamente al menos 2,5 veces, y preferiblemente al menos 3 veces mayor que la reflexión luminosa medida del lado del sistema de capas. Preferiblemente, la reflexión luminosa medida del lado del sustrato es al menos 15%, ventajosamente al menos 20% mayor que la reflexión luminosa medida del lado del sistema de capas. Dado que, para obtener el mejor efecto de control solar, la capa se dispone en la posición 2 (partiendo del exterior), esta característica permite obtener una reflexión exterior (medida del lado del sustrato) que permite la realización del efecto estético agradable buscado evitando al mismo tiempo el efecto espejo al mirar a través del acristalamiento desde el interior del espacio cerrado por el acristalamiento, mejorando así la transmisión luminosa y la visibilidad a través del acristalamiento. Esta combinación de reflexión externa alta, para obtener un efecto estético buscado, con baja reflexión interna es una característica esencial de esta realización de la invención. Se evita así el efecto espejo visto desde el interior que impide una visión correcta a través del acristalamiento desde el recinto cerrado por el acristalamiento. Un grosor elevado de la segunda capa dieléctrica es una condición primordial.

Según una realización ventajosa, para obtener esta diferencia de reflexión luminosa entre el lado del sustrato y el lado del sistema de capas, la capa de material dieléctrico dispuesta por encima de la capa que absorbe la radiación solar es multicapa y comprende un material que tiene un alto índice de refracción, mayor que 2. En el ámbito de la presente invención, este dieléctrico de alto índice de refracción es un material que resiste el tratamiento térmico sin modificación estructural significativa. Un ejemplo específico de tal material es el óxido de titanio dopado, por ejemplo con circonio o niobio, en particular una mezcla de óxido de titanio y de óxido de circonio en una proporción de 40 a 60% cada uno. Otro ejemplo de tal material es el óxido de circonio. Preferiblemente, este material de alto índice se dispone entre la capa que absorbe la radiación solar y la capa dieléctrica más externa del sistema de capas.

Preferiblemente, el sistema de capas termina con una fina capa de protección a base de un óxido mixto de titaniocirconio.

Los acristalamientos según la invención encuentran diversas aplicaciones adaptando sus propiedades mediante el ajuste de las capas, y en particular sus grosores.

Los acristalamientos según la invención pueden pertenecer a dobles acristalamientos, y en este caso el sistema de capas puede disponerse en el espacio entre las dos hojas de vidrio, lo que limita los riesgos de alteración, en particular mecánica. Sin embargo, una de las características significativas de los sistemas de capas propuestos para los acristalamientos según la invención es su resistencia tanto mecánica como química. En las realizaciones sin capa metálica adicional a base de plata o con capa adicional metálica a base de plata, pero sin óxido en el sistema de capas, esta resistencia es tal que se pueden utilizar con el sistema de capas expuesto sin más protección. En este último caso, el acristalamiento puede también componerse de una única hoja de vidrio, aplicándose los sistemas de capas sobre una cara de esta hoja. También puede tratarse de acristalamientos laminados que comprenden dos hojas de vidrio, o más, uniéndose las hojas entre sí mediante hojas intermedias de material termoplástico según las técnicas tradicionales en este campo.

En estas aplicaciones sobre un acristalamiento único, el sistema de capas no está protegido del entorno. Incluso en el caso de acristalamientos laminados, las capas pueden estar en una cara externa para que puedan desempeñar su papel en el control de la transmisión energética actuando sobre la emisividad de la superficie.

Cuando la funcionalidad privilegiada es el carácter de baja emisividad del acristalamiento, el sistema de capas se dispone preferentemente en la cara que da al interior del vehículo o del edificio. Esta posición conduce a la mayor reflexión de los rayos infrarrojos de grandes longitudes de onda para conservar el calor en el interior del habitáculo o del edificio. Para los vehículos, esta posición corresponde a la capa con la cara girada hacia el habitáculo. En esta posición, el sistema de capas resiste tanto mejor que las tensiones, en particular para los acristalamientos fijos (techo, luna trasera, etc.), son relativamente limitadas.

