FR2685318A1 - Verre portant un revetement. - Google Patents
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Abstract
L'invention se rapporte à du verre portant un revêtement multicouches transmettant la lumière. Le revêtement comprend, successivement, une couche d'oxyde métallique (A) contenant une matière dont l'indice de réfraction est plus élevé que celui du verre, une couche d'oxyde métallique ou de silice (B) dont l'indice de réfraction est plus faible que celui de la couche (A) et une couche (C) contenant une matière choisie parmi le chrome, les alliages contenant du chrome, les alliages de titane et d'aluminium, leurs nitrures, et le nitrure de zirconium ou de titane. Les couches peuvent être appliquées dans l'ordre A, B, C ou C, B, A. L'invention est particulièrement utile à des fins de protection solaire.
Description
i Verre portant un revêtement La présente invention se rapporte à un verre
portant un
revêtement multi-couches transmettant la lumière.
Du verre portant un revêtement trouve son utilisation dans de nombreux domaines et pour différents usages La présente invention concerne principalement rapplication de revêtements à du verre à des fins de protection solaire. L'usage de plus en plus fréquent en architecture de façades vitrées impose certains desiderata que le fabricant de verre doit essayer de satisfaire Au point de vue technique, il est souvent souhaité que le vitrage ne laisse pas passer une trop grande proportion du rayonnement solaire incident afin que rintérieur de la structure vitrée ne soit pas surchauffée par temps ensoleillé Cependant, le vitrage doit aussi transmettre une proportion raisonnable de lumière visible, afin de permettre léclairement naturel de l'intérieur de la structure, et afin de
permettre à ses occupants de voir à l'extérieur.
Au point de vue esthétique, on préfère parfois que la totalité de la façade vitrée d'un bâtiment présente un aspect approximativement uniforme: il peut donc être souhaitable que les fenêtres d'un bâtiment présentent des caractéristiques en réflexion qui, lorsqu'elles sont observées de l'extérieur, sont similaires à celles des parties opaques de la façade, telles que les allèges En outre, il peut être souhaitable d'obtenir une couleur particulière du verre revêtu
lorsqu'il est regardé en réflexion.
La présente invention se rapporte à un verre portant un revêtement multicouches transmettant la lumière, caractérisé en ce que le dit revêtement comprend successivement: (A) une couche d'oxyde métallique ("la couche A") contenant une matière dont l'indice de réfraction est plus élevé que celui du verre; (B) une couche doxyde métallique ou de silice ("la couche B") contenant une matière dont l'indice de réfraction est plus petit que celui de la matière de la couche A; et (C) une couche ("la couche C") contenant une matière choisie parmi le chrome, les alliages contenant du chrome, les alliages de titane et d'aluminium,
leurs nitrures, et le nitrure de zirconium ou de titane.
Les trois couches agissent ensemble de manière avantageuse pour le but poursuivi, et les propriétés précises obtenues peuvent être modifiées en changeant les matières utilisées et les épaisseurs de ces couches La troisième couche citée, la couche C, de métal ou de nitrure, est une couche absorbante, et elle est avant tout responsable de rabaissement de la transmission du verre revêtu vis-à-vis du rayonnement solaire total L'augmentation de l'épaisseur de la couche C diminuera la transmission énergétique totale et diminuera en même temps la transmission lumineuse Elle peut également avoir un effet sur la couleur du vitrage lorsqu'il est regardé en réflexion Les deux premières couches citées, les couches A et B d'indices de réfraction respectivement plus grand et plus petit, modifient également les propriétés de transmission lumineuse du verre revêtu Pour une épaisseur donnée de la couche C, elles peuvent être disposées pour augmenter la transmission lumineuse, et pour augmenter la pureté de couleur d'excitation de la lumière réfléchie Et ceci peut être fait sans réduire la réflexion énergétique totale du verre revêtu; en fait, dans certaines circonstances, cette réflexion peut être augmentée l est donc possible de réduire l'absorption du rayonnement énergétique du verre revêtu et de réduire son facteur solaire On utilise rexpression "facteur solaire" pour décrire la somme de l'énergie totale directement transmise et de l'énergie qui est absorbée et re-rayonnée par la face éloignée de la source d'énergie, comme une proportion du rayonnement énergétique total atteignant le verre revêtu Un choix judicieux de la position des couches sur le verre par rapport à l'observateur et de l'épaisseur de telles couches, peut aussi permettre de réduire la réflexion lumineuse sans augmenter le facteur solaire et/ou d'obtenir une teinte
relativement neutre.
