ES2350535T3 - Procedimiento para fabricar un artículo recubierto usando un calentamiento rápido para reducir la emisividad y/o la resistencia laminar, y producto correspondiente. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para fabricar un artículo recubierto con una emisividad y/o resistencia laminar reducidas, comprendiendo el procedimiento: formar un recubrimiento de baja E sobre un sustrato de vidrio consiguientemente resultando en un artículo recubierto, comprendiendo el recubrimiento de baja E por lo menos una capa reflectante de infrarrojos (IR) intercalada entre por lo menos unas capas dieléctricas primera y segunda; y calentar rápidamente el artículo recubierto que comprende el recubrimiento de baja E y el sustrato de vidrio, siendo llevado a cabo dicho calentamiento rápido usando por lo menos una llama de gas que se sitúa en un lado de recubrimiento del artículo recubierto de manera que (a) disminuya la emisividad y/o resistencia laminar del recubrimiento de baja E en por lo menos aproximadamente un 3% debido al calentamiento rápido, y (b) el sustrato de vidrio no exceda una temperatura de aproximadamente 400 grados C durante el calentamiento rápido.
Description
Esta invención se refiere a un procedimiento para fabricar un artículo recubierto para su uso en unidades de ventana de vidrio aislante (IG), ventanas de vehículos o similares. En determinadas formas de realización de ejemplo, esta 5 invención utiliza un calentamiento rápido (no suficiente para el templado o el doblado por calor) de un artículo recubierto con el fin de reducir la emisividad y/o la resistencia laminar del artículo recubierto sin dañar significativamente la(s) capa(s) reflectante(s) de infrarrojos (IR) del recubrimiento.
10
TÉCNICA ANTERIOR Y RESUMEN DE FORMAS DE REALIZACIÓN DE EJEMPLO DE LA INVENCIÓN
Los artículos recubiertos se conocen en la técnica. Artículos recubiertos de ejemplo, con recubrimientos de baja emisividad sobre sustratos de vidrio, se 15 describen en los documentos de patente U.S. nos 2001/0041252, 6.059.909, 5.770.321, 5.800.933, 6.916.408, 5.344.718, 5.514.476, 5.584.902, 5.557.462, 6.802.943, 6.830.817 y 6.686.050. Los recubrimientos de estos artículos recubiertos son ejemplos de recubrimientos de baja emisividad (de baja E) que se usan para fines de control solar. Estos recubrimientos bloquean cantidades 20 significativas de radiación infrarroja (IR) manteniendo de ese modo los interiores del edificio o vehículo más frescos en condiciones de clima caluroso por ejemplo.
EP-A-0 634 376 divulga un procedimiento de calentamiento de un sustrato de vidrio cubierto con una pila de recubrimiento que comprende una capa de plata por medio de la radiación infrarroja mediante la cual el sustrato alcanza una 25 temperatura inferior a 100° C. JP 07 114841 divulga un tratamiento térmico de 200 a 500°C de una estructura a capas que incluye 3 capas de Ag sobre vidrio para disminuir la resistencia laminar. EP-A-0 676 379 divulga unos tratamientos térmicos de sustratos de vidrio recubiertos donde el sustrato recubierto es
sometido a temperaturas que pueden estar por debajo de 400° C y tienen una resistencia laminar reducida después del tratamiento térmico.
Determinados artículos recubiertos de baja E son termotratables (p. ej., pueden templarse térmicamente), mientras que otros no lo son. Un tipo conocido de tratamiento térmico en esta técnica se conoce como “templado”. 5
El vidrio templado es por lo general desde aproximadamente cuatro a diez veces más fuerte que el vidrio no templado normal (o recocido). A diferencia del vidrio recocido que puede hacerse añicos en fragmentos irregulares cuando se rompe, el vidrio templado se fractura en pedazos pequeños, relativamente inofensivos. El templado térmico de un artículo recubierto (es decir, el templado 10 del sustrato de vidrio del mismo) implica calentar el sustrato de vidrio del artículo recubierto a una temperatura de por lo menos aproximadamente 580 grados C, más generalmente por lo menos aproximadamente 600 ó 620 grados C. A continuación se somete el vidrio a un procedimiento de enfriamiento de alta presión conocido como enfriamiento brusco. Durante el enfriamiento brusco, que 15 dura sólo unos segundos, se aplica un chorro de aire a alta presión sobre la superficie del vidrio desde una serie de boquillas para enfriar las superficies exteriores del vidrio mucho más rápidamente que el centro del vidrio. A medida que se enfría el centro del vidrio, éste intenta retraerse de las superficies exteriores. Por consiguiente, el centro permanece en tensión, y las superficies 20 exteriores entran en compresión, lo que da al vidrio templado su resistencia mejorada. El vidrio recocido se romperá a aproximadamente 6.000 libras por pulgada cuadrada (psi). Entretanto, el vidrio templado, de acuerdo con las especificaciones federales, debe tener una compresión de superficie de 10.000 psi o más; por lo general se rompe a aproximadamente 24.000 psi. 25
Se sabe que cuando un artículo recubierto que incluye un sustrato de vidrio que soporta un recubrimiento de baja E se templa térmicamente, la emisividad y la resistencia laminar (RS) del recubrimiento de baja E suelen disminuir en recubrimientos que pueden templarse, debido a tal templado. Se dice que la(s) capa(s) de plata reflectantes de IR de tales recubrimientos de baja E, 30 que proporcionan propiedades emisivas, pueden experimentar cierta recristalización y perfeccionamiento del vidrio durante el calentamiento, lo cual
conduce a una movilidad del portador mejorada y por lo tanto a una emisividad y resistividad reducidas tras el templado. Las características de emisividad menor (normal y/o hemiesférica) y resistencia laminar menor (Rs) son altamente deseables en recubrimientos de baja E, porque indican una mayor capacidad para impedir que la radiación IR alcance el interior de un edificio o vehículo en el que 5 va montado el artículo recubierto.