El acristalamiento según la invención encuentra por lo tanto su aplicación como elemento acristalado de un vehículo automóvil: techo, parabrisas, ventana lateral, luna trasera (estando el sistema de capas preferentemente en la cara expuesta hacia el habitáculo) y elemento acristalado de edificios.

Más particularmente, el acristalamiento según la invención encuentra su aplicación como techo solar para un vehículo automóvil.

De hecho, los fabricantes de automóviles buscan una solución que evite la colocación de una cortina (velo) en el techo para protegerse del sol. La ausencia de esta cortina conduce a una ganancia de peso (~ 6 kg) y por lo tanto a un menor consumo de combustible, dando como resultado una menor emisión de CO2. Sin ninguna cortina, el confort térmico aún debe estar garantizado para los pasajeros, es decir, sin sobrecalentamiento en verano y sin sensación de pared fría en invierno. En un vehículo eléctrico, no hay calor procedente del motor térmico que se pueda utilizar para calentar el habitáculo del vehículo y el calor del cuerpo debe permanecer absolutamente en el interior (sin pérdidas por el techo).

El acristalamiento según la invención también encuentra su aplicación como elemento acristalado de un aparato electrodoméstico tal como la puerta de un horno, en el que también puede proporcionar un efecto estético buscado. Resiste bien a los diferentes ataques químicos y/o mecánicos que se deben a este tipo particular de aplicación.

Como ya se ha indicado anteriormente en varias ocasiones, el acristalamiento según la invención también encuentra, por supuesto, su aplicación como elemento acristalado de un edificio. En este caso de aplicación, el acristalamiento puede formar un doble o triple acristalamiento con el sistema de capas dispuesto frente al espacio cerrado en el interior del acristalamiento múltiple. El acristalamiento también puede formar un acristalamiento laminado cuyo sistema de capas puede estar en contacto con el material adhesivo termoplástico que une los sustratos, en general, PVB. Sin embargo, el acristalamiento según la invención es particularmente útil cuando el sistema de capas mira hacia el exterior, ya sea un acristalamiento simple o un acristalamiento laminado, pero también eventualmente un acristalamiento múltiple.

Por supuesto, el sustrato de vidrio puede ser un vidrio tintado en masa, tal como un vidrio gris, azul o verde, para absorber además la radiación solar, o para formar un espacio privado con baja transmisión luminosa para ocultar el habitáculo del vehículo, o una oficina en un edificio, a la vista externa.

Como variante de las diversas realizaciones que incluyen una capa metálica adicional a base de plata, la invención también incluye la introducción no solo de una única capa metálica a base de plata sino también de dos, o incluso tres, o incluso cuatro, capas metálicas a base de plata. En este caso, la o las capas metálicas que absorben la radiación solar pueden estar dispuestas en la proximidad inmediata (a ambos lados o de un lado o del otro) de varias, o de cada una, capa a base de plata. Preferentemente, las capas metálicas que absorben la radiación solar estarán dispuestas a ambos lados de la primera capa metálica a base de plata partiendo del sustrato. Las capas dieléctricas a base de nitruro u oxinitruro de silicio y/o de aluminio se disponen preferiblemente entre cada capa metálica a base de plata según una repetición de los ejemplos con una única capa funcional.

5. Descripción de realizaciones preferidas de la invención

A continuación, en la siguiente tabla I, se dan ejemplos de acristalamientos según la invención, pero también ejemplos comparativos (“R”). Las propiedades ópticas se definen, en vidrio simple, para acristalamientos cuyo sustrato es de vidrio “float” claro ordinario de 4 mm de grosor. Las capas están en orden, de izquierda a derecha, partiendo por el vidrio. Los grosores aproximados se expresan en nm.