Il est considéré comme particulièrement avantageux que l'emploi d'un revêtement multi-couches sur du verre selon l'invention offre des paramètres supplémentaires (les matières et les épaisseurs des couches) qui peuvent être modifiés pour obtenir un bon compromis entre la transmission lumineuse du verre et son facteur solaire et qu'il permet un degré de contrôle de la couleur en réflexion du verre revêtu L'emploi d'un tel verre revêtu dans une façade de bâtiment peut aussi faciliter rharmonisation de l'aspect extérieur de cette façade entre des parties qui sont transparentes et des parties qui sont opaques. La séquence de dépôt des trois couches du revêtement sur le verre doit, selon l'invention, être soit A, B, C, soit C, B, A L'ordre que l'on choisit dépendra de la manière dont le verre revêtu sera installé dans un bâtiment et des propriétés optiques qu'on souhaite A titre d'exemple, les propriétés optiques d'une feuille revêtue selon l'invention peuvent varier selon que la couche A ou la
couche C est plus proche de lobservateur.
Dans certaines formes préférées de réalisation de rinvention, la
dite couche A est disposée entre la dite couche C et le verre.
R est conventionnel de définir les différentes positions possibles d'un revêtement sur une feuille de verre telle qu'elle est installée dans un châssis de fenêtre extérieure de la manière suivante: la position 1 est à la face extérieure de la feuille extérieure ou de la seule feuille de la fenêtre et la position 2 est à la face intérieure de cette feuille; les positions 3 et 4 sont respectivement les faces orientées vers l'extérieur et vers l'intérieur du second panneau interne, s'il échet, et ainsi de suite Afin d'obtenir l'aspect désiré en réflexion depuis l'extérieur d'un bâtiment, le verre peut être installé de manière que la couche A soit disposée entre la couche C et rextérieur du bâtiment Dès lors, certaines formes préférées de réalisation de l'invention, dans lesquelles la dite couche A est disposée entre la dite couche C et le verre peuvent être installées de manière que le revêtement soit en position 2 Evidemment, un revêtement constitué de couches A, B, C déposées dans l'ordre inverse peut aussi être placé en position 2 Dans les deux cas, le revêtement est protégé des conditions climatiques ambiantes qui pourraient provoquer un vieillissement prématuré du revêtement et une détérioration de ses propriétés Une protection supplémentaire du revêtement contre le vieillissement prématuré dû aux polluants atmosphériques peut être offerte en incorporant une telle feuille revêtue dans un vitrage creux, avec le revêtement disposé à rintérieur de ce vitrage De ce fait, le contact du revêtement avec des polluants atmosphériques peut être entravé, ou évité si
rintérieur du vitrage creux est scellé.
En général, lorsque la couche C est constituée de chrome ou de nickelchrome, ou d'un nitrure de chrome, de nickel-chrome, de zirconium ou de titane, cette couche peut avoir une résistance à la corrosion atmosphérique qui convient à tous les cas pratiques Cependant, certains alliages contenant du
chrome, tels que des aciers inoxydables, ont une résistance moins satisfaisante.
Dès lors, dans certaines de ces formes préférées de réalisation de l'invention, la dite couche C est une couche d'acier inoxydable (contenant du chrome) qui est à son tour surmontée d'un revêtement protecteur d'oxyde ou de nitrure ll existe différents revêtements d'oxyde ou de nitrure connus en soi qui sont durs et durables et qui contribuent donc à la résistance à la corrosion atmosphérique et à l'abrasion du revêtement dans son ensemble et agissent donc contre le
vieillissement prématuré du revêtement.
Lorsque la couche C est constituée d'un nitrure, tel que du nitrure de titane, celle-ci peut être protégée par une mince couche d'oxyde Dès lors, pour éviter qu'une couche de nitrure de titane soit griffée, on peut appliquer une fine couche d'oxyde de titane ou d'oxyde d'étain Ces couches protectrices ont
peu d'influence sur les propriétés optiques du revêtement dans son ensemble.
Par exemple, de roxyde d'étain est légèrement lubrifiant et protège le revêtement contre les griffes Un revêtement d'oxyde d'épaisseur égale ou
inférieure à 15 nm convient, par exemple 10 nm de Tlo 2 ou 15 nm de Sn O 2.
Dans d'autres formes préférées de réalisation de rinvention, la dite couche C est disposée entrer la dite couche A et le verre Une feuille de verre portant un tel revêtement peut être installée en tant que fenêtre de bâtiment avec le revêtement en position 1 pour obtenir l'aspect souhaité en réflexion lorsqu'elle est vue de l'extérieur du bâtiment Ceci voudra dire que la couche A du revêtement peut être exposée aux conditions climatiques ambiantes, mais il existe plusieurs matières d'indice de réfraction élevé que l'on peut aisément déposer pour former des revêtements durs et durables qui ont une résistance
suffisante à la corrosion atmosphérique et à rabrasion pour les buts poursuivis.
