MX2012009792A - Articulos que incluyen recubrimientos anticondensacion y/o de baja-e y/o metodos para hacer los mismos. - Google Patents

Abstract

Ciertas modalidades ejemplares de esta invención se refieren a artículos que incluyen recubrimientos anticondensación y/o de baja-E que están expuestos a un ambiente externo y/o métodos para hacer los mismos. En ciertas modalidades ejemplares, los recubrimientos anticondensación y/o de baja-E pueden perdurar en un ambiente exterior. Los recubrimientos también pueden tener una resistencia laminar y emisividad hemisférica suficientemente bajas de tal manera que es más probable que la superficie del vidrio retenga calor del área interior, reduciendo de ese modo (y eliminando por completo algunas veces) la presencia de condensación sobre la misma. Los artículos de ciertas modalidades ejemplares pueden ser, por ejemplo, claraboyas, ventanas de vehículos o parabrisas, unidades de IG, unidades de VIG, puertas de refrigerador/congelador y/o similares. La figura más representativa de la invención es la número 8.

Description

ARTÍCULOS QUE INCLUYEN RECUBRIMIENTOS ANTICONDENSACION Y/O DE BAJA-E Y/O MÉTODOS PARA HACER LOS MISMOS CAMPO DE LA INVENCIÓN Ciertas modalidades ejemplares de esta invención se refieren a artículos que incluyen recubrimientos anticondensación y/o de baja-E y/o métodos para hacer los mismos. Más particularmente, ciertas modalidades ejemplares de esta invención se refieren a artículos que incluyen recubrimientos anticondensación y/o de baja-E que están expuestos a un ambiente externo y/o métodos para hacer los mismos. En ciertas modalidades ejemplares, los recubrimientos anticondensación y/o de baja-E pueden perdurar en un ambiente exterior y también pueden tener una emisividad hemisférica baja de tal manera que es más probable que la superficie del vidrio retenga calor del área interior, reduciendo de ese modo (y eliminando por completo algunas veces) la presencia de condensación sobre la misma. Los artículos de ciertas modalidades ejemplares pueden ser, por ejemplo, claraboyas, ventanas de vehículos o parabrisas, unidades de IG, unidades de VIG, puertas de refrigerador/congelador y/o similares.

ANTECEDENTES Y SUMARIO DE MODALIDADES EJEMPLARES DE LA INVENCIÓN Se sabe que la humedad se condensa sobre claraboyas, puertas de refrigerador/congelador, ventanas de vehículos y otros productos de vidrio. La acumulación de la condensación sobre claraboyas demerita la apariencia estética del vidrio. Similarmente, la acumulación de la condensación sobre las puertas de refrigerador/congelador en supermercados o similares hace difícil algunas veces que los compradores identifiquen rápido y fácilmente los productos que están buscando. Y la acumulación de la condensación sobre automóviles es frecuentemente una molestia en la mañana, ya que un conductor debe raspar frecuentemente la escarcha o el hielo y/o debe accionar el desempañador y/o los limpiaparabrisas del vehículo para hacer más segura la conducción. La humedad y la neblina sobre el parabrisas presenta frecuentemente una molestia similar, aunque también pueden plantear peligros para la seguridad potencialmente más significativos conforme un conductor recorre áreas elevadas, conforme ocurren descensos repentinos de temperatura, etcétera.

Varios productos anticondensación han sido desarrollados a través de los años para resolver estas y/u otras preocupaciones en una variedad de aplicaciones. Véase, por ejemplo, las Patentes de los Estados Unidos Nos. 6,818,309; 6,606,833; 6,144,017; 6,052,965; 4,910,088, el contenido completo de cada una- de las cuales se incorpora por este acto en este documento a manera de referencia.

Como se aludió anteriormente, ciertos planteamientos utilizan elementos de calentamiento activos para reducir la acumulación de la condensación, por ejemplo, como en los desempañadores . de vehículos, puertas de refrigerador/congelador calentadas activamente, etcétera. Desafortunadamente, estas soluciones activas toman tiempo para funcionar en el contexto del vehículo y de esta manera resuelven el problema una vez que ha ocurrido. En el caso de las puertas de refrigerador/congelador, estas soluciones activas pueden ser costosas y/o ineficientes respecto a la energía .

Se han hecho algunos intentos para incorporar un recubrimiento anticondensación de película delgada sobre una ventana. Estos intentos han involucrado en general depositar pirolíticamente un recubrimiento de óxido de estaño impurificado con flúor (FTO) de 4000-6000 angstroms de espesor sobre la superficie exterior (por ejemplo, superficie 1) de una ventana tal como, por ejemplo, una claraboya. Aunque se sabe que las técnicas de deposición pirolítica presentan "recubrimientos duros", desafortunadamente el FTO se raya con bastante facilidad, cambia de color a través del tiempo y sufre de otras desventaj as .

De esta manera, se apreciará que existe la necesidad en el campo de artículos que incluyan recubrimientos anticondensación, y/o de baja-E, de película delgada, mejorados y/o métodos para hacer los mismos.

Un aspecto de ciertas modalidades ejemplares se refiere a recubrimientos anticondensación y/o de baja-E que son adecuados para la exposición a un ambiente externo y/o métodos para hacer los mismos . El ambiente externó en ciertos casos ejemplares puede ser el exterior y/o el interior de un vehículo o casa (a diferencia de, por ejemplo, un área más protegida entre substratos adyacentes) .

Otro aspecto de ciertas modalidades ejemplares se refiere a recubrimientos anticondensación y/o de baja-E que tienen una resistencia ' laminar baja y una emisividad hemisférica baja de tal manera que es más probable que la superficie del vidrio retenga calor del área interior, reduciendo de ese modo (y algunas veces eliminando por completo) la presencia de condensación sobre los- mismos.

Aún otro aspecto de ciertas modalidades ejemplares se refiere a artículos revestidos que tienen un recubrimiento anticondensación y/o de baja-E formado sobre una superficie exterior y uno o más recubrimientos de baja-E formados sobre una o más superficies interiores, respectivas del artículo. En ciertas modalidades ejemplares, el recubrimiento anticondensación puede ¾er templado térmicamente (por ejemplo, a una temperatura de por lo menos 580 °C durante por lo menos aproximadamente 2 minutos, más preferiblemente por lo menos aproximadamente 5 minutos) o recocido (por ejemplo, a una temperatura más baja que aquella requerida para la templadura) .

Los artículos de ciertas modalidades ejemplares pueden ser, por ejemplo, claraboyas, ventanas o parabrisas de vehículos, unidades de IG, unidades de VIG, puertas de refrigerador/congelador y/o similares.

Ciertas modalidades ejemplares de esta invención se refieren a una claraboya que comprende: un primer substrato de vidrio y un segundo substrato de vidrio separados, sustancialmente paralelos; una pluralidad de separadores dispuestos para ayudar a mantener el primer substrato y el segundo substrato en una relación separada, sustancialmente paralela entre sí; un sello de borde que sella conjuntamente el primer substrato y el segundo substrato; y un recubrimiento anticondensación proporcionado sobre una superficie exterior del primer substrato expuesto a un ambiente externo a la claraboya, el recubrimiento anticondensación comprende las siguientes capas alejándose del primer substrato: una capa que comprende nitruro de silicio y/u oxinitruro de silicio, una capa que comprende un óxido conductivo, transparente (TCO, por sus siglas en inglés) , una capa que comprende nitruro de silicio y una capa que comprende por lo menos uno de óxido de zirconio, nitruro de zirconio, óxido de aluminio y nitruro de aluminio, en donde el recubrimiento anticondensación tiene una emisividad hemisférica menor que 0.23 y una resistencia laminar menor que 30 ohmios/cuadrado . El TCO puede ser de o que incluye ITO o similares en ciertas modalidades ejemplares de esta invención.