Tabla I e Ibis: Ejemplos de acristalamientos según la invención y comparativos de los rendimientos de los acristalamientos según la invención con acristalamientos de la técnica anterior, estando los revestimientos depositados sobre un vidrio transparente de 4 mm de grosor. Las transmisiones luminosas (TL) y las reflexiones luminosas del lado de la capa (Rc) y del lado del vidrio (Rg) también se indican (en%) para algunos ejemplos.

Tabla I:

Tabla Ibis:

Las capas metálicas que absorben la radiación solar, las capas metálicas adicionales a base de plata y las capas dieléctricas se aplican mediante una técnica de pulverización catódica (“sputtering”) en las condiciones habituales para este tipo de técnica. Como variante, las capas dieléctricas se aplican mediante la técnica conocida denominada PECVD (“Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition”) o depósito químico de vapor asistido por plasma.

Las capas dieléctricas de nitruro de silicio se producen a partir de dianas metálicas en una atmósfera constituida por una mezcla de argón (30-70%) y de nitrógeno (70-30%) bajo una presión total de 4 mTorr (0,53 Pa). Las capas de níquel-cromo (Níquel/Cromo 80/20)-tungsteno (50% en peso de NiCr y 50% de W en la aleación NiCrW) se depositan a partir de cátodos metálicos en una atmósfera de argón solo. Como variante, la atmósfera de depósito de esta aleación metálica NiCrW comprende un poco de nitrógeno o de oxígeno procedente de las zonas de depósito vecinas. Como resultado, la capa de NiCrW formada, que al mismo tiempo conserva su carácter esencialmente metálico, contiene un poco de nitrógeno o de oxígeno. Las propiedades obtenidas son similares. Las capas dieléctricas de óxido de silicio se producen a partir de una diana a base de silicio en una atmósfera que contiene argón y oxígeno.

En las muestras, se mide la transmisión luminosa TL y la reflexión luminosa del lado de la capa o del sustrato con Illuminant D65, 2°. Las coordenadas colorimétricas L*, a*, b*, CIE, también se miden antes y después del tratamiento térmico con Illuminant D65, 10°. El ángulo en el que se llevan a cabo las medidas es de 8°.

Las muestras se someten a un tratamiento térmico que comprende mantenerlas a 670°C durante 7 min y 30 s. Las variaciones de transmisión y reflexión en AE* también se dan en las tablas. En los ejemplos, las notaciones SiN designan los nitruros de silicio sin representar una fórmula química, entendiéndose que los productos obtenidos no son necesariamente de manera estricta estequiométricos, sino que son los obtenidos en las condiciones de depósito indicadas y que se aproximan a los productos estequiométricos. Las notaciones SÍO^xdesignan los óxidos de silicio sin representar una fórmula química, entendiéndose que los productos obtenidos no son necesariamente de manera estricta estequiométricos, sino los obtenidos en las condiciones de depósito indicadas y que se aproximan a los productos estequiométricos. Las capas de SiN o de SiOx pueden contener hasta aproximadamente un máximo de 10% en peso de aluminio procedente de la diana. La capa dieléctrica según la invención también puede estar constituida de varias capas individuales que comprenden, o que consisten esencialmente en, estos mismos materiales.

Las resistencias mecánica y química de los acristalamientos según la invención sin capa de plata se caracterizan por superar con éxito los ensayos definidos en la norma EN1096-2 para los revestimientos denominados de clase B. Además, los cristales según la invención cumplen también a los requisitos de los siguientes ensayos:

■ a la niebla salina (NSS: Neutral Salt Spray) según la norma ISO 9227-2006, preferentemente durante al menos 10 días;

■ en la cámara climática según la norma EN1036-2008, preferentemente durante al menos 10 días; y

■ al ensayo de Cleveland según la norma ISO 6270-1:1998, preferentemente durante al menos 10 días;

■ al ensayo de resistencia al ácido (SO²) según la norma EN 1096-2.