Un revêtement ayant des couches déposées dans l'ordre inverse peut aussi être en position 1 de manière que la couche C soit exposée aux conditions climatiques ambiantes Le positionnement en 1 du revêtement peut avoir
certains avantages au point de vue de la protection contre rénergie solaire.
Parce que la couche C du revêtement absorbe le rayonnement solaire, elle tendra à devenir très chaude et même brûlante pendant son exposition à un fort ensoleillement La feuille de verre qui la porte sera également chauffée Par conséquent, la feuille revêtue peut être une source importante de rayonnement infra-rouge Si le revêtement est en position 1, il y aura une légère tendance qu'un tel rayonnement soit préférentiellement émis en direction de l'extérieur du bâtiment mais, chose plus importante, la face de la feuille revêtue qui occupe la position 2 peut être pourvue d'un revêtement qui réduit l'émissivité de cette face vis-à-vis du rayonnement infra-rouge Par exemple, un revêtement d'oxyde d'étain dopé peut être disposé en position 2 Ceci augmente reffet de protection
solaire du verre revêtu.
On notera évidemment qu'un tel revêtement à basse émissivité peut avantageusement être déposé sur une seconde feuille d'un vitrage creux qui
incorpore également un verre revêtu selon rinvention, que le revêtement multi-
couches occupe la position 1 ou la position 2 Un tel revêtement à basse
émissivité pourrait occuper la position 3 ou la position 4.
De préférence, une telle couche C est constituée de nitrure de titane Du nitrure de titane peut aussi former des couches durables chimiquement et mécaniquement Dans cette couche, le titane et razote ne doivent pas être présents en proportions stoechiométriques, et on a en fait trouvé qu'on obtient les meilleurs résultats lorsqu'il y a un excès stoechiométrique de titane, de telle manière que le couche puisse contenir du titane libre Une telle couche peut être facilement formée par pulvérisation cathodique de titane en présence d'azote Lépaisseur d'une telle couche de nitrure de titane peut être contrôlée de manière précise et reproductible si elle est produite de cette manière. L'épaisseur de la couche C a un effet prononcé sur les propriétés optiques du verre revêtu, en particulier en ce qui concerne sa transmission et sa couleur en réflexion En modifiant lépaisseur de cette couche du revêtement, il est possible d'obtenir une variété de couleurs en réflexion et une gamme de transmissions lumineuses De préférence, une telle couche C de nitrure de zirconium ou de titane a une épaisseur géométrique comprise entre 15 nm et 60 nm De telles couches tendent à présenter une teinte bleutée à verdâtre en réflexion D'autres matières aptes à former une dite couche C, en roccurence du chrome, des alliages contenant du chrome et leurs nitrures, peuvent être conformées en couches du revêtement qui ont une teinte neutre ou grise en réflexion L'emploi d'alliages de titane et d'aluminium ou de leurs nitrures permet
de former des revêtements d'une large gamme de couleurs.
Parce que la dite couche C absorbe assez bien le rayonnement incident et peut tendre à devenir assez chaude, le verre pourrait être soumis à un certain niveau de choc thermique qui serait inacceptable pour des raisons de sécurité, à moins que les verres soient renforcés d'une certaine manière Pour cette raison, le dit verre est avantageusement du verre trempé Le traitement de trempe utilisé peut être un traitement de trempe thermique, ou un traitement de trempe chimique, selon la convenance Dans certains cas (par exemple lorsque la transmission lumineuse est élevée de l'ordre de 40 %), la réduction du facteur solaire résultante de certaines formes de réalisation de rinvention, permet d'éviter la nécessité de renforcer mécaniquement le verre par trempe ou par durcissement En effet, la modification de la sélectivité réduit labsorption dans le revêtement pour une transmission lumineuse donnée, et réduit dès lors reffet de
chauffage du vitrage.
De préférence, la dite couche A, la couche d'indice de réfraction plus élevé, est une couche consistant substantiellement en dioxyde de titane, dioxyde de zirconium et/ou dioxyde d'étain Une couche appropriée de dioxyde de titane peut être formée avec un indice de réfraction d'environ 2,3 par une technique de pulvérisation cathodique bien connue en soi Le dioxyde zirconium a un indice de réfraction de 2, 1 Une couche de revêtement de dioxyde d'étain peut être formée de manière similaire, de nouveau avec un indice de réfraction proche de 2 Ces matières peuvent être conformées en couches de haute qualité
qui sont transparentes et durables, chimiquement et mécaniquement.