Ciertas modalidades ejemplares de esta invención se refieren a una claraboya. Se proporciona un primer substrato de vidrio y un segundo substrato de vidrio separados, sustancialmente paralelos. Una pluralidad de separadores están dispuestos para ayudar a mantener el primer substrato y el segundo substrato en una relación separada, sustancialmente paralela entre si. Un sello de borde ayuda a sellar juntos el primer substrato y el segundo substrato. Un recubrimiento anticondensación se proporciona sobre una superficie exterior del primer substrato expuesta a un ambiente externo a la claraboya. El recubrimiento anticondensación comprende las siguientes capas de película delgada depositadas en el siguiente orden alejándose del primer substrato: una capa barrera inclusiva de silicio, una primera capa de contacto inclusiva de silicio, una capa que comprende un óxido conductivo, transparente (TCO) , una. segunda capa de contacto inclusiva de silicio y una capa de óxido de zirconio. El recubrimiento anticondensación tiene una emisividad hemisférica menor que 0.23 y una resistencia laminar menor que 30 ohmios/cuadrado .

Ciertas modalidades ejemplares de esta invención se refieren a un artículo revestido que comprende: un recubrimiento soportado por un substrato, en donde el recubrimiento es un recubrimiento anticondensación que comprende las siguientes capas alejándose del primer substrato: una capa que comprende nitruro de silicio y/µ oxinitruro de silicio, una capa que comprende un óxido conductivo, transparente (TCO) , una capa que comprende nitruro de silicio y una capa que comprende uno o más de óxido de zirconio, nitruro de zirconio, óxido de aluminio y nitruro de aluminio, en donde el recubrimiento anticondensación está dispuesto sobre una superficie exterior del substrato de tal manera que el recubrimiento anticondensación está expuesto a un ambiente externo y el recubrimiento anticondensación tiene una emisividad hemisférica menor que 0.23 y una resistencia laminar menor que 30 ohmios/cuadrado .

Ciertas modalidades ejemplares de esta invención se refieren a un artículo revestido que comprende un recubrimiento soportado por un substrato. El recubrimiento es un recubrimiento anticondensación que comprende las siguientes capas de película delgada depositadas en el siguiente orden alejándose del primer substrato: una capa barrera inclusiva de silicio, una primera capa de contacto inclusiva de silicio, una capa que comprende un óxido conductivo, transparente (TCO) , una segunda capa de contacto inclusiva de silicio y una capa de óxido de zirconio. El recubrimiento anticondensación está depositado sobre una superficie exterior del substrato de tal manera que el recubrimiento anticondensación está expuesto a un ambiente externo. El recubrimiento anticondensación tiene una emisividad hemisférica menor que 0.23 y una resistencia laminar menor que 30 ohmios/cuadrado .

De acuerdo con ciertas modalidades ejemplares, el ambiente externo es el interior de una casa o vehículo. De acuerdo con ciertas modalidades ejemplares, el ambiente externo es el ambiente exterior. De acuerdo con ciertas modalidades ejemplares, un recubrimiento de baja-E se proporciona sobre el substrato opuesto al recubrimiento anticondensación.

En ciertas modalidades ejemplares, el artículo revestido se puede incorporar en una claraboya, ventana, ventana de vidrio aislante (IG, por sus siglas en inglés) ventana de vidrio aislante al vacío (VIG, por sus siglas en inglés), puerta de ref igerador/congelador y/o ventana o parabrisas de vehículo. El recubrimiento anticondensación se puede proporcionar sobre la superficie uno y/o la superficie cuatro de una unidad de IG o VIG, por ejemplo.

En ciertas modalidades ejemplares, se proporciona un método para hacer una unidad de vidrio aislante (IGU, por sus siglas en inglés) . Se proporciona un primer substrato de vidrio. Una pluralidad de capas se dispone, directa o indirectamente, sobre una primera superficie principal del primer substrato de vidrio, la pluralidad de capas, incluye, en orden alejándose del primer substrato de vidrio: una primera capa que comprende oxinitruro de silicio que tiene un índice de refracción de 1.5-2.1, una capa que comprende ITO que tiene un índice de refracción de 1.7-2.1 y una segunda capa que comprende oxinitruro de silicio que tiene un índice de refracción de 1.5-2.1. El primer substrato de vidrio se trata con calor con la pluralidad de capas dispuestas sobre el mismo. Un segundo substrato de vidrio se proporciona en una relación separada, sustancialmente paralela con respecto al primer substrato de vidrio de tal manera que la primera superficie principal del primer substrato de vidrio esté orientada lejos del segundo substrato de vidrio. El primer substrato de vidrio y el segundo substrato de vidrio son sellados juntos .

De acuerdo con ciertas modalidades ejemplares, la primera capa y la segunda capa que comprenden oxinitruro de silicio tienen índices de refracción de 1.7-1.8 y/o la capa que comprende ITO tiene un índice de refracción de 1.8-1.93.

De acuerdo con ciertas modalidades ejemplares, el tratamiento con calor involucra el recocido con rayo láser, la exposición a radiación NIR-S IR y/o el calentamiento en horno .

En ciertas modalidades ejemplares, se proporciona un método para hacer una unidad de vidrio aislante (IGU) . Se proporciona un primer substrato de vidrio. Una pluralidad de capas está dispuesta, directa o indirectamente, sobre una primera superficie principal del primer substrato de vidrio, en donde la pluralidad de capas incluye, en orden alejándose del primer substrato de vidrio: una primera capa que comprende oxinitruro de silicio, una capa que comprende ITO y una segunda capa que comprende oxinitruro de silicio. El primer substrato de vidrio se trata con calor con la pluralidad de capas dispuesta sobre el mismo. Un segundo substrato de vidrio se proporciona en una relación separada, sustancialmente paralela con respecto al primer substrato de vidrio de tal manera que la primera superficie principal del primer substrato de vidrio está orientada lejos del segundo substrato de vidrio. El primer substrato con la pluralidad de capas sobre la primera superficie principal del primer substrato de vidrio tiene una emisividad hemisférica menor que o igual a aproximadamente 0.20 y una resistencia laminar menor que o igual a aproximadamente 20 ohmios/cuadrado después del tratamiento con calor.