■ al ensayo AWRT (Automatic web rub test) descrito a continuación: Un pistón revestido con un tejido de algodón se pone en contacto con la capa a evaluar y oscila sobre su superficie. El pistón lleva un peso de manera a aplicar una fuerza de 33 N sobre un dedo de 17 mm de diámetro. La abrasión del algodón sobre la superficie recubierta dañará (eliminará) la capa después de un cierto número de ciclos. El ensayo se utiliza para definir el límite antes de que la capa se descolora (eliminación parcial de la capa) y que aparezcan marcas en la capa. El ensayo se lleva a cabo durante 10, 50, 100, 250, 500 y 1000 ciclos, en varios sitios separados de la muestra. La muestra se observa bajo un cielo artificial para determinar si se puede ver alguna decoloración o marcas en la muestra. El resultado de AWRT indica el número de ciclos que dan poca o ninguna degradación (no visible a simple vista bajo un cielo artificial uniforme a 80 cm de distancia de la muestra).

■ al ensayo DBT (Dry Brush test) según la norma ASTM D2486-00 (método ensayo “A”), preferiblemente durante al menos 1000 ciclos

y esto antes y después de un eventual tratamiento térmico.

Tabla II: Los siguientes ejemplos se llevaron a cabo con otras proporciones de NiCr y de W en la aleación metálica que absorbe la radiación solar. Como para los ejemplos precedentes, los números de ejemplos que llevan la letra (“R”) son ejemplos comparativos, los números sin esta letra son ejemplos según la invención. También se indican los resultados (OK por bueno, KO por inaceptable; y S por satisfactorio) de tres ensayos de resistencia química: cámara climática (CC), ensayo de Cleveland (Clev) y niebla salina (BS).

Se utilizó la misma estructura siguiente: 25 nm SiN/capa funcional/55 nm SiN (SiN significa Si3N4, eventualmente dopado con aluminio para hacer conductora la diana de partida). Las diferentes capas se depositan de la misma manera que en los ejemplos anteriores. La constitución de la capa funcional se da en la tabla II a continuación. Los porcentajes de NiCr con respecto a W se dan en peso. La transmisión luminosa de estos ejemplos es de aproximadamente 7% y el factor solar de aproximadamente 20%.

Tabla III: el ejemplo de sistema de capas, depositado sobre un sustrato de vidrio, que se recoge en la tabla III a continuación, tiene una estructura con dos capas funcionales formadas cada una de una capa metálica que absorbe la radiación solar que forma un acristalamiento según la invención. Las convenciones de escritura son las mismas que para la tabla II.

La variación de los grosores de las capas dieléctricas, dentro de unos límites razonables, no afecta significativamente a la modificación del color durante el tratamiento térmico, ni a la durabilidad, pero sí modifica el aspecto estético de partida (y en particular el color).

Tabla IV: los ejemplos 26-33 de sistema de capas, depositado sobre un sustrato de vidrio, que se dan en la tabla IV a continuación se refieren más particularmente a la realización de la invención según la cual la reflexión luminosa del lado del sustrato es alta, y en particular más alta que reflexión luminosa del lado del sistema de capas. La capa metálica que absorbe la radiación solar es una aleación que comprende 50% de níquel-cromo (80-20%) y 50% de tungsteno. Las convenciones de escritura son las mismas que para la tabla I. Las cifras entre paréntesis son los grosores físicos en nm de las diferentes capas. Las propiedades (en % para la transmisión y la reflexión luminosa) se dan para acristalamiento monolítico después del tratamiento térmico. La denominación “TZO” representa un óxido mixto que comprende 50% de TiO²y 50% de ZrO².