En variante, on peut préférer déposer par voie pyrolytique une ou plusieurs de ces couches de revêtement afin de favoriser la résistance à rabrasion et à la corrosion i est actuellement envisagé qu'une telle couche de revêtement déposée par pyrolyse peut être formée, soit directement sur le verre, soit sur
une couche pyrolytique de revêtement déposée auparavant.
Avantageusement, la dite couche A a une épaisseur optique comprise entre 20 nm et 190 nm, et de préférence comprise entre 30 nm et nm L'effet qu'une telle couche A a sur les propriétés de transmission du rayonnement énergétique du verre revêtu est ainsi amélioré, en raison des effets d'interférence. De préférence, la dite couche B, la couche d'indice de réfraction
plus petit, est une couche consistant substantiellement en oxyde de silicium.
Uemploi d'oxyde de silicium est avantageux parce qu'il peut lui aussi être conformé en couches durables chimiquement et mécaniquement Une couche
d'oxyde de silicium convenable peut être formée par pulvérisation cathodique.
Une telle pulvérisation cathodique peut être mise en oeuvre en présence d'oxygène en une quantité telle que le réglage de la teneur en oxygène de la couche qui est formée soit tel que la couche ait un indice de réfraction aussi faible que possible, si on le désire Par exemple, il est possible d'obtenir une
couche d'oxyde de silicium ayant un indice de réfraction d'environ 1,4 à 1,45.
Avantageusement, la dite couche B a une épaisseur optique comprise entre 5 nm et 120 nm, et de préférence comprise entre 5 nm et 60 nm, avantageusement entre 14 nm et 60 nm L'effet que cette couche a sur les propriétés de transmission du rayonnement énergétique du verre revêtu est ainsi
amélioré, en raison des effets d'interférence.
Certaines formes de réalisation de l'invention seront maintenant décrites plus en détail, à titre d'exemple, et en se référant aux dessins schématiques annexés dans lesquels: Les figures 1 à 3 sont chacune une coupe transversale
schématique et de détail d'une forme de réalisation d'un vitrage selon l'invention.
Dans la figure 1, une feuille de verre Gi est revêtue successivement d'une couche A, d'une couche B et d'une couche C qui, ensemble, forment un revêtement multi-couches en position 2, c'est-à-dire sur la face intérieure de la feuille extérieure ou de la feuille unique d'une fenêtre La feuille de verre Gi est associée, de manière facultative, à une seconde feuille de verre G 2 pour former un vitrage creux qui peut, de manière optionnelle, être scellé hermétiquement de manière à protéger le revêtement A, B, C de tout contact avec rair ambiant Une telle seconde feuille de verre facultative G 2 est représentée comme portant un revêtement facultatif E en position 3 constitué d'une matière qui est adaptée pour réduire rémissivité de la face en position 3 de la feuille de verre G 2 vis-à-vis du rayonnement infra-rouge Parce que l'émissivité est réduite, la réflexion est améliorée, de sorte que le rayonnement infra-rouge provenant de la première feuille de verre revêtue Gi est réfléchi en retour vers l'extérieur du bâtiment En variante, un tel revêtement facultatif E peut être appliqué sur la face en position 4 de la feuille de verre G 2 avec un résultat similaire, quoique dans ce cas, la seconde feuille de verre G 2 tendra à devenir
plus chaude que si le revêtement E est en position 3.
Dans la figure 2, une feuille de verre G est revêtue successivement d'une couche C, d'une couche B et d'une couche A qui, ensemble, forment un revêtement multi-couches en position 1 Un revêtement facultatif E est également déposé sur la feuille de verre G en position 2 et est constitué d'une matière qui est adaptée pour réduire rémissivité de la face en position 2 de la
feuille de verre G vis-à-vis du rayonnement infra-rouge.
Dans la figure 3, une feuille de verre G est revêtue successivement d'une couche A, d'une couche B et d'une couche C qui, ensemble, forment un revêtement multi-couches en position 2, c'est-à-dire sur la face intérieure de la feuille extérieure ou de la feuille unique d'une fenêtre La feuille de verre G est représentée comme portant un revêtement facultatif P, également en position 2, d'un oxyde ou d'un nitrure dont le but est d'améliorer la résistance de la couche
C contre l'attaque chimique et/ou physique.