En ciertas modalidades ejemplares, se proporciona una unidad de vidrio aislante (IGU) . La IGU incluye un primer substrato de vidrio. Una pluralidad de capas se dispone catódicamente, directa o indirectamente, sobre una primera superficie principal del primer substrato de vidrio, la pluralidad de capas incluye, en orden alejándose del primer substrato de vidrio: una primera capa que comprende oxinitruro de silicio que tiene un índice de refracción de 1.5-2.1, una capa que comprende ITO que tiene un índice de refracción de 1.7-2.1 y una segunda capa que comprende oxinitruro de silicio que tiene un índice de refracción de 1.5-2.1. Un segundo substrato de vidrio se proporciona en una relación separada, sustancialmente paralela con relación al primer substrato de vidrio, en donde la primera superficie principal del primer substrato de vidrio- está orientada lejos del segundo substrato de vidrio cuando es ensamblada. Un sello de borde sella con untamente el primer substrato de vidrio y el segundo substrato de vidrio. El primer substrato de vidrio se trata con calor con la pluralidad de capas dispuesta sobre el mismo. El primer substrato con la pluralidad de capas sobre la primera superficie principal del primer substrato de vidrio tiene una emisividad hemisférica menor que o igual a aproximadamente 0.20 y una resistencia laminar menor que o igual a aproximadamente 20 ohmios/cuadrado después del tratamiento con calor.

Las características, aspectos, ventajas y modalidades ejemplares descritas en este documento se pueden combinar para realizar modalidades aún adicionales.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Estas y otras características y ventajas pueden ser entendidas mejor y más completamente por referencia a la siguiente descripción detallada de las modalidades ilustrativas, ejemplares en conjunción con los dibujos, de los cuales: La FIGURA 1 es un artículo revestido que incluye un recubrimiento anticondensación de acuerdo con una modalidad ejemplar; la FIGURA 2 es una unidad de vidrio aislante que incluye un recubrimiento anticondensación (por ejemplo, de cualquier modalidad de esta invención tal como de la modalidad de la Figura 1 y/o la Figura 6) dispuesto sobre una superficie más alejada del centro expuesta a la atmósfera exterior de acuerdo con una modalidad ejemplar; la FIGURA 3 es una unidad de vidrio aislante que , incluye un recubrimiento anticondensación (por ejemplo, de cualquier modalidad de esta invención tal como de la modalidad de la Figura 1 y/o la Figura 6) dispuesto sobre una superficie más cercana al centro expuesta al ambiente interior de acuerdo con una modalidad ejemplar; la FIGURA 4 es una unidad de vidrio aislante que incluye recubrimientos anticondensación (por ejemplo, de cualquier modalidad de esta invención tal cómo de la modalidad de la Figura 1 y/o la Figura 6) dispuestos sobre las superficies más alejadas del centro y más cercanas al centro de la unidad de vidrio aislante de acuerdo con una modalidad ejemplar; la FIGURA 5 es una gráfica que ilustra el desempeño de una modalidad ejemplar, un producto anticondensación actual y un substrato de vidrio descubierto conforme la temperatura, humedad y temperatura de condensación cambian a través de un período de tiempo de 18 horas; la FIGURA 6 es un artículo revestido que incluye un recubrimiento anticondensación de acuerdo con una modalidad ejemplar de esta invención; la FIGURA 7 es un artículo revestido que incluye un recubrimiento anticondensación de acuerdo con una modalidad ejemplar; y la FIGURA 8 es una vista esquemática de un sistema que incorpora un calentador de IR de acuerdo con ciertas modalidades ejemplares.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE MODALIDADES EJEMPLARES DE LA INVENCIÓN Ahora se hace referencia más particularmente a los dibujos asociados en los cuales los números de referencia similares indican partes similares en las diversas vistas.

Ciertas modalidades ejemplares de esta invención se ' refieren a recubrimientos anticondensación de película delgada que están expuestos al ambiente. Estos recubrimientos tienen una emisividad hemisférica baja en ciertas modalidades ejemplares, lo cual ayuda a que la superficie del vidrio retenga calor proporcionado del lado interior. Por ejemplo, en aplicaciones ejemplares de claraboyas y/u otras ventanas de edificios, la superficie de vidrio retiene más calor del interior del edificio. En aplicaciones ejemplares de vehículos, el parabrisas retiene más calor del interior del vehículo. Esto ayuda a reducir (y algunas veces incluso a impedir) la formación inicial de la condensación. Como se alude anteriormente, estos recubrimientos anticondensación se pueden proporcionar sobre una superficie (o múltiples superficies) expuesta al ambiente en ciertos casos ejemplares. Como tal, los recubrimientos anticondensación de ciertas modalidades ejemplares pueden ser resistentes con el fin de que sean capaces de perdurar en estas condiciones.

La Figura 1 es un artículo revestido que incluye un recubrimiento anticondensación de acuerdo con una modalidad ejemplar. La modalidad ejemplar de la Figura 1 incluye un substrato de vidrio 1 que soporta un recubrimiento anticondensación, de película delgada, de múltiples capas 3. El recubrimiento anticondensación 3 tiene una emisividad hemisférica baja. En ciertas modalidades ejemplares, la emisividad hemisférica es menor que 0.25, más preferiblemente menor que 0.23, aún más preferiblemente menor que 0.2 y algunas veces incluso menor que 1.0-1.5. Esto se logra al proporcionar una capa de óxido conductiva, transparente, delgada (TCO) 5 de tal manera que se logre una resistencia laminar adecuadamente baja. En el ejemplo de la Figura 1, el TCO 5' es óxido de indio-estaño (ITO) . Generalmente, una resistencia laminar de 10-30 ohmios/cuadrado será suficiente para lograr los valores deseados de emisividad hemisférica. Ciertas modalidades ejemplares descritas en este documento proporcionan una resistencia laminar de 13-27 ohmios/cuadrado, en donde el ejemplo proporcionado posteriormente proporciona una resistencia laminar de 17 ohmios/cuadrado. En ciertos casos ejemplares, es posible seleccionar un TCO 5 de tal manera que la resistencia laminar descienda tan bajo como aproximadamente 5 ohmios/cuadrado, aunque este valor bajo no es necesario en todas las modalidades de esta invención. La Figura 6 ilustra un artículo revestido que incluye capas similares, excepto que en la modalidad de la Figura 6 las capas 11 y 13 no están presentes. En la modalidad de la Figura 6, la capa inclusiva de oxinitruro de silicio 9b puede ser tanto una capa barrera inclusiva de silicio como una capa de contacto inferior y puede estar constituida de una combinación de las capas 9b y 11 de la modalidad de la Figura 1. En las modalidades de la Figura 1 y la Figura 6, la capa de recubrimiento exterior 7 puede ser de o puede incluir óxido de zirconio, óxido de aluminio, nitruro de aluminio y/u oxinitruro de aluminio en modalidades ejemplares de esta invención. Las capas 9a, 9b y 11 de o que incluyen nitruro de silicio y/u oxinitruro de silicio pueden ser impurificadas con aluminio (por ejemplo, de aproximadamente 0.5 a 5% de Al) en ciertas modalidades ejemplares, como se sabe en el campo, de modo que el objetivo puede ser conductivo durante la deposición catódica de la capa.