Sin embargo, los recubrimientos de baja E que no pueden templarse no pueden someterse a tal calentamiento intenso como el implicado en el templado térmico (por lo menos aproximadamente 580, 600 ó 620 grados C) porque su(s) capa(s) de plata está(n) insuficientemente protegida(s) en muchos casos, y por lo 10 tanto sufre(n) una degradación no deseable durante el templado térmico. Por lo tanto, los recubrimientos de baja E que no pueden templarse (o no termotratables) suelen sufrir un aumento de la emisividad en combinación con un aumento de la opacidad, corrosión o similares, tras la exposición al templado térmico. Los recubrimientos que sufren un aumento significativo de la emisividad, opacidad y/o 15 corrosión tras el templado térmico por lo general no son comercialmente utilizables. De esta manera, se comprenderá que muchos recubrimientos de baja E no se pueden templar térmicamente, porque sufren una degradación destructiva como resultado de las altas temperaturas usadas en el templado térmico.
Por consiguiente, se comprenderá que existe una necesidad en la técnica 20 de una técnica mediante la que un artículo recubierto de baja E que no puede templarse pueda tratarse para reducir su emisividad (normal y/o hemiesférica) y/o resistencia laminar (RS).
En las formas de realización de esta invención, un artículo recubierto de baja E que no puede templarse se somete a un tratamiento térmico rápido, pero 25 sólo de manera que el vidrio del artículo recubierto no se caliente en una medida necesaria para fines de templado térmico o doblado por calor. En las formas de realización de esta invención, se utiliza por lo menos una llama para calentar rápidamente el recubrimiento de baja E del artículo recubierto de baja E, resultando el calor de la(s) llama(s) suficiente para hacer que por lo menos una(s) 30 capa(s) reflectante(s) de IR (p. ej., capa(s) basada(s) en plata) del recubrimiento se someta(n) a por lo menos cierta recristalización y/o perfeccionamiento del
vidrio durante tal calentamiento. Sin embargo, el calor de la llama no resulta suficiente para causar el templado térmico o doblado por calor del vidrio. En otras palabras, el templado del vidrio permanece por debajo del nivel necesario para el templado térmico por ejemplo. El resultado es un artículo recubierto de baja E que no se templa térmicamente, pero tiene un recubrimiento que tiene una emisividad 5 y/o resistencia laminar reducida en comparación a si no se hubiese llevado a cabo el tratamiento térmico rápido.
En las formas de realización de esta invención, se proporciona un procedimiento para fabricar un artículo recubierto con una emisividad y/o resistencia laminar (Rs) reducida, comprendiendo el procedimiento: formar un 10 recubrimiento de baja E sobre un sustrato de vidrio lo que por consiguiente resulta en un artículo recubierto, comprendiendo el recubrimiento de baja E por lo menos una capa reflectante de infrarrojos (IR) (p. ej., basada en plata) intercalada entre por lo menos unas capas dieléctricas primera y segunda; y calentar rápidamente el artículo recubierto que comprende el recubrimiento de baja E y el sustrato de 15 vidrio, llevándose a cabo dicho calentamiento rápido de manera tal que (a) la emisividad y/o resistencia laminar del recubrimiento de baja E disminuyen en por lo menos aproximadamente un 3% debido al calentamiento rápido, y (b) el sustrato de vidrio no excede una temperatura de aproximadamente 400 grados C durante el calentamiento rápido. 20
La FIGURA 1 es un diagrama de flujo que ilustra las etapas que se llevan a cabo de acuerdo con una forma de realización de ejemplo de esta invención. 25
La FIGURA 2 es un diagrama en sección transversal parcial que ilustra un artículo recubierto de baja E que está siendo sometido a un tratamiento térmico rápido de acuerdo con una forma de realización de ejemplo de esta invención.
La FIGURA 3 es una vista en sección transversal de un artículo recubierto de baja E de ejemplo de acuerdo con una forma de realización de ejemplo de esta invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE FORMAS DE REALIZACIÓN DE EJEMPLO DE 5 LA INVENCIÓN
En relación a continuación más concretamente a los dibujos adjuntos en los que números de referencia iguales indican partes iguales en todas las vistas.