EXEMPLE 1
Un ruban de verre flotté de 6 mm d'épaisseur, alors qu'il est encore chaud après avoir quitté une enceinte de flottage, traverse un poste de revêtement o un revêtement de dioxyde d'étain se forme sur le verre par pyrolyse, d'une manière connue en soi, en une épaisseur optique comprise entre nm et 100 nm pour former la couche A Le ruban est découpé en feuilles et les feuilles sont ensuite trempées thermiquement En variante, des feuilles prédécoupées sont revêtues pyrolytiquement et, après un tel revêtement, le gradient de refroidissement est réglé de manière que ces feuilles soient trempées thermiquement. Une feuille de verre trempé portant un revêtement pyrolytique est introduite dans une enceinte de traitement contenant deux sources de pulvérisation cathodique à magnétron plan ayant des cibles respectivement en titane et en silicium et pourvue d'un sas d'entrée et d'un sas de sortie, d'un convoyeur pour le substrat, de sources de puissance, d'entrées de gaz de
pulvérisation et d'un orifice d'évacuation.
La pression dans l'enceinte est réduite à 0,15 Pa Le substrat est acheminé devant les sources de pulvérisation alors que la source de silicium est activée et pulvérisée à froid par de l'oxygène gazeux sous une pression effective de dépôt de 0,2 Pa pour donner une couche d'oxyde de silicium (une couche B) d'indice de réfraction de 1,4 et d'une épaisseur optique comprise entre 10 et 120 nm La source de silicium est ensuite désactivée En variante, la source de
silicium est constituée par une cathode rotative.
L'oxygène est purgé du système et de l'azote est introduit sous une pression de 0,3 Pa en tant que gaz de pulvérisation La source de titane est activée et le substrat est acheminé devant elle pour déposer une couche comprenant du nitrure de titane ayant une épaisseur géométrique comprise entre 15 et 60 nm En fait, lorsqu'elle est analysée plus tard, on trouve que la
couche de "nitrure de titane" contient un léger excès stoechiométrique de titane.
EXEMPLE 2
Une feuille de verre sodo-calcique de composition ordinaire de 6 mm d'épaisseur est trempée chimiquement La trempe chimique est effectuée en mettant le verre en contact avec du nitrate de potassium fondu à une température de 4650 C pendant une période comprise entre deux heures et demie et huit heures pour obtenir le degré voulu de contrainte de compression superficielle de 450 à 600 M Pa à la surface du verre Le verre est du verre flotté et, avant la trempe, il est maintenu à une température de 4650 C pendant 8 heures pour rétablir l'équilibre des populations ioniques des couches superficielles opposées du verre En variante, le verre utilisé est du verre étiré de
4 mm d'épaisseur, et ce pré-traitement est omis.
Trois couches de revêtement, A, B, et C, respectivement de dioxyde de titane, d'oxyde de silicium et de nitrure de titane, sont alors appliquées sur le verre Pour déposer ces couches, le substrat est introduit dans une enceinte de traitement contenant deux sources de pulvérisation à magnétron plan ayant des cibles respectivement en titane et en silicium, et pourvue d'un sas d'entrée et d'un sas de sortie, d'un convoyeur pour le substrat, de sources de puissance, d'entrées de gaz de pulvérisation et d'un orifice dévacuation. La pression dans l'enceinte est réduite à 0,15 Pa Le substrat est acheminé devant les sources de pulvérisation alors que la source de titane est activée et pulvérisée à froid par de l'oxygène gazeux en présence d'argon sous une pression effective de dépôt de 0,2 Pa pour donner une couche de dioxyde de titane d'indice de réfraction de 2,3 La source de titane est désactivée et la source de silicium est activée Le substrat est acheminé devant cette source pour déposer une couche d'oxyde de silicium d'indice de réfraction de 1,4 La source
de silicium est ensuite désactivée.
En variante, la source de silicium est une cathode rotative Dans une autre variante, les sources de titane et de silicium sont activées simultanément et le substrat est acheminé devant elles pour y déposer
séquentiellement les deux couches de revêtement.
Finalement, l'oxygène est purgé du système et de l'azote est introduit sous une pression de 0,3 Pa en tant que gaz de pulvérisation La source de titane est activée et le substrat est acheminé devant elle pour déposer une couche comprenant du nitrure de titane ayant une épaisseur géométrique comprise entre 15 et 60 nm En fait, lorsqu'elle est analysée plus tard, on trouve que la couche de "nitrure de titane" contient un léger excès stoechiométrique de titane. Les épaisseurs des différentes couches du revêtement sont les suivantes: Couche A Dioxyde de titane ép géométrique 35 nm Couche B Oxyde de silicium ép géométrique 20 nm Couche C Nitrure de titane ép géométrique 35 nm Le résultat est une feuille de verre portant des couches de revêtement A, B, et C successivement déposées, comme le représentent les
figures 1 et 3 des dessins.
Les propriétés optiques de la feuille revêtue lorsqu'elle est placée en position 2 et regardée depuis le côté verre, sont: Transmission lumineuse TL = 25 %
Réflexion lumineuse RL < 10 %.
La couleur réfléchie est pourpre, avec une pureté de plus de 40 %.