Con referencia a las Figuras 1 y 6, el TCO 5 está protegido del ambiente por una capa de óxido de zirconio 7. Una capa barrera inclusiva de silicio 11 se puede proporcionar entre el TCO 5 y el substrato 1 también para ayudar a proteger el TCO 5, por ejemplo, de la migración de sodio. En el ejemplo de la Figura 1, la capa barrera inclusiva de silicio 11 es nitruro de silicio y la capa barrera de nitruro de silicio 11 se proporciona adyacente a una capa de óxido de titanio 13. La capa barrera de nitruro de silicio 11 y la capa de óxido de titanio 13 ayudan con la óptica del artículo completo. Se apreciará que un sistema de pila de capas bajo/alto/bajo también se puede utilizar para mejorar la óptica del producto final en ciertos casos ejemplares. En ciertas modalidades ejemplares, la capa barrera de nitruro de silicio 11 se puede oxidar, por ejemplo, de modo que sea una capa de oxinitruro de silicio. En otras palabras, la capa 11 puede ser de o puede incluir oxinitruro de silicio por ejemplo en ciertas modalidades ejemplares. En ciertas modalidades ejemplares, una capa barrera que comprende nitruro de silicio (por ejemplo, Si3N4 u otra estequiometría adecuada) puede reemplazar la capa barrera inclusiva de silicio 11 y la capa de óxido de titanio 13 en el ejemplo de la Figura 1.

Las capas inclusivas de silicio adicionales 9a y 9b pueden emparedar el TCO 5. Como se muestra en el ejemplo de la Figura 1, la capa inclusiva de silicio superior 9a es una capa de nitruro de silicio, mientras que la capa inclusiva de silicio inferior 9b es una capa de oxinitruro de silicio. Se apreciará que cualquier combinación adecuada de silicio con oxígeno y/o nitrógeno se puede utilizar en diferentes modalidades de esta invención.

La siguiente tabla proporciona espesores físicos e intervalos de espesor ejemplares de la modalidad ejemplar de la Figura 1: Intervalo de Espesor Ejemplar (nm) Espesor Ejemplar (nm) Zr0x (7) 2-15 7 SiNx (9a) 10-50 30 ITO (5) 75-175 130 Si0xNy (9b) 10-50 35 T¡Ox (13) 2-10 3.5 S¡Nx (1 1 ) 10-20 13 Los espesores para las capas 9b, 5, 9a y 7 para la modalidad de la Figura 6 son similares y la tabla anterior también es aplicable para esas capas. Sin embargo, en la modalidad de la Figura 6, la capa basada en nitruro de silicio y/u oxinitruro de silicio 9b puede ser más, gruesa, por ejemplo, de aproximadamente 10-200 nm de espesor, más preferiblemente de aproximadamente 10-100 nm de espesor. Como se indicara anteriormente, se pueden utilizar otros TCOs en lugar de, o además de, el ITO. Por ejemplo, ciertas modalidades ejemplares pueden incorporar un emparedado de ITO/Ag/ITO. Ciertas modalidades ejemplares pueden incorporar óxido de zinc, óxido de zinc impurificado con aluminio (AZO) , óxido de aluminio tipo p, Ag impurificado o no impurificado, FTO y/o similares. Cuando se incorpora Ag en el sistema de pila de capas como un TCO, las capas que comprenden Ni y/o Cr se pueden proporcionar directamente adyacentes a (en contacto con) la Ag. . En ciertas modalidades ejemplares, cada capa en el sistema de pila de capas puede ser depositada de manera catódica. En ciertas modalidades ejemplares, una o más capas pueden ser depositadas utilizando una técnica diferente. Por ejemplo, cuando el FTO se incorpora como el TCO 5 , se puede depositar pirolíticamente (por ejemplo, utilizando la deposición por vapor de combustión o CVD) .

En ciertas modalidades ejemplares, la capa de carbón tipo diamante (DLC, por sus siglas en inglés) se puede proporcionar directamente sobre y en contacto con el óxido de zirconio. Esto puede ayudar a crear un recubrimiento tipo hidrófilo más perdurable en ciertos casos ejemplares. Los recubrimientos hidrófilos involucran generalmente un ángulo de contacto menor que o igual a 10 grados. El óxido de zirconio depositado de manera catódica tiende a tener un ángulo de contacto menor que aproximadamente 20 grados. Sin embargo, la formación de DLC sobre la parte superior del óxido de zirconio ayuda con su humectabilidad y crea una capa más dura. Cuando es templada, por ejemplo, una pila de capas de óxido de zirconio/DLC alcanza un ángulo de contacto menor que o igual a aproximadamente 15 grados. De esta manera, se puede lograr un recubrimiento tipo hidrófilo, perdurable. Se observa que esta capa se puede crear al proporcionar una capa de nitruro de zirconio seguida por una capa de DLC la cual, con la templadura, producirá una capa de óxido de zirconio seguida por una capa de DLC. Véase, por ejemplo, la Solicitud No. de Serie 12/320,664, la cual describe un artículo revestido tratable con calor que incluye DLC y/o zirconio en su recubrimiento. El contenido completo de esta solicitud se incorpora por este acto en este documento a manera de referencia.

Además o como una alternativa, en ciertas modalidades ejemplares, un recubrimiento hidrófilo y/o fotocatalítico, delgado se puede proporcionar sobre el óxido de zirconio. Esta capa puede comprender anatasa Ti02, BiO, BiZr, BiSn, SnO y/o cualquier otro material adecuado. Esta capa también puede ayudar con la humectabilidad y/o puede proporcionar propiedades de autolimpieza al artículo.

En ciertas modalidades ejemplares, la capa protectora de óxido de zirconio 7 puede ser reemplazada por óxido de aluminio y/u oxinitruro de aluminio. Adicionalmente, en ciertas modalidades ejemplares, la capa 7 puede ser depositada inicialmente en forma de múltiples capas con el fin de incluir una primera capa de o que incluye nitruro de zirconio directamente sobre la capa inclusiva de nitruro de silicio 9a y una segunda capa de o que incluye carbón tipo diamante (DLC) . Luego, cuando se desea el tratamiento con calor (por ejemplo, la templadura térmica que incluye una(s) temperatura (s) de por lo menos aproximadamente 580°C) , el artículo revestido se trata con calor y la capa inclusiva de DLC suprayacente se calcina durante el tratamiento con calor y la capa inclusiva de nitruro de zirconio se transforma en óxido de zirconio dando por resultado de ese modo un artículo revestido tratado con calor que tiene una pila de capas tratada con calor donde la capa 7 es de o incluye óxido de zirconio (por ejemplo, véase las Figuras 1 y 6) .

Aunque no se muestra en los ejemplos de la Figura 1 o la Figura 6, un recubrimiento de baja-E basado en plata se puede proporcionar sobre el substrato de vidrio opuesto al recubrimiento anticondensación 3. Por ejemplo, el recubrimiento de baja-E basado en plata puede ser cualquiera de los recubrimientos de baja-E descritos en las Solicitudes Nos. . de Serie 12/385,234; 12/385,802; 12/461,792; 12/591,511 y 12/654,594, el contenido completo de las cuales se incorpora por este acto en este documento a manera de referencia. Ciertamente, otros recubrimientos de baja-E comercialmente disponibles del cesionario de la presente invención y/u otros recubrimientos de baja-E también se pueden utilizar en relación con diferentes modalidades de esta invención. Cuando el artículo revestido es templado, se puede conducir a través de un horno de templadura "boca abajo". En otras palabras, cuando el artículo revestido es templado, el recubrimiento anticondensación puede estar orientado hacia los rodillos.