La siguiente tabla Va da ejemplos con dos capas metálicas adicionales a base de plata, estando la capa que absorbe la radiación solar en el primer revestimiento dieléctrico dispuesto entre el sustrato y la primera capa a base de plata. Las diferentes capas se depositan en las mismas condiciones que para los ejemplos de la tabla I. Las propiedades se miden de la misma manera y se dan en la tabla Vb. Los ejemplos de la tabla Va también sufrieron un tratamiento térmico idéntico al descrito para los ejemplos de la tabla I, y las variaciones de las propiedades están, de igual forma, dadas en AE*, o en transmisión AE*^t1(o AE*tr), o bien en la reflexión del lado de la capa (AE*^rc), o bien en reflexión del lado del sustrato de vidrio (AE*Rg). Además, las coordenadas L*, a*, b*, e Y (que representa la transmisión luminosa total o la reflexión luminosa total) también se indican en transmisión (TL), en reflexión del lado del sustrato de vidrio (Rg) y en reflexión del lado del sistema de capas (Rc), así como como la variación de la transmisión luminosa total (A^tl), y la variación de la reflexión total del lado del sustrato de vidrio (ARg) y del lado del sistema de capas (A^rc). La denominación ZSO5 representa un óxido mixto de zinc-estaño formado a partir de un cátodo de una aleación de zincestaño con un 52% en peso de zinc y un 48% en peso de estaño para formar la estructura de espinela del estannato de zinc Zn2SnO4. La expresión “AZO” se refiere a un óxido de zinc dopado con aluminio, obtenido por pulverización catódica, a partir de un cátodo cerámico formado por el óxido a depositar, en atmósfera neutra o ligeramente oxidante. Como variante, el AZO puede estar sustituido por otras barreras bien conocidas en el campo y adaptadas a las propiedades deseadas para el sistema de capas formado, como por ejemplo un óxido de Ti, dopado o no con niobio o circonio, obtenido preferentemente a partir de una diana cerámica formada a partir del óxido a depositar, o ZnO puro. B representa una capa de barrera contra la oxidación de la plata bien conocida en el campo. D representa una o varias capas dieléctricas, en particular a base de estannato de zinc, ZnO dopado o no, o de otro material conocido en el campo y adaptado para este tipo de apilamiento de capas, por ejemplo un nitruro tal como AlN. M representa la capa humectante a base de ZnO, dopada con aluminio o no. IR representa las capas funcionales que reflejan la radiación infrarroja. ABS representa la capa que absorbe la radiación solar.

Los ejemplos dados en la tabla VIa son, del mismo modo, ejemplos con dos capas metálicas adicionales a base de plata como para la tabla Va, pero esta vez la capa que absorbe la radiación solar está en el segundo revestimiento dieléctrico dispuesto entre la primera capa a base de plata y la segunda capa a base de plata. Las propiedades obtenidas se dan en la tabla VIb de la misma manera que para la tabla Vb. La denominación TZO65 significa un óxido mixto de titanio-circonio con 35% de circonio y 65% de titanio, diferente de TZO (50/50).

La siguiente tabla VIIa da ejemplos con tres capas metálicas adicionales a base de plata, estando la capa que absorbe la radiación solar en el primer revestimiento dieléctrico dispuesto entre el sustrato y la primera capa a base de plata. Las propiedades correspondientes se dan en la tabla VIIb, de vidrio simple, para un sustrato de vidrio transparente de 6 mm de grosor que no está tratado térmicamente. También se indica el valor del factor solar (g).

La siguiente tabla VIIIa también da ejemplos con tres capas metálicas adicionales a base de plata, pero esta vez la capa que absorbe la radiación solar está en el segundo revestimiento dieléctrico dispuesto entre la primera capa a base de plata y la segunda capa a base de plata. Las propiedades correspondientes se dan en la tabla VIIIb, de vidrio simple, para un sustrato de vidrio transparente de 6 mm de grosor que no está tratado térmicamente. También se indica el valor del factor solar (g).