EXEMPLES 3 ET 4
En variantes de l'exemple 2, les trois couches de revêtement sont déposées dans le même ordre, à savoir avec la couche d'oxyde de titane adjacente au verre, mais avec des épaisseurs différentes Ces épaisseurs géométriques et les propriétés des différentes feuilles revêtues sont données dans le tableau 1 suivant, les feuilles ayant été revêtues en position 2 et examinées depuis la face verre:
Tableau 1
Exemple 3 Exemple 4 Epaisseur Ti O 2 25 nm 20 nm Epaisseur Si C 2 40 nm 10 nm Epaisseur 'Fi N 25 nrm 25 nm Transmission lumineuse 30 % 30 % Réflexion lumineuse 9 % 8 % Facteur solaire 39 % 39 % Teinte violet-pourpre neutre Longueur donde dominante 470 nm Pureté de couleur 44 % 3 % Coordonnée a de Hunter + 7 Coordonnée b de Hunter -29 n faudrait noter que la feuille revêtue de l'exemple 4 possède une réflexion lumineuse et une couleur qui sont proches de celles du verre non
revêtu, cependant avec un facteur solaire relativement faible.
EXEMPLE 5
En variante de l'exemple 2, les trois couches de revêtement ont les mêmes épaisseurs mais sont déposées dans lordre inverse sur une face d'une
feuille de verre.
La feuille ainsi revêtue offre un facteur solaire de 34 % avec sa face non revêtue dirigée vers la source énergétique et elle a les propriétés suivantes lorsqu'elle est observée depuis sa face non revêtue: Réflexion lumineuse RL = 28 % Transmission lumineuse TL = 30 % Coordonnées de Hunter a = 0, b = 14 Teinte en réflexion: jaune or avec une longueur d'onde dominante
de 575 nm et une pureté de couleur d'excitation de 28 %.
Afin d'obtenir une même transmission lumineuse de 30 % en utilisant seulement une couche de revêtement de nitrure de titane sur le verre, cette couche de revêtement devrait être formée de la même manière mais en
une épaisseur de 23 nm, et elle offrirait une réflexion lumineuse de 13 %.
Cependant, son facteur solaire serait de 38 % et sa teinte serait bleue avec une pureté de couleur d'excitation de 19 % De ce fait, en adoptant cet exemple de l'invention, le facteur solaire et le rapport de la transmission lumineuse sur le
facteur solaire sont améliorés et la couleur est altérée.
Si une couche de revêtement unique de nitrure de titane était formée de la même manière en une même épaisseur de 35 nm, la transmission lumineuse serait réduite à seulement 20 % avec une réflexion lumineuse de 20 % et un facteur solaire de 31 % La teinte serait à nouveau bleue, avec une pureté de couleur d'excitation de 13 % De nouveau, le rapport de la transmission
lumineuse sur le facteur solaire est amélioré et la couleur est altérée.
En variante de cet exemple, l'autre face de la feuille de verre porte une couche de revêtement à basse émissivité déposée par pyrolyse de manière à
obtenir une feuille revêtue telle qu'illustrée à la figure 2 des dessins.
EXEMPLES 6 A 8
En variante de rexemple 5, les trois couches de revêtement sont déposées dans le même ordre, à savoir avec le nitrure de titane adjacent au verre, mais sous des épaisseurs différentes Ces épaisseurs géométriques et les propriétés des différentes feuilles revêtues sont données dans le tableau 2 suivant, avec deux exemples comparatifs, Comp A et Comp B Le facteur solaire est mesuré avec la face non revêtue de la feuille de verre dirigée vers la source d'énergie, et les propriétés optiques sont considérées à partir de la face
non revêtue de la feuille.
Tableau 2
Ex 6 Ex 7 Ex 8 Comp A Comp B Epaisseur Ti N 50 nm 20 nm 20 nm 15 rin 35 nm Epaisseur Si O 2 25 rnm 35 nm 15 nm O O Epaisseur Ti O 2 20 rnm 35 nm 15 nm O O Transmission lumineuse 20 % 40 % 40 % 40 % 40 % Réflexion lumineuse 25 % 23 % 22 %/6 8 % 20 % Facteur solaire 28 % 43 % 42 % 47 % 31 % Teinte jaune or jaune or bleue bleue bleue Long d'onde dominante 576 nm 576 nm 482 nm 478 nm 478 nmn Pureté de couleur 21 % 37 % 19 % 21 % 13 % Coordonnée a de Hunter O 0 -3,5 O -2 Coordonnée b de Hunter + 10,5 + 16 + 11 -8,5 -7
EXEMPLES 9 A 12 En variantes de rexemple 2, renceinte de traitement contient une source
supplémentaire de pulvérisation à magnétron plan qui est activée pour déposer une couche C ayant une épaisseur géométrique comprise entre 15 nm et nrm. Dans l'exemple 9, cette source supplémentaire est en acier inoxydable et la source est activée dans une atmosphère d'argon sous une pression de 0,3 Pa pour former une couche C en acier inoxydable transmettant la lumière Dans cet exemple, la couche d'acier inoxydable est la première
couche déposée sur la feuille de verre.