En ciertas modalidades ejemplares, la transmisión visible puede ser alta cuando se aplica un recubrimiento anticondensación. Por ejemplo, en ciertas modalidades ejemplares, la transmisión visible será preferiblemente por lo menos aproximadamente 50%, más preferiblemente por lo menos aproximadamente 60%, aún más preferiblemente por lo menos aproximadamente 65%. En ciertas modalidades ejemplares, la transmisión visible puede ser 70%, 80% o incluso más alta.

El artículo revestido que se muestra en la Figura 1 o la Figura 6 se puede incorporar en una unidad de vidrio aislante (IG) . Por ejemplo, la Figura 2 es una unidad de vidrio aislante que incluye un recubrimiento anticondensación dispuesto sobre una superficie más alejada del centro expuesta a la atmósfera exterior de acuerdo con una modalidad ejemplar. La unidad de IG en el ejemplo de la Figura 2 incluye un primer substrato de vidrio 1 y un segundo substrato de vidrio 21 separados, sustancialmente paralelos. Estos substratos definen un espacio o abertura 22 entre los mismos. El primer substrato 1 y el segundo substrato 21 se sellan utilizando un sello de borde 23 y una pluralidad de pilares 25 ayudan a mantener la distancia entre el primer substrato 1 y el segundo substrato 21. El primer substrato 1 sostiene el recubrimiento anticondensación 3. Como se apreciará a partir de la modalidad ejemplar de la Figura 2, el recubrimiento anticondensación 3 se expone al ambiente exterior. Esta es una divergencia de las prácticas comunes, donde los recubrimientos de baja-E están protegidos generalmente del ambiente externo. La ordenación de la Figura 2 se vuelve posible debido a la durabilidad del recubrimiento anticondensación 3.

Aunque no se muestra en la Figura 2, de manera similar a aquella descrita anteriormente, un recubrimiento de baja-E (por ejemplo, un recubrimiento de baja-E basado en plata) se puede proporcionar sobre una superficie interior de uno del primer substrato 1 y el segundo substrato 21. En otras palabras, aunque no se muestra en la Figura 2, el recubrimiento de baja-E se puede proporcionar sobre la superficie 2 o la superficie 3 de la unidad de IG mostrada en la Figura 2.

Cuando la modalidad ejemplar de la Figura 2 se proporciona en relación con una aplicación de claraboya, por ejemplo, el substrato exterior 1 puede ser templado y el substráto interior 21 puede ser laminado, por ejemplo, para efectos de seguridad. Esto puede ser cierto para otros productos de unidades de IG, también, dependiendo de la aplicación deseada. Además, se apreciará que la estructura de la unidad de IG mostrada en el ejemplo de la Figura 2 se puede utilizar en relación con aplicaciones generalmente verticales y generalmente horizontales. En otras palabras, la estructura de unidad de IG mostrada en el ejemplo de la Figura 2 se puede utilizar en puertas de refrigerador/congelador que son ya sea generalmente verticales o generalmente horizontales.

En ciertas modalidades ejemplares, el espacio o abertura 22 entre el primer substrato 1 y el segundo substrato 21 se puede evacuar y/o rellenar con un gas inerte (tal como argón, por ejemplo) y el sello de borde 23 puede proporcionar un sello hermético, por ejemplo, en la formación de una unidad de vidrio aislado al vacío (VIG) .

La Figura 2 muestra una unidad de IG que tiene dos substratos de vidrio. Sin embargo, los recubrimientos anticondensación ejemplares que se describen en este documento se pueden utilizar en relación con productos que contienen un primer substrato de vidrio, un segundo substrato de vidrio y un tercer substrato de vidrio sustancialmente paralelos y separados (algunas veces también referidos como productos de "triple cristal") . El recubrimiento anticondensación se puede disponer sobre la superficie 1 (la superficie más alejada del centro expuesta al ambiente) y los recubrimientos de baja-E se pueden disponer sobre una o más superficies interiores (superficies diferentes de la superficie 1 y la superficie 6) . Por ejemplo, el recubrimiento anticondensación se puede disponer sobre la superficie 1 y los recubrimientos de baja-E se pueden disponer sobre las superficies 2 y 5, 3 y 5, etcétera, en diferentes modalidades de esta invención. Éstos productos de triple cristal pueden ser unidades de IG que contienen tres vidrios o substratos, unidades de VIG de viaje que contienen tres vidrios o substratos, etcétera, en diferentes modalidades de esta invención.

Como se indicara anteriormente, ciertas modalidades ejemplares se pueden utilizar en relación con parabrisas, ventanas, espejos de vehículos y/o similares. La emisividad hemisférica de las superficies de vidrio exteriores de un vehículo es típicamente mayor que aproximadamente 0.84. Sin embargo, al reducir la emisividad hemisférica a los intervalos identificados anteriormente (y/u otros intervalos) , la superficie de vidrio puede retener más calor proporcionado por el interior del vehículo. Esto puede dar por resultado, a su vez, una acumulación de condensación reducida o eliminada sobre la superficie del vidrio cuando un vehículo en movimiento va de un clima más frío a un clima más cálido (por ejemplo, en áreas elevadas) , una acumulación de condensación y/o escarcha reducida o eliminada sobre el vidrio cuando se estaciona y se deja durante toda la noche, etcétera. El recubrimiento anticondensación en aplicaciones de vehículo se puede proporcionar sobre el lado del vidrio que es exterior con respecto a la cabina del vehículo.

La capa superior de óxido de zirconio es ventajosa para las aplicaciones de ventanas de vehículo, ya que tiene un coeficiente de fricción comparativamente bajo. Más particularmente, este coeficiente de fricción más bajo facilita el movimiento hacia arriba y hacia abajo de las ventanas.

Ciertas modalidades ejemplares se pueden utilizar en relación con cualquier vehículo adecuado que 'incluye, por ejemplo, automóviles; camiones; trenes; botes, barcos y otras embarcaciones; aeroplanos; tractores y otro equipo de trabajo; etcétera. En aplicaciones de espejos de vehículos, la óptica del recubrimiento se puede adaptar de tal manera que no ocurra una "doble reflexión".

Los inventores de la presente solicitud también se han dado cuenta que el recubrimiento anticondensación de ciertas modalidades ejemplares se puede utilizar para ayudar a satisfacer el comúnmente llamado "estándar de 0.30/0.30". En resumen, el estándar de 0.30/0.30 se refiere a un valor U menor que o igual a 0.30 y un coeficiente de ganancia de calor solar (SHGC, por sus siglas en inglés) menor que o igual a 0.30. La legislación actual en los E.U.A. proporcionaría un crédito fiscal para la investigación en ventanas, claraboyas, puertas, etcétera, que satisfacen estos criterios.

La Figura 3 es una unidad de vidrio aislante que incluye un recubrimiento anticondensación (por ejemplo, véase el recubrimiento de la Figura 1 y/o la Figura 6) dispuesto sobre una superficie más cercana al centro que está expuesta al ambiente interior de acuerdo con una modalidad ejemplar. La modalidad- ejemplar de la Figura 3 es similar a la modalidad ejemplar de la Figura 2, excepto que la modalidad ejemplar de la Figura 3 tiene el recubrimiento anticondensación 3 localizado sobre la superficie 4, la cual es la superficie exterior del substrato de vidrio interior 1 que está expuesta al interior del edificio en lugar del ambiente exterior.