Por supuesto, la invención no se limita a los ejemplos de realización mencionados.

Tabla VlIa:

Tabla Vllb:

Tabla Villa:

Tabla Vlllb:

Claims

REIVINDICACIONES

1. Acristalamiento de control solar que comprende, en al menos una de las caras de un sustrato de vidrio, un sistema de capas que comprende al menos una capa que absorbe la radiación solar y capas dieléctricas que rodean dicha capa que absorbe la radiación solar, caracterizado por que la capa que absorbe la radiación solar es una capa metálica a base de tungsteno aleado con al menos níquel y que comprende cromo, comprendiendo el sistema de capas, entre el sustrato y la capa que absorbe la radiación solar, al menos una capa de material dieléctrico a base de un compuesto seleccionado entre óxido de silicio, óxido de aluminio, nitruro de silicio, nitruro de aluminio, nitruros mixtos de aluminiosilicio, oxinitruro de silicio y oxinitruro de aluminio, y, sobre la capa que absorbe la radiación solar, al menos una capa de material dieléctrico a base de un compuesto seleccionado de óxido de silicio, óxido de aluminio, nitruro de silicio, nitruro de aluminio, nitruros mixtos de aluminio-silicio, oxinitruro de silicio y oxinitruro de aluminio.

2. Acristalamiento según la reivindicación 1, tal que la capa metálica que absorbe la radiación solar a base de tungsteno aleado con al menos níquel y cromo comprende también al menos un metal adicional seleccionado entre Ti, Nb, Zr y Ta.

3. Acristalamiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, tal que la capa metálica que absorbe la radiación solar comprende de 50% a 90% en peso de tungsteno, y níquel y cromo en una relación en peso níquel/cromo comprendida entre 100/0 y 50/ 50, preferentemente 80/20.

4. Acristalamiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, tal que la capa metálica que absorbe la radiación solar a base de tungsteno aleado con al menos níquel y cromo tiene un grosor geométrico de al menos 2 nm, preferentemente de al menos 3 nm, y de cómo máximo 30 nm, preferentemente de al menos 3 nm y de cómo máximo 25 nm.

5. Acristalamiento según la reivindicación 4, tal que la capa metálica a base de tungsteno aleado con al menos níquel y cromo tiene un grosor geométrico de al menos 5 nm, y preferentemente de al menos 6 nm.

6. Acristalamiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, tal que la capa de material dieléctrico entre el sustrato y la capa que absorbe la radiación solar a base de tungsteno aleado con al menos níquel y cromo tiene un grosor óptico de al menos 10 nm y de como máximo 200 nm, preferentemente de al menos 40 nm y de como máximo 180 nm.

7. Acristalamiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, tal que la capa de material dieléctrico situada sobre la capa que absorbe la radiación solar a base de tungsteno aleado con al menos níquel y cromo tiene un grosor óptico de al menos 20 nm y de como máximo 200 nm.

8. Acristalamiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, tal que el sistema de capas comprende al menos dos capas que absorben la radiación solar.

9. Acristalamiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, tal que el sistema de capas comprende al menos una capa metálica adicional a base de plata de tal manera que la o cada capa a base de plata está rodeada por un revestimiento dieléctrico.

10. Acristalamiento según la reivindicación 9, tal que al menos uno de los revestimientos dieléctricos comprende al menos dos capas dieléctricas y la capa metálica que absorbe la radiación solar a base de tungsteno aleado con al menos níquel y cromo se inserta entre estas dos capas dieléctricas de este revestimiento dieléctrico.

11. Acristalamiento según la reivindicación 10, tal que las dos dichas capas dieléctricas que rodean la capa metálica que absorbe la radiación solar a base de tungsteno aleado con al menos níquel y cromo son a base de nitruro de silicio o de nitruro de aluminio.