Les épaisseurs des différentes couches du revêtement sont les suivantes: Couche C Acier inoxydable ép géométrique 5 nm Couche B Oxyde de silicium ép géométrique 30 nm Couche A Dioxyde de titane ép géométrique 30 nm La feuille ainsi revêtue offre un facteur solaire de 53 % avec sa face non revêtue dirigée vers la source énergétique et elle a les propriétés optiques suivantes lorsqu'elle est observée depuis sa face non revêtue: Réflexion lumineuse RL = 33 % Transmission lumineuse TL = 48 % Teinte en réflexion: gris jaunâtre avec une pureté de couleur
d'excitation de 7 %.
Une telle feuille revêtue peut être comparée avec une feuille qui porte un revêtement à deux couches d'acier inoxydable ( 5 nm) et de dioxyde de titane (l Onm) qui offre un facteur quelque peu similaire, en fait de 51 % Une telle feuille a les propriétés optiques suivantes lorsqu'elle est observée depuis sa face non revêtue: Réflexion lumineuse RL = 13 % Transmission lumineuse TL = 37 % Teinte en réflexion: gris bleuté avec une pureté de couleur d'excitation
de 10 %.
Dans une variante de rexemple 9, racier inoxydable est pulvérisé en présence d'azote sous une pression de 0,3 Pa pour former une couche de revêtement de "nitrure d'acier inoxydable" Ceci n'a pas un grand effet sur les propriétés de transmission énergétique de la feuille revêtue, mais on a noté que la
résistance à la corrosion du revêtement est améliorée.
Dans rexemple 10, la source supplémentaire est en chrome, et la source est activée dans une atmosphère d'argon sous une pression de 0,3 Pa pour former une couche C de chrome transmettant la lumière En variante de cet exemple 10, le chrome est pulvérisé en présence d'azote sous une pression de 0,3
Pa pour former une couche de revêtement de nitrure de chrome.
Dans l'exemple 11, la source supplémentaire est en alliage chrome-
nickel, et la source est activée dans une atmosphère d'argon sous une pression de
0,3 Pa pour former une couche C d'alliage chrome-nickel transmettant la lumière.
En variante de cet exemple 11, l'alliage chrome-nickel est pulvérisé en présence d'azote sous une pression de 0,3 Pa pour former une couche de revêtement de "nitrure de chrome-nicker' Dans une autre variante de l'exemple 11, du zirconium est pulvérisé en présence d'azote sous une pression de 0,3 Pa pour former une
couche de revêtement de nitrure de zirconium.
Dans l'exemple 12, la source supplémentaire est en alliage titane-
aluminium, et la source est activée dans une atmosphère d'argon sous une pression de 0,3 Pa pour former une couche C d'alliage titane-aluminium transmettant la lumière En variante de cet exemple 12, l'alliage titanealuminium est pulvérisé en présence d'azote sous une pression de 0,3 Pa pour former une couche de
revêtement de "nitrure de titane-aluminium".
EXEMPLE 13
En variante, quatre couches de revêtement sont déposées avec une
couche d'oxyde de titane adjacente au verre.
Les épaisseurs et matières des différentes couches du revêtement sont les suivantes: Couche A Dioxyde de titane ép géométrique 20 nm Couche B Oxyde de silicium ép géométrique 20 nm Couche C Acier inoxydable ép géométrique 6 nm et
Nitrure de titane ép géométrique 15 nm.
La feuille ainsi revêtue offre un facteur solaire de 29 % depuis sa face revêtue et elle a les propriétés optiques suivantes lorsqu'elle est observée depuis sa face revêtue: Réflexion lumineuse RL = 44 % Transmission lumineuse TL = 23 % Teinte en réflexion: aucune perceptible La feuille a une pureté de
couleur d'excitation de 1 %.
EXEMPLES 14 ET 15
En variantes de rexemple 5, les trois couches de revêtement sont
déposées dans le même ordre, à savoir avec le nitrure de titane adjacent au verre.
Les épaisseurs géométriques et les propriétés des différentes feuilles revêtues sont données dans le tableau 3 suivant, les propriétés optiques étant celles qui sont
observées depuis la face revêtue.