En ciertas modalidades ejemplares, el substrato interior 1 puede ser recocido (en lugar de templado) . El recubrimiento anticondensación puede continuar siendo el mismo o sustancialmente el mismo entre las modalidades ejemplares de la Figura 2 y la Figura 3, aunque las modificaciones descritas anteriormente en relación con las Figuras 1, 2 y/o 6 también se pueden hacer en relación con una modalidad como la Figura 3. Un cambio que podría hacerse es el incremento del espesor del ITO para lograr el desempeño de valor U deseado. En estos casos donde el ITO es engrosado, los espesores de las otras capas también se pueden ajustar de modo que se logren las propiedades ópticas deseadas . También se pueden agregar capas adicionales para lograr las propiedades ópticas deseadas. Los otros elementos estructurales permanecen siendo los mismos entre las Figuras 2 y 3 y se pueden hacer modificaciones similares a los mismos.

Cuando el recubrimiento anticondensación 3 se dispone sobre la superficie 4, como se muestra en la Figura 3, se ha determinado que el valor U es 0.29. Cuando un recubrimiento de baja-E adicional se proporciona sobre la superficie 2 de la unidad de IG, se ha descubierto que el valor U desciende a 0.23. Ciertas modalidades ejemplares también pueden proporcionar un SHGC menor que o igual a 0.30, ayudando a satisfacer de ese modo el estándar de 0.30/0.30.

En los productos con valores U bajos (por ejemplo, unidades de IG o VIG con el recubrimiento anticondensación sobre la superficie 4, unidades de VIG de dos y tres vidrios, etcétera) , la condensación puede volverse un problema, por ejemplo, ya que el vidrio no es calentado debido a los recubrimientos de baja emisividad. Una solución para este reto se presenta en la Figura 4, la cual es una unidad de vidrio aislante que incluye recubrimientos anticondensación dispuestos sobre las superficies más alejadas del centro y más cercanas al centro de la unidad de vidrio aislante de acuerdo con una modalidad ejemplar. En el ejemplo de la Figura 4, se proporciona el primer substrato la y el segundo substrato Ib. El primer recubrimiento anticondensación 3a y el segundo recubrimiento anticondensación 3b se proporcionan sobre las superficies 1 y 4, respectivamente. En ciertas modalidades ejemplares, también se pueden proporcionar recubrimientos de baja-E adicionales sobre una o ambas superficies interiores (superficies 2 y/o 3) . De esta manera, es posible proporcionar un producto que exhiba una reducción de valor U y comportamientos anticondensación.

La Figura 5 es una gráfica que ilustra el desempeño de una modalidad ' ejemplar, un producto anticondensación actual y un substrato de vidrio descubierto conforme la temperatura, humedad y temperatura de condensación cambian a través de un período de tiempo de 18 horas. Las imágenes en la Figura 5 tienen cada una un patrón "entrelazado" impreso sobre las mismas para ayudar a demostrar la presencia o ausencia de condensación. Como se puede observar a partir de la Figura 5 , virtualmente no hay condensación formada sobre aquellas muestras que se produjeron de acuerdo con una modalidad ejemplar. En contraste, el ejemplo comparativo, el cual incluye FTO depositado pirolíticamente, muestra alguna condensación que se forma en el primer período observado, en donde el nivel de condensación se incrementa en gran medida a través del segundo período y tercer período observados y disminuye ligeramente en el cuarto período observado. En realidad, el patrón "entrelazado" está borroso significativamente en el segundo período observado y es apenas visible durante el tercer período. La muestra de vidrio no revestida muestra una condensación significativa durante todos los períodos observados. El patrón "entrelazado" en el segundo período y el tercer período observados no se puede ver. El ejemplo de la Figura 5 demuestra de esta manera que las modalidades ejemplares descritas en este documento proporcionan un desempeño superior en comparación con el vidrio ejemplar y no revestido, comparativo, actual.

La Figura 7 es un artículo revestido que incluye un recubrimiento anticondensación de acuerdo con una modalidad ejemplar. La pila de capas ejemplar de la Figura 7 es similar a la pila de capas ejemplar descrita previamente debido a que incluye una capa de TCO 5 emparedada por una primera capa inclusiva de silicio 9a y una segunda capa inclusiva de silicio 9b. En la modalidad ejemplar de la Figura 7, la primera capa inclusiva de silicio 9a y la segunda capa inclusiva de silicio 9b comprenden oxinitruro de silicio. La primera capa 9a y la segunda capa 9b que comprenden oxinitruro de silicio emparedan una capa de TCO 5 que comprende ITO. Los espesores e índices de refracción ejemplares para cada una de las capas se proporcionan en la tabla que sigue: Intervalo Espesor Intervalo Intervalo índice de de Espesor Ejemplar de índice de Indice Refracción Ejemplar (nm) de Refracción de Refracción Ejemplar (nm) Ejemplar Preferido SiOxNx 30-100 60 1.5-2.1 1.7-1.8 1.75 ITO 95-160 105 1.7-2.1 1.8-1.93 1.88 SiOxNy 30-100 65 1.5-2.1 1.7-1.8 1.75 Vidrio N/A N/A N/A N/A N/A Otras variantes de esta pila de capas son posibles en diferentes modalidades de esta invención. Estas variantes pueden incluir, por ejemplo, el uso de capas parcial o completamente oxidadas/nitruradas para la primera y/o segunda capa inclusiva de silicio, agregar un recubrimiento exterior, protector que comprende ZrOx, agregar una o más capas de adaptación de índice (por ejemplo, que comprenden TiOx) entre el substrato de vidrio y la segunda capa inclusiva de silicio, etcétera. Por ejemplo, ciertas modalidades ejemplares pueden involucrar una modificación a la pila de capa ejemplar de la Figura 7 con el fin de reemplazar la capa superior que comprende SiOxNy por SiN, agregar una capa que comprende ZrOx (por ejemplo, para incrementar potencialmente la durabilidad) , tanto reemplazar la capa superior que comprende SiOxNy por SiN como agregar una capa que comprende ZrOx, etcétera. De esta manera, se apreciará que las posibles modificaciones listadas en este documento se pueden utilizar en cualquier combinación o sub-combinación.

También se pueden hacer modificaciones para satisfacer la comúnmente llamada clasificación de "ventana R5" (valor U de ventana completo < 0.225) con una emisividad baja (por ejemplo, < 0.20). Para satisfacer estos estándares, el espesor de la capa de TCO se puede incrementar. Los incrementos proyectados del espesor de ITO y la métrica de desempeño se proporcionan en la tabla posterior. Se apreciará que las capas inclusivas de silicio también se pueden ajustar para mantener una óptica aceptable y/o que se pueden agregar capas dieléctricas tales como capas que comprenden óxido de titanio. Se observa que se asume que los substratos de vidrio son substratos de vidrio claros de 3 mm, que un recubrimiento de baja-E se proporciona sobre la superficie 2 y que una abertura de 1 . 27 cm (1/2") llenada con aproximadamente 90% de Ar y 10% de aire se proporciona en las modalidades de IGU.