En las formas de realización de esta invención, un artículo recubierto de 10 baja E que no puede templarse se somete a un tratamiento térmico rápido, pero sólo de manera que el vidrio del artículo recubierto no se caliente en una medida necesaria para fines de templado térmico o doblado por calor. En las formas de realización de esta invención, se utiliza por lo menos una llama para calentar rápidamente el recubrimiento de baja E del artículo recubierto de baja E, 15 resultando el calor de la(s) llama(s) suficiente para hacer que por lo menos una(s) capa(s) reflectante(s) de IR (p. ej., capa(s) basada(s) en plata) del artículo recubierto experimenten por lo menos cierta recristalización y/o perfeccionamiento del vidrio durante tal calentamiento. Sin embargo, el calor de la llama no resulta suficiente para causar el templado térmico o el doblado por calor del vidrio. En 20 otras palabras, la temperatura del vidrio se mantiene por debajo del nivel necesario para el templado térmico por ejemplo. El resultado es un artículo recubierto de baja E que no se templa térmicamente, pero tiene un recubrimiento de baja E que tiene una emisividad y/o resistencia laminar reducida en comparación a si no se hubiese llevado a cabo el tratamiento térmico rápido. 25
Un recubrimiento de baja E de acuerdo con determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención incluye una o más capas, aunque en muchas formas de realización es un recubrimiento multicapa, que incluye por lo menos una capa de bloqueo de IR (p. ej., capa basada en Ag, Au, o algún(os) otro(s) metal(es) reflectantes de IR) intercalados entre por lo menos un par de 30 capas dieléctricas. Puesto que una función de ejemplo del recubrimiento de
gestión solar o de baja E es bloquear (es decir, reflejar y/o absorber) determinadas cantidades de radiación IR y evitar que la misma llegue al interior del edificio (o vehículo), el recubrimiento incluye por lo menos una capa de bloqueo de IR (es decir, de absorción y/ o reflexión de IR). Capa(s) de bloqueo de IR de ejemplo que pueden estar presentes en un recubrimiento de baja E son de 5 o incluyen plata (Ag), níquel-cromo (NiCr), oro (Au), y/o cualquier otro material adecuado que bloquee cantidades significativas de radiación IR. Los expertos en la materia comprenderán que la(s) capa(s) de bloqueo de IR de un recubrimiento de baja E no necesita(n) bloquear toda la radiación IR, sino que sólo necesitan bloquear cantidades significativas de la misma. En determinadas formas de 10 realización, cada capa de bloqueo de IR (puede haber más de una en un recubrimiento de baja E) se proporciona entre por lo menos un par de capas dieléctricas. Capas dieléctricas de ejemplo incluyen nitruro de silicio, óxido de titanio, oxinitruro de silicio, óxido de estaño y/u otros tipos de óxidos de metal y/o metalnitruros. En determinadas formas de realización de ejemplo, además de 15 encontrarse entre un par de capas dieléctricas, cada capa de bloqueo de IR también puede proporcionarse entre un par de capas de contacto de o que incluyen un material como un óxido y/o nitruro de níquel-cromo, titanio, o cualquier otro material adecuado. Un ejemplo no limitativo de recubrimiento de baja E 9 que puede proporcionarse sobre un sustrato de vidrio se ilustra en la Fig. 3, y se 20 analiza más detalladamente más adelante. Por supuesto, los recubrimientos de baja E/de gestión solar en la presente no se limitan al recubrimiento ilustrado, y en su lugar puede usarse cualquier otro recubrimiento de gestión solar adecuado capaz de bloquear cantidades de radiación IR. Los recubrimientos de baja E pueden depositarse sobre sustratos de vidrio de cualquier manera adecuada, 25 incluyendo pero sin limitarse a la pulverización catódica, deposición por vapor, y/o cualquier otra técnica adecuada.
La Fig. 1 es un diagrama de flujo que ilustra las etapas de ejemplo llevadas a cabo de acuerdo con una forma de realización de ejemplo de esta invención, mientras que la Fig. 2 es un diagrama esquemático que ilustra el 30 calentamiento rápido de un artículo recubierto de baja E de acuerdo con una forma de realización de ejemplo de esta invención. En relación a la Figs. 1-2, a continuación se describirá una forma de realización de ejemplo de esta invención.
Inicialmente, un recubrimiento de baja E 9 se deposita (p. ej., mediante pulverización catódica o similar) en un sustrato de vidrio recocido (no templado) 1 (S1 en la Fig. 1). Un recubrimiento de baja E de ejemplo se ilustra en la Fig. 3, y se analiza más adelante. Otros recubrimientos de baja E de ejemplo 9 que pueden usarse se describen en los documentos de patente U.S. nos 5 2001/0041252, 6.059.909, 5.770.321, 5.800.933, 6.916.408, 5.344.718, 5.514.476, 5.584.902, 5.557.462, 6.802.943, 6.830.817 y 6.686.050. En determinadas formas de realización de ejemplo, el recubrimiento de baja E 9 no puede templarse. En otras palabras, en tales formas de realización de ejemplo, el artículo recubierto de baja E no puede templarse térmicamente sin dañar 10 gravemente el recubrimiento de baja E (p. ej., al hacer que aumente la emisividad, que aumente significativamente la opacidad, que aumente significativamente la corrosión, o similar) de manera que prácticamente no pueda usarse comercialmente.