Tableau 3
Ex 14 Ex 15 Comp A Comp B Epaisseur Ti N 35 nm 35 nm 15 nm 35 nm Epaisseur Si O 2 20 nm 40 nm O O Epaisseur Ti O 2 35 nm 40 nm O O Transmission lumineuse 30 % 20 % 40 % 20 % Réflexion lumineuse 5 % 35 % 22 % 35 % Facteur solaire 36 % 33 % 42 % 26 % Teinte pourpre bleue bleue bleu-vert Pureté de couleur 76 % 32 % 10 % 5 % Long d'onde dominante 470 rnm 478 nm 476 nm 481 nm Coordonnée a de Hunter + 17 -2 O O Coordonnée b de Hunter -65 -30 -7 -3,5
EXEMPLES 16 A 20
Les autres exemples dans le tableau 4 suivant sont préparés de la même manière que celle décrite vis-à-vis de l'exemple 5, excepté que dans les exemples 18 et 19, les couches de revêtement sont déposées par pyrolyse en utilisant une méthode bien connue en soi dans la technique, plutôt que par
pulvérisation cathodique.
Tableau 4
Ex 16 Ex 17 Ex 18 Ex 19 Ex 20 Epaisseur TIO 2 (A) 55 nm 25 rnm 30 nm 20 nm 10 nm Epaisseur Si O 2 (B) 30 nm 10 nm 70 nm 80 rnm 60 nm Epaisseur Ti N (C) 23 nm 35 nm 23 nm 23 nm 15 nm Ordre du revêtement CBA ABC ABC CBA ABC Face observée verre verre verre couche couche Transmission lumineuse 28 % 24 % 26 % 31 % 42 % Réflexion lumineuse 17 % 7 % 26 % 27 % 22 % Facteur solaire 39 % 35 % 37 % 40 % 43 % Teinte or neutre bleue bleue neutre Long d'onde dominante 589 nm 477 nm 477 nm Pureté de couleur 33 % 1 % 32 % 36 % 1 % Coordonnée a de Hunter + 10 O -0,5 Coordonnée b de Hunter + 11,5 - 26 -31,4
Claims (14)
1 Verre portant un revêtement multi-couches transmettant la lumière, caractérisé en ce que le dit revêtement comprend successivement: (A) une couche d'oxyde métallique ("la couche A") contenant une matière dont l'indice de réfraction est plus élevé que celui du verre; (B) une couche d'oxyde métallique ou de silice ("la couche B") contenant une matière dont l'indice de réfraction est plus petit que celui de la matière de la couche A; et (C) une couche ("la couche C") contenant une matière choisie parmi le chrome, les alliages contenant du chrome, les alliages de titane et d'aluminium,
leurs nitrures, et le nitrure de zirconium ou de titane.
2 Verre portant un revêtement selon la revendication 1,
caractérisé en ce que la couche A est disposée entre la dite couche C et le verre.
3 Verre portant un revêtement selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche C est une couche d'acier inoxydable (contenant du chrome) qui est à son tour surmontée d'un revêtement protecteur d'oxyde ou
de nitrure.
4 Verre portant un revêtement selon la revendication 1,
caractérisé en ce que la couche C est disposée entre la dite couche A et le verre.
5 Verre portant un revêtement selon l'une des revendications 1,
2 et 4, caractérisé en ce que la couche C est une couche de nitrure de titane.
6 Verre portant un revêtement selon la revendication 5, caractérisé en ce que la couche C a une épaisseur géométrique comprise entre
nm et 60 nm.
7 Verre portant un revêtement selon rune des revendications 1 à
6, caractérisé en ce que le dit verre est du verre trempé.
8 Verre portant un revêtement selon rune des revendications 1 à
7, caractérisé en ce que la dite couche A est une couche consistant substantiellement en dioxyde de titane, dioxyde de zirconium et/ou dioxyde
d'étain.
9 Verre portant un revêtement selon rune des revendications 1 à
8, caractérisé en ce que la dite couche A a une épaisseur optique comprise entre
nm et 190 nm.
Verre portant un revêtement selon la revendication 9, caractérisé en ce que la dite couche A a une épaisseur optique comprise entre
nm et 100 nm.
11 Verre portant un revêtement selon l'une des revendications 1
à 10, caractérisé en ce que la dite couche B est une couche consistant
substantiellement en oxyde de silicium.
12 Verre portant un revêtement selon l'une des revendications 1
à 11, caractérisé en ce que la dite couche B a une épaisseur optique comprise
entre 5 nm et 120 nm.
13 Verre portant un revêtement selon la revendication 12, caractérisé en ce que la dite couche B a une épaisseur optique comprise entre
14 nm et 60 nrnm.
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| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20111223 |