La modalidad ejemplar de la Figura 7 es ventajosamente muy durable, por ejemplo, después del tratamiento con calor, aunque no incluya una capa de recubrimiento exterior que comprende ZrOx o similares. Por lo. tanto, se ha descubierto que es adecuada para el uso como un comúnmente llamado recubrimiento de superficie 4 . Como se sabe, la cuarta superficie de una IGU, por ejemplo, es la superficie más lejana del sol (y de esta manera que está orientada típicamente al interior de un edificio) . De esta manera, la pila de capas ejemplar de la Figura 7 es particularmente muy adecuada para el uso en un ensamblaje similar a aquel mostrado en la Figura 3. También se apreciará que la modalidad ejemplar de la Figura 7 es adecuada para el uso en relación con otros acristalamientos donde se proporciona sobre una superficie más cercana al centro que está orientada al interior del edificio (por ejemplo, sobre la superficie 6 de una IGU triple, etcétera) .

Como se aludió anteriormente, la pila de capas ejemplar de la Figura 7 es tratable con calor en ciertas modalidades ejemplares. Este tratamiento con calor se puede realizar utilizando un calentador infrarrojo (IR) , una caja u otro horno, un proceso de recocido con rayo láser, etcétera. Los detalles ejemplares, adicionales del tratamiento con calor se proporcionan posteriormente. Las dos tablas que siguen incluyen datos de desempeño para el pos-tratamiento con calor IR y el tratamiento con calor pos-horno de banda continua en la pila de capas monolítica de la Figura 7 (por ejemplo, a 650°C) , respectivamente.

Datos de Desempeño del Recocido Monolítico (Pos-Tratamiento con IR) Como se indicara anteriormente, la modalidad ejemplar de la Figura 7 puede ser tratada con calor utilizando, por ejemplo, un calentador infrarrojo (IR) , una caja u otro horno, un proceso de recocido con rayo láser, etcétera. Un paso de tratamiento con calor pos -deposición puede ser ventajoso en la ayuda para recristalizar la capa de ITO y en la ayuda para lograr la emisividad y óptica deseadas (es decir, incluyendo aquellas descritas anteriormente) . En un proceso ejemplar, el vidrio se puede calentar a una temperatura de aproximadamente 400°C para ayudar a alcanzar estos objetivos. En ciertas modalidades ejemplares, la temperatura del vidrio no excederá 470 °C, con el fin de ayudar a reducir la probabilidad de cambios de tensión permanentes (o por lo menos no temporales) que se introducen en el vidrio.

Ciertas modalidades ejemplares pueden utilizar una red de diodos de rayo láser en relación con un proceso de recocido con rayo láser. Se ha descubierto que una red de diodos de rayo láser con los siguientes parámetros ayuda ventajosamente a reducir la resistencia laminar a aproximadamente 20 ohmios/cuadrado (de, por ejemplo, aproximadamente 65 ohmios/cuadrado en él estado como se depositó) , ayuda a lograr una apariencia de recubrimiento sustancialmente uniforme y ayuda a lograr la métrica de desempeño listada anteriormente: • Potencia de rayo láser - 1 kW • Longitud de onda de emisión - 975 nm • Velocidad de exploración - 75 mm/segundo · Tamaño de mancha - nominalmente 12.5 mm x 2 mm Un horno que tiene múltiples zonas también se puede utilizar para tratar con calor ciertas modalidades ejemplares. La temperatura de zona, velocidad de línea, desviación de temperatura (por ejemplo, parte superior/parte inferior) , aspiración, recorte de elementos (por ejemplo, a través del horno) , ajustes de aire de enfriamiento (por ejemplo, presión y desviación de flujo) y/u otros factores se pueden adaptar para ayudar a obtener las características de desempeño deseadas. En ciertas modalidades ejemplares, un horno de diez zonas se puede utilizar para realizar el tratamiento con calor. Un subconjunto parcial de las zonas puede ayudar con el proceso de recristalización de ITO, mientras que otras zonas pueden ayudar a enfriar lentamente el substrato antes de su salida del horno. En un ejemplo donde se utilizó un horno de diez zonas, se descubrió que las zonas 1-3 eran activas en el proceso de recristalización de ITO, el calentamiento del recubrimiento a una' temperatura cercana a 400°C, mientras que el resto del horno ayudó a enfriar lentamente el vidrio antes de la salida dentro de las secciones de aire de enfriamiento. Se apreciará que en ciertos casos ejemplares sería deseable mantener una temperatura de salida baja con el propósito de ayudar a reducir la probabilidad de resquebrajamiento. En realidad, el vidrio es muy sensible al resquebrajamiento térmico sobre el intervalo de temperatura involucrado en el proceso de recocido de nuevo, particularmente a temperaturas sobre 200°C.

Los parámetros adicionales que influyen en el resquebrajamiento térmico incluyen la diferencia de temperatura a través del espesor del vidrio, así como también la diferencia a través de su superficie. Se descubrió que esto último tiene un gran impacto sobre el resquebrajamiento térmico con respecto a los substratos revestidos. Las temperaturas superficiales superior e inferior del vidrio no revestido que sale del horno fueron casi idénticas y la gran mayoría del vidrio claro superó al proceso de recocido después de que . se estableció el perfil inicial (velocidad de línea, temperatura de zona, aire de enfriamiento, sin desviación) . Sin embargo, se midió que la superficie superior del producto revestido era tanto como 121.2 °C (250 °F) más alta en la salida del horno. Esto es debido a que el calor se pierde más rápido a través de la transferencia conductiva a los rodillos que la transferencia radiante de la superficie superior revestida.

Sin embargo, al identificar y entender esta diferencia y desviación del calentamiento y enfriamiento, es posible reducir esta diferencia y, a su vez, ayudar a reducir la probabilidad de resquebrajamiento. Los perfiles de horno ejemplares para el vidrio de 3.2 mm y 2.3 mm se proporcionan en las tablas posteriores, respectivamente. 4 Perfil del Horno para el vidrio de 3.2 mm Los siguientes parámetros se utilizaron en relación con este perfil de calentamiento ejemplar: • Velocidad de Línea: 18.3 metros/minuto (60 pies/minuto) • Aspiración: 0 • Recorte (Zonas 1-3) : 5-10 (50%). - centro, todos los otros 100% • Enfriamiento Rápido Primario: Valor objetivo 0 y amortiguador cerrado • Enfriamiento de Intervalo Intermedio: 2.54 cm de agua (1" de H20) , valor objetivo = 0 y amortiguador abierto • Después del enfriador: 2.54 cm de agua (1" de H20) , valor objetivo = 0 y amortiguador abierto Perfil del Horno para el vidrio de 2.3 mm Los siguientes parámetros se utilizaron en relación con este perfil de calentamiento ejemplar: • Velocidad de Línea: 21.35 metros/minuto (70 pies/minuto) • Aspiración: 0 • Recorte (Zonas 1-3): 5-10 (50%) - centro, todos los otros 100% · Enfriamiento Rápido Primario: 2.54 cm de agua (1" de H20) ( únicamente la parte superior, valor objetivo = 0 y amortiguador abierto • Enfriamiento de Intervalo Intermedio: Valor objetivo = 0 y amortiguador cerrado · Después del enfriador: 2.54 cm de agua (1" de H20) , valor objetivo = 0 y amortiguador abierto Como aún otra opción, la radiación IR adaptada a la longitud de onda se puede utilizar para el tratamiento con calor en ciertas modalidades ejemplares. Las técnicas ejemplares se exponen en la Solicitud de Patente de los Estados unidos No. de Serie 12/923,082, presentada el 31 de Agosto de 2010, el contenido completo de la cual se incorpora por este acto en este documento a manera de referencia. La capa de TCO puede ser tratada con calor preferente y selectivamente utilizando una radiación infrarroja cercana-infrarroja de onda corta (NIR-SWIR, por sus siglas en inglés) adaptada específicamente, por ejemplo. El calentamiento selectivo del recubrimiento se puede obtener en ciertas modalidades ejemplares mediante el uso de emisores de IR con salidas máximas sobre las longitudes de onda espectrales donde el ITO está absorbiendo significativamente pero donde el substrato (por ejemplo, vidrio) tiene una absorción reducida o mínima. En ciertas modalidades ejemplares, el recubrimiento será calentado preferentemente mejorando de ese modo sus propiedades mientras que al mismo tiempo mantiene bajas las temperaturas de substratos subyacentes.