Después de formarse el recubrimiento de baja E 9 sobre el sustrato de 15 vidrio 1, el recubrimiento se calienta rápidamente de una manera tal que la emisividad y/o resistencia laminar del recubrimiento disminuyen (S2 en la Fig. 1). Sin embargo, este tratamiento térmico no resulta suficiente para el templado térmico o doblado por calor del vidrio 1. En otras palabras, el artículo recubierto de baja E se trata térmicamente de manera rápida, pero de manera que el vidrio 1 20 del artículo recubierto no se caliente en una medida necesaria para el templado térmico o doblado por calor del mismo. En las formas de realización de esta invención, se utiliza por lo menos una llama 6 para calentar rápidamente el recubrimiento de baja E 9 del artículo recubierto de baja E, resultando el calor de la(s) llama(s) suficiente para hacer que por lo menos una(s) capa(s) reflectante(s) 25 de los IR (p. ej., capa(s) basada(s) en plata) del recubrimiento experimenten por lo menos cierta recristalización y/o perfeccionamiento del vidrio durante tal calentamiento de manera que disminuyan la emisividad y/o la resistencia laminar del recubrimiento. Sin embargo, el calor de la llama 6 no resulta suficiente para causar el templado térmico o doblado por calor del vidrio. En determinadas formas 30 de realización de ejemplo, el calentamiento rápido puede comprender calentar el artículo recubierto de 3-300 segundos, más preferentemente de 7 a 200 segundos, incluso más preferentemente de 10 a 150 segundos, todavía más
preferentemente de 10 a 100 segundos, todavía más preferentemente de aproximadamente 10 a 50 segundos y lo más preferente de 20 a 30 segundos.
En las formas de realización de esta invención, puede proporcionarse un sistema de calentamiento que incluya por lo menos una llama 6 y un quemador en o cerca del extremo de salida de una instalación de recubrimiento por 5 pulverización catódica con el fin de activar el artículo recubierto de baja E (reducir su emisividad y/o resistencia laminar) con un calentamiento mínimo al sustrato de vidrio de base 1. En determinadas formas de realización de ejemplo, como se muestra en la Fig. 2, el(los) quemador(es) se proporciona(n) sólo en el lado del recubrimiento del artículo recubierto para mantener la temperatura del vidrio 1 tan 10 baja como sea posible para evitar el templado/doblado o similar. De esta manera, puede mejorarse el rendimiento aislante o térmico del vidrio recubierto de baja E, sin ningún cambio o con un cambio mínimo en los atributos visibles del producto de color y/o reflectancia.
En determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, 15 puede usarse por lo menos un quemador de butano 8 para producir la llama 6 para el calentamiento rápido. En determinados casos de ejemplo, la llama 6 puede moverse o recorrer manual o automáticamente por el vidrio recubierto. Sin embargo, en lugar de ello puede usarse cualquier sistema de calentamiento por llama de gas adecuado (p. ej., llama de gas, llama de otra combustión de 20 hidrógeno) para calentar rápidamente el recubrimiento 9 como se ha analizado en la presente memoria, siempre y cuando el calentamiento sea suficientemente rápido (p. ej., impulso) para no elevar en gran medida la temperatura del vidrio al nivel de templado y/o doblado por calor.
En determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, el 25 calentamiento rápido resulta suficiente para disminuir la emisividad y/o resistencia laminar del recubrimiento o artículo recubierto por lo menos aproximadamente un 2%, más preferentemente por lo menos aproximadamente un 3%, incluso más preferentemente por lo menos aproximadamente un 5%, incluso más preferentemente por lo menos aproximadamente un 7 u 8%, todavía más 30 preferentemente por lo menos aproximadamente un 10% y posiblemente incluso por lo menos aproximadamente un 15%. Los datos de ejemplo muestran una
disminución de la resistencia laminar (Rs) en un recubrimiento de plata doble de aproximadamente un 15 a un 32% debido al calentamiento rápido. En determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, esta caída de la emisividad y/o resistencia laminar va unida básicamente a la conservación de las propiedades ópticas reflectantes y del color del artículo recubierto (desde 5 antes hasta después del tratamiento térmico rápido).
El calentador que lleva a cabo el calentamiento rápido (p. ej., véase la(s) llama(s) 6 en la Fig. 2) eleva la temperatura del recubrimiento por encima de la temperatura de la habitación o temperatura ambiente. Sin embargo, el calentador que lleva a cabo el calentamiento rápido no calienta el vidrio 1 a una temperatura 10 superior a 400 grados C incluso más preferentemente aproximadamente 350 grados C, incluso más preferentemente aproximadamente 300 grados C, incluso más preferentemente aproximadamente 250 grados C, incluso más preferentemente aproximadamente 200 grados C, incluso más preferentemente aproximadamente 150 grados C y lo más preferentemente aproximadamente 100 15 grados C, y todavía más preferentemente el vidrio no excede una temperatura de aproximadamente 60 grados C durante el calentamiento rápido) durante la etapa de calentamiento rápido. Por lo tanto, el calentador, mientras calienta el recubrimiento 9 a un nivel suficiente para hacer que la(s) capa(s) reflectantes de IR (p. ej., véase la capa 19 en la Fig. 3) del recubrimiento experimente(n) por lo 20 menos cierta recristalización o perfeccionamiento del vidrio durante tal calentamiento reduciendo así la emisividad y/o la resistencia laminar, no calienta demasiado el vidrio 1, de manera que las propiedades ópticas puedan mantenerse básicamente aunque se mejoren las propiedades reflectantes de IR (emisividad y/o resistencia laminar). El resultado del calentamiento rápido es un 25 artículo recubierto de baja E que no se templa térmicamente, pero que tiene un recubrimiento de baja E 9 que tiene una emisividad y/o resistencia laminar reducidas en comparación con si no se hubiese llevado a cabo el tratamiento térmico rápido. Hay que reseñar que el recubrimiento puede calentarse en mayor medida que el vidrio durante el calentamiento rápido. Por ejemplo, el 30 recubrimiento puede calentarse a una temperatura desde 100 hasta 550 grados C, más preferentemente desde 150 hasta 450 grados C, y posiblemente desde 250 hasta 450 (ó 500) grados C.