12. Acristalamiento según la reivindicación 9, tal que la capa metálica adicional a base de plata se sitúa en el apilamiento directamente encima y/o debajo de la capa metálica que absorbe la radiación solar a base de tungsteno aleado con al menos níquel y cromo.

13. Acristalamiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, tal que el sistema de capas comprende al menos dos capas metálicas adicionales a base de plata, estando situada cada capa a base de plata en el apilamiento directamente encima y/o debajo de la capa metálica que absorbe la radiación solar a base de tungsteno aleado con al menos níquel y cromo.

14. Acristalamiento según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, tal que la o las capas metálicas adicionales a base de plata tienen un grosor de al menos 9 nm, preferentemente de al menos 13 nm, y de cómo máximo 23 nm, más preferentemente de al menos 15 nm y de como máximo 22 nm.

15. Acristalamiento según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14, tal que la capa metálica que absorbe la radiación solar tiene un grosor geométrico comprendido entre 0,5 y 8 nm, y preferentemente entre 0,5 y 5 nm.

16. Acristalamiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la variación colorimétrica en transmisión, AE*^tl, es inferior a 8, preferentemente inferior a 5, más preferentemente inferior a 3, cuando dicho acristalamiento se somete a una temperatura de al menos 630°C y de como máximo 670°C durante 7 minutos.

17. Acristalamiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la variación colorimétrica en reflexión del lado del vidrio, AE*Rg, es inferior a 8, preferentemente inferior a 5, más preferentemente inferior a 3, cuando dicho acristalamiento se somete a una temperatura de al menos 630°C y de como máximo 670°C durante 7 minutos.

18. Acristalamiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la variación colorimétrica en reflexión del lado de la capa, AE*^rc, es inferior a 8, preferentemente inferior a 5, más preferentemente inferior a 3, cuando dicho acristalamiento se somete a una temperatura de al menos 630°C y de como máximo 670°C durante 7 minutos.

19. Acristalamiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el grosor de la capa metálica que absorbe la radiación solar se escoge de manera que la transmisión luminosa para un sustrato que consiste en vidrio transparente de 4 mm de grosor sea al menos igual a 2% y como máximo igual a 75%.

20. Acristalamiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el grosor óptico de las capas dieléctricas se escoge de manera que la reflexión del lado de la capa sea de al menos 1% y como máximo 40%.

21. Acristalamiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la reflexión luminosa medida del lado del sustrato es de al menos 27%, preferiblemente de al menos 30% y ventajosamente de al menos 35%.

22. Acristalamiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la reflexión luminosa medida del lado del sustrato es al menos 2 veces, preferiblemente al menos 2,5 veces, y ventajosamente al menos 3 veces mayor que la reflexión luminosa medida del lado del sistema de capas.

23. Acristalamiento según la reivindicación 11, caracterizado por que el sistema de capas comprende la siguiente sucesión: capa de nitruro de silicio o de nitruro de aluminio / capa que absorbe la radiación solar / capa de nitruro de silicio o de nitruro de aluminio / capa de óxido transparente intermedio a base de óxido de Zn, Sn, Ti o Zr, o sus mezclas, diferente de la capa de humectante / capa humectante a base de óxido de zinc / capa metálica adicional a base de plata.

24. Acristalamiento según la reivindicación 23, caracterizado por que la capa metálica que absorbe la radiación solar tiene un grosor geométrico comprendido entre 0,5 y 8 nm, y preferentemente entre 0,5 y 5 nm.

25. Acristalamiento según una cualquiera de las reivindicaciones 23 y 24, caracterizado por que el óxido transparente intermedio es un óxido mixto de zinc-estaño o un óxido mixto de titanio-circonio, preferiblemente un óxido mixto de zinc-estaño que tiene al menos 20% de estaño y 10% de zinc.

26. Uso de un acristalamiento de control solar según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, como elemento acristalado de un vehículo automóvil, como elemento acristalado de edificios, o como elemento acristalado de un aparato electrodoméstico tal como la puerta de un horno.