Al calentar preferentemente el recubrimiento utilizando técnicas de radiación IR adaptadas a la longitud de onda, de alta intensidad descritas en este documento, el tratamiento con calor de la capa de ITO es posible a temperaturas de substrato más bajas y/o tiempos de calentamiento más cortos que aquellos que se requerirían por medios convencionales. El calentamiento preferente se logra mediante el uso de longitudes de onda de IR que son absorbidas mucho más fuertemente por el recubrimiento que el substrato. La radiación IR de alta intensidad puede ser suministrada, por ejemplo, por lámparas de cuarzo o emisores de rayos láser.

En el caso de los emisores de rayos láser, las redes de diodos de rayo láser pueden ser ventajosas, por ejemplo, dado su costo más bajo de propiedad en comparación con otros tipos de rayo láser comunes (y la disponibilidad de salida de longitud de onda de aproximadamente 800-1050 nm (por ejemplo, 940 nm) corresponde adecuadamente con las características espectrales del recubrimiento) . Sin embargo, un dímero excitado, C02, YAG, cuarzo y/u otros tipos de rayos láser y/o lámparas también se pueden utilizar en diferentes modalidades. Por ejemplo, se observa que una longitud de onda de 810 nm es común para algunos rayos láser de diodos (y en general se pueden utilizar en relación con recubrimientos de tipo baja-E, por ejemplo) y que una longitud de onda de 1032 nm es común para algunos rayos láser de YAG. Aún además, ciertas modalidades ejemplares pueden utilizar otros rayos láser (por ejemplo, C02 u otros rayos láser) para calentar muy rápidamente el vidrio y de ese modo calentar indirectamente el recubrimiento. En ciertas modalidades ejemplares, la radiación electromagnética puede ser enfocada en un haz rectangular de relación entre dimensiones muy alta que abarca la anchura del vidrio. El vidrio puede estar viajando sobre un transportador en una dirección perpendicular al eje largo del rectángulo. En ciertas modalidades ejemplares, se puede emplear un proceso de "repetición", por ejemplo, con el fin de irradiar secciones más pequeñas de una manera controlada de tal manera que el substrato completo sea irradiado finalmente. Además, se pueden utilizar otros tamaños y/o formas que incluyen, por ejemplo, formas sustancialmente cuadradas, formas circulares, etcétera.

En general, se ha descubierto que las densidades de potencia más altas son preferibles debido a que permiten tiempos de calentamiento más cortos y gradientes de temperatura más altos del recubrimiento a través del substrato en masa. Con tiempos de calentamiento más cortos, menos calor se transfiere del recubrimiento a través del vidrio por vía de la conducción y se puede mantener una temperatura más baja.

La Figura 8 es una vista esquemática de un sistema que incorpora un calentador IR de acuerdo con ciertas modalidades ejemplares. El sistema ejemplar de la Figura 8 incluye un revestidor 102 para la deposición física en fase de vapor de una o más capas de película delgada sobre un substrato, por ejemplo, por vía de la deposición catódica. Corriente abajo del revestidor 102 se encuentra un calentador IR 104. En ciertas modalidades ejemplares, un aparato de deposición catódica a temperatura ambiente se puede utilizar para depositar el ITO sobre un substrato de vidrio. Un sistema transportador 106 transporta un substrato a través del revestidor 102, donde la capa o pila de capas se deposita, y al calentador IR 104. El calentador IR 104, a su vez, se adapta para enfocar la radiación NIR-S IR en el substrato con el recubrimiento sobre el mismo. La longitud de onda de la radiación IR se selecciona con el fin de calentar preferentemente el recubrimiento o una capa particular en el recubrimiento, por ejemplo, en comparación con el substrato y/o cualquier otra capa en un recubrimiento de múltiples capas.

Aunque ciertas modalidades ejemplares han sido descritas como que incluyen un calentador IR corriente abajo del revestidor, se apreciará que diferentes modalidades ejemplares pueden ubicar un revestidor dentro de una cámara de vacío del revestidor. Además, en ciertas modalidades ejemplares, el tratamiento con calor IR se puede realizar en cualquier momento una vez que se ha depositado la capa que es tratada con calor o activada. Por ejemplo, ciertas modalidades ejemplares pueden realizar un tratamiento con calor IR justo después de la deposición de la capa de ITO, mientras que ciertas modalidades ejemplares pueden realizar un tratamiento con calor IR una vez que se han depositado todas las capas en una pila de capas. En ciertas modalidades ejemplares, los múltiples tratamientos con calor IR se pueden realizar en diferentes momentos durante el proceso de deposición.

Un horno infrarrojo de onda corta (SWIR) que incorpora lámparas de cuarzo se puede utilizar en ciertas modalidades ejemplares. Una longitud de onda de emisión IR máxima de 1.15 µp? se puede utilizar para calentar el recubrimiento. Esta longitud de onda se determinó al analizar las características espectrales del recubrimiento y el substrato de vidrio, aunque por supuesto son posibles otras longitudes de onda. En realidad, se ha determinado un intervalo de longitud de onda · ejemplar para el calentamiento de 0.8-2.5 µp?. Más preferiblemente, el intervalo de emisión de IR es de 1-2 //m. Las técnicas descritas en la Solicitud de Patente de los Estados unidos No. de Serie 12/923,082, por ejemplo, también se pueden utilizar para establecer intervalos de emisión de IR óptimos o preferidos para tratar con calor otros recubrimientos (por ejemplo, otros recubrimientos de TCO, metálicos, etcétera) sobre un vidrio.

La densidad de potencia del horno de SWIR es 10.56 kW/929.03 cm2 (pie2) (la salida del bulbo es 80 W/2.5 cm (1 pulgada) con un montaje sobre centros de 2.54 cm (1") ) · Los tiempos de calentamiento pueden variar de 12-130 segundos con intervalos de 12 segundos, por ejemplo. Los elementos de calentamiento pueden estar aproximadamente 10.16 cm (4") de la superficie del vidrio, aunque los elementos de calentamiento pueden levantarse o bajarse en diferentes modalidades ejemplares de esta invención.

Al fijar como objetivo las longitudes de onda de IR absorbidas por el recubrimiento, es posible generar un gradiente térmico grande entre el recubrimiento y el substrato en masa. Debido a que la masa térmica del recubrimiento es muy pequeña en comparación con el vidrio, el vidrio actúa esencialmente como un mecanismo de enfriamiento rápido. La elevación en la temperatura del vidrio en masa se atribuye