La Figura 3 es una vista lateral en sección transversal de un recubrimiento de baja E 9 de ejemplo que puede proporcionarse sobre el sustrato 1 y usarse en relación con las formas de realización de ejemplo de la presente memoria. El sustrato de vidrio 1 puede ser, por ejemplo y sin limitación, vidrio transparente, verde, bronce, o azul verdoso desde aproximadamente 1,0 hasta 10,0 mm de 5 espesor, más preferentemente desde aproximadamente 1,8 mm hasta 4 mm de espesor. Como se muestra en la figura 3, el recubrimiento de baja E 9 puede comprender una capa dieléctrica 3, una capa dieléctrica 5, una capa que incluye óxido de zinc 7, una capa reflectante de IR 19 que incluye o es de plata, oro o similares, una capa de contacto superior 11 de o que incluye un óxido de 10 níquel-cromo (p. ej., NiCrOx), una capa 12 que consiste en o que comprende óxido de titanio (TiOx), una capa que incluye óxido de metal 13, y una capa dieléctrica 15 de o que incluye un material como el nitruro de silicio y/o oxinitruro de silicio que en determinados casos de ejemplo puede ser un recubrimiento superior protector. También pueden proporcionarse otras capas y/o materiales en 15 determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, y también resulta posible que determinadas capas puedan ser eliminadas o divididas en determinados casos de ejemplo. Hay que reseñar que este recubrimiento concreto y los materiales en el mismo se proporcionan sólo a efectos de ejemplo y no pretenden ser limitativos; en su lugar pueden usarse otros recubrimientos 20 similares o diferentes en determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención.
La capa dieléctrica inferior 3 del recubrimiento de baja E puede se de o incluir óxido de titanio en determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención. El óxido de titanio de la capa 3 puede representarse en determinadas 25 formas de realización de ejemplo por TiOx, donde x está comprendido entre 1,5 y 2,5, más preferentemente aproximadamente 2,0. El óxido de titanio puede depositarse mediante pulverización catódica o similares en diferentes formas de realización. En determinados casos de ejemplo, la capa dieléctrica 3 puede tener un índice de refracción (n), a 550 nm, de por lo menos 2,0, más preferentemente 30 de por lo menos 2,1 y posiblemente desde aproximadamente 2,3 hasta 2,6 cuando la capa es de o incluye óxido de titanio. En determinadas formas de realización de esta invención, el espesor de la capa que incluye óxido de titanio 3
opcionalmente puede ser controlado para permitir unos valores de color *a y/o b* (p. ej., transmisivo, reflectante del lado de película, y/o reflectante del lado de vidrio) bastante neutros (es decir, cercanos a cero) y/o deseables. Pueden usarse otros materiales además o en lugar de óxido de titanio en determinados casos de ejemplo. En determinadas formas de realización alternativas, puede sustituirse el 5 Ti en la capa de óxido 3 con otros metales.
La capa dieléctrica 5 es opcional, y puede ser de o incluir un óxido de metal como el óxido de estaño en determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención. La capa que incluye óxido metálico 5 puede proporcionarse con el fin de mejorar la adhesión entre la capa de óxido de titanio 3 y la capa de 10 óxido de zinc 7 en determinadas formas de realización de ejemplo. La capa de óxido de estaño 5 puede doparse con otros materiales tales como el nitrógeno en determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención. En determinados casos, la capa que incluye óxido de estaño 5 puede resultar ventajosa en que puede aumentar el rendimiento de la máquina recubridora que 15 produce el recubrimiento o ahorrar costos, en comparación con si esta parte del recubrimiento fuese de óxido de titanio o nitruro de silicio que son más lentos de pulverizar catódicamente y/o más caros (aunque estos materiales también resultan posibles). La capa de contacto inferior 7 en determinadas formas de realización de esta invención es de o incluye óxido de zinc (p. ej., ZnO). El óxido 20 de zinc de la(s) capa(s) 7 puede contener también otros materiales como Al (p. ej., para formar ZnAlOx) en determinadas formas de realización de ejemplo. Por ejemplo, en determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, la capa de óxido de zinc 7 puede doparse con aproximadamente un 1 hasta un 10% de Al (o B), más preferentemente desde aproximadamente un 1 hasta un 5% de 25 Al (o B), y lo más preferentemente aproximadamente de un 2 a un 4% de Al (o B). El uso del óxido de zinc 7 debajo de la plata en la capa 9 permite lograr una excelente calidad de plata. También resulta posible formar la(s) capa(s) de contacto inferior(es) de un óxido de Ni y/o Cr en determinadas formas de realización de ejemplo. 30
La capa reflectante de infrarrojos (IR) 19 del recubrimiento de baja E preferentemente es sustancial o totalmente metálica y/o conductora y puede comprender o consistir básicamente en plata (Ag), oro, o cualquier otro material
reflectante de IR adecuado. La capa reflectante de IR 19 ayuda a permitir que el recubrimiento tenga unas características de baja E y/o de control solar buenas como una emitancia baja, una resistencia laminar baja, y así sucesivamente. Sin embargo, la capa reflectante de IR 19 puede estar ligeramente oxidada en determinadas formas de realización de esta invención. En determinadas formas 5 de realización de ejemplo de esta invención, la distancia diana-a-sustrato de la diana de plata (p. ej., diana plana de plata) usada en la pulverización catódica de la capa reflectante de IR 19 es reducida en comparación con la práctica convencional. La capa de contacto superior 11 del recubrimiento de baja E puede ser de o incluir un óxido de Ni y/o Cr. En determinadas formas de realización 10 ejemplo, la capa de contacto superior 11 puede ser de o incluir óxido de níquel (Ni), óxido de cromio/cromo (Cr), o un óxido de aleación de níquel tal como el óxido de cromo níquel (NiCrOx), u otro(s) material(es) adecuado(s). El uso de, por ejemplo, NiCrOx en esta capa permite mejorar la durabilidad. La capa de NiCrOx 11 puede estar totalmente oxidada en determinadas formas de realización de esta 15 invención (es decir, ser totalmente estequiométrica), o de manera alternativa puede estar sólo parcialmente oxidada. En determinados casos, la capa de NiCrOx 11 puede estar oxidada por lo menos aproximadamente en un 50%. La capa de contacto 11 (p. ej., de un óxido de Ni y/o Cr o que lo incluya) puede o no tener diferentes grados de oxidación en formas de realización de esta invención. 20 Tener diferentes grados de oxidación significa que el nivel de oxidación en la capa cambia por todo el espesor de la capa de manera que por ejemplo una capa de contacto puede tener un grado para estar menos oxidada en la interfase de contacto con la capa reflectante de IR inmediatamente adyacente que en una parte de la(s) capa(s) de contacto más lejana(s) o más/la(s) más distante(s) de la 25 capa reflectante de IR inmediatamente adyacente. Las descripciones de diversos tipos de capas de contacto de diferentes grados de oxidación se presentan en la patente U.S. nº 6.576.349, cuya divulgación se incorpora de este modo en la presente por referencia. La capa de contacto 11 (p. ej., de un óxido de Ni y/o Cr o que lo incluya) puede o no ser continua en diferentes formas de realización de 30 esta invención a través de toda la capa reflectante de IR.
La capa de óxido de titanio 12 se proporciona en y sobre la capa reflectante de IR 19, y directamente sobre y en contacto con la capa de contacto
11 en la forma de realización de Fig. 3. Como se explica en la presente memoria, se ha descubierto que proporcionar una capa 12 que consiste básicamente en óxido de titanio o que lo comprende sobre la capa reflectante de IR 19 mejora la calidad de la capa reflectante de IR permitiendo así al artículo recubierto lograr unas propiedades térmicas y/u ópticos mejoradas. La capa de óxido de titanio 12 5 puede ser estequiométrica (TiO2) o no estequiométrica en diferentes formas de realización de esta invención. La capa dieléctrica 13 puede ser de o incluir un óxido de metal como el óxido de estaño en determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención. La capa que incluye óxido de metal 13 se proporciona para fines antirreflectantes, y también mejora la emisividad del artículo recubierto 10 y la estabilidad y la eficacia del proceso de fabricación. Además, el óxido de estaño en la capa 13 proporciona una buena adhesión para el óxido de titanio en la capa 12, y proporciona una buena durabilidad a este respecto. La capa de óxido de estaño 13 puede doparse con otros materiales como el nitrógeno en determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención. En 15 determinados casos, la capa que incluye óxido de estaño 5 puede resultar ventajosa en que puede aumentar el rendimiento de la máquina recubridora que produce el recubrimiento o ahorrar costos, en comparación con si esta parte del recubrimiento fuese de óxido de titanio o nitruro de silicio que son más lentos en depositarse catódicamente y/o más caros (aunque estos materiales también 20 resultan posibles para reemplazar la capa 13). La capa dieléctrica 15, que puede ser un recubrimiento superior en ciertos casos de ejemplo, puede ser de o incluir nitruro de silicio (por ejemplo, Si3N4) o cualquier otro material adecuado en determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención como el oxinitruro de silicio. Opcionalmente, pueden proporcionarse otras capas por 25 encima de la capa 15. La capa 15 se proporciona para fines de durabilidad, y para proteger las capas subyacentes. En determinadas formas de realización de ejemplo, la capa 15 puede tener un índice de refracción (n) desde aproximadamente 1,9 hasta 2,2, más preferentemente desde aproximadamente 1,95 hasta 2,05. 30
También puede(n) proporcionarse otra(s) capa(s) por debajo o por encima del recubrimiento de baja E 9 ilustrado. De esta manera, mientras que el sistema de capas o recubrimiento está "sobre" o "soportado por" el sustrato 1 (directa o
indirectamente), pueden proporcionarse otras capas entre ellos. De esta manera, por ejemplo, el recubrimiento de la Fig. 4 puede considerarse "sobre" y "soportado por" el sustrato 1 (ó 3) incluso si se proporciona(n) otra(s) capa(s) entre la capa 3 y el sustrato 1 (ó 3). Además, pueden eliminarse determinadas capas del recubrimiento ilustrado en determinadas formas de realización, mientras que 5 pueden añadirse otras entre las diversas capas o puede(n) dividirse la(s) diversa(s) capa(s) con otra(s) capa(s) añadida(s) entre las secciones divididas en otras formas de realización de esta invención sin apartarse del espíritu global de determinadas formas de realización de esta invención. Por ejemplo y sin limitación, puede eliminarse la capa 5 y/o la capa 13 en determinados situaciones 10 de ejemplo.
Aunque pueden usarse diversos espesores en formas de realización diferentes de esta invención para el recubrimiento de baja E no limitativo de ejemplo 9, los materiales y espesores de ejemplo para las capas respectivas en el sustrato de vidrio 1 en la forma de realización de Fig. 3 son como sigue, desde el 15 sustrato de vidrio hacia fuera (p. ej., el contenido de Al en la capa de óxido de zinc 7 puede ser de 1-10%, más preferentemente de 1-3% en determinados casos de ejemplo):
Tabla 1 (Espesores/Materiales de Ejemplo; Forma de Realización de Fig. 3) 20
- Capa
- Rango Preferente (Å) Más Preferente (Å) Ejemplo (Å)
- TiOx (capa 3)
- 30-400 Å 80-250 Å 180 Å
- SnO2 (capa 5)
- 10-300 Å 10-100 Å 20 Å
- ZnAlOx (capa 7)
- 10-300 Å 60-120 Å 50 Å
- Ag (capa 19)
- 50-250 Å 80-150 Å 130 Å
- NiCrOx (capa 11)
- 10-80 Å 20-70 Å 30 Å
- TiOx (capa 12)
- 1 0-300 Å 20-100 Å 40 Å
- SnO2 (capa 13)
- 40-400 Å 100-200 Å 160 Å
- Si3N4 (capa 15)
- 50-750 Å 150-350 Å 210 Å
Se ha descubierto, por ejemplo que someter el artículo recubierto de baja E de la Fig. 3 (véase la Tabla 1 anterior) a un calentamiento rápido usando un quemador de butano con una llama abierta de gas (claramente no suficiente para el templado o doblado) hizo que la resistencia laminar del recubrimiento de baja E se redujera de 3,33 ohmios/cuadrado a 2,99 ohmios/cuadrado (es decir, se 5 redujera aproximadamente un 10%). Se midió una disminución de la emisividad concurrente del 3,8% al 3,6%. Esto demuestra la capacidad de determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención de reducir la emisividad y la resistencia laminar sin templar térmicamente o doblar por de calor.
También hay que reseñar que pueden usarse en su lugar otros 10 recubrimientos de baja E 9 en cualquiera de las formas de realización de Figs. 1-3. Por ejemplo y sin limitación, los recubrimientos de baja E o de gestión solar descritos y/o ilustrados en cualquiera de las patentes U.S. nos 6.632.491, 5.800.933, 5.837.108, 5.557.462, 6.014.872, 5.514.476, 5.935.702, 4.965.121, 5.563.734, 6.030.671, 4.898.790, 5.902.505, 3.682.528, 2001/0041252, 15 6.059.909, 5.770.321, 6.916.408, 5.344.718, 5.584.902, 5.557.462, 6.802.943, 6.830.817, 6.686.050, ó WO 01/66482 ó WO 01/66483, pueden usarse en su lugar para el recubrimiento de baja E 9 en cualquier forma de realización de esta invención.
Los materiales, capas específicas, y espesores para los recubrimientos 20 analizados anteriormente son sólo de ejemplo
Los recubrimientos de baja E en determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, antes y/o después del tratamiento térmico rápido descrito en la presente memoria, tienen una emisividad (En) no superior a aproximadamente 0,10 y/o una resistencia laminar (Rs) no superior a 25 aproximadamente 8 ohmios/cuadrado, más preferentemente no superior a aproximadamente 7 ó 6 ohmios/cuadrado.
En determinadas formas de realización de ejemplo de esta invención, una unidad de ventana IG que incluye un artículo recubierto de acuerdo con una forma de realización de ejemplo de esta invención puede tener las siguientes 30 características solares. En la Tabla 2 que se muestra a continuación, RgY es la reflexión visible desde fuera o el exterior de la ventana/edificio (es decir, desde
donde se encuentra el sol, y RfY es la reflexión visible desde el lado interior (p. ej., desde dentro del interior del edificio), y los valores de a*, b* bajo estos parámetros de reflexión respectivos también se corresponden al lado de vidrio (g) (es decir, desde fuera de la ventana en las Figs. 1-2) y el lado de película (f) (es decir, desde el interior de la ventana en las Figs. 1-2). Estas características solares se 5 proporcionan sólo a fines de ejemplo y no pretenden ser limitativas a menos que se reivindique expresamente.
- Característica
- General Preferente Más preferente
- Tvis (ó TY) (III. C, 2 grad.):
- >= 60% >= 68% >= 70%
- a*t (III. C, 2°):
- -10 a 10 -5,0 a 0,0 -3,5 a -1,5
- b*t (III. C, 2°):
- -10 a 10 -2,0 a 4,0 1,0 a 3,0
- RgY (III. C, 2 grad.):
- 5 a 17% 7 a 13% 9 a 11%
- a*g (III. C, 2°):
- -8,0 a 8,0 -3,0 a 2,0 -2,0 a 0,5
- b*g (III. C, 2°):
- -8,0 a 8,0 -5,0 a 1,0 -4,0 a -1,0
- RfY (III. C, 2 grad.):
- 5 a 20% 7 a 14% 10 a 12%
- a*f (III. C, 2°):
- -8,0 a 8,0 -3,0 a 2,0 -1,5 a 0,5
- b*f (III. C, 2°):
- -8,0 a 8,0 -5,0 a 1,0 -4,0 a -1,5
- SHGC:
- <= 0,50 <= 0,45 <= 0,40
- SC:
- <= 0,55 <= 0,49 <= 0, 46
- valor U:
- 0,10 a 0,40 0,20 a 0,30 0,22 a 0,25
10
Claims (14)
- Reivindicaciones1. Un procedimiento para fabricar un artículo recubierto con una emisividad y/o resistencia laminar reducidas, comprendiendo el procedimiento:5formar un recubrimiento de baja E sobre un sustrato de vidrio consiguientemente resultando en un artículo recubierto, comprendiendo el recubrimiento de baja E por lo menos una capa reflectante de infrarrojos (IR) intercalada entre por lo menos unas capas dieléctricas primera y segunda; y 10calentar rápidamente el artículo recubierto que comprende el recubrimiento de baja E y el sustrato de vidrio, siendo llevado a cabo dicho calentamiento rápido usando por lo menos una llama de gas que se sitúa en un lado de recubrimiento del artículo recubierto de manera que (a) disminuya la emisividad y/o resistencia laminar del recubrimiento de baja E en por lo 15 menos aproximadamente un 3% debido al calentamiento rápido, y (b) el sustrato de vidrio no exceda una temperatura de aproximadamente 400 grados C durante el calentamiento rápido.
- 2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el sustrato de vidrio no 20 excede una temperatura de aproximadamente 350 grados C durante el calentamiento rápido, preferentemente no excede una temperatura de aproximadamente 150 grados C, más preferentemente no excede una temperatura de aproximadamente 100 grados C y los más preferentemente no excede una temperatura de aproximadamente 60 grados C. 25
- 3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el calentamiento rápido hace que la emisividad y/o resistencia laminar del recubrimiento de baja Edisminuya en por lo menos aproximadamente un 5%, preferentemente en por lo menos aproximadamente un 7%.
- 4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el artículo recubierto tiene una transmisión visible de por lo menos aproximadamente un 70%. 5
- 5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la capa reflectante de IR comprende plata.
- 6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el recubrimiento de baja E 10 tiene una emisividad (En) no superior a aproximadamente 0,10 y una resistencia laminar (Rs) no superior a aproximadamente 8 ohmios/cuadrado.
- 7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el calentamiento no hace 15 que el sustrato de vidrio alcance una temperatura suficiente para el templado térmico o el doblado por calor.
- 8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el sustrato de vidrio no se templa térmicamente tras las etapas enumeradas. 20
- 9. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que las características de color, que incluyen unos valores de color reflectantes a* y b*, se mantienen básicamente iguales antes y después de dicho calentamiento rápido.25
- 10. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicho calentamiento se lleva a cabo de manera que el sustrato de vidrio no exceda una temperatura de aproximadamente 250 grados C durante el calentamiento.
- 11. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que dicho calentamiento del 5 artículo recubierto se lleva a cabo de manera que disminuya la emisividad y/o resistencia laminar del recubrimiento de baja E en por lo menos aproximadamente un 5% debido al calentamiento.
- 12. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que dicho calentamiento del 10 artículo recubierto se lleva a cabo de manera que disminuya la emisividad y/o resistencia laminar del recubrimiento de baja E en por lo menos aproximadamente un 10% debido al calentamiento.
- 13. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que dicho calentamiento del 15 artículo recubierto se lleva a cabo de manera que disminuya la emisividad y/o resistencia laminar del recubrimiento de baja E en por lo menos aproximadamente un 15% debido al calentamiento.
- 14. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el calentamiento rápido 20 se lleva a cabo de manera que disminuya la emisividad y/o resistencia laminar del recubrimiento de baja E en por lo menos aproximadamente un 10% debido al calentamiento rápido, preferentemente en por lo menos aproximadamente un 15%.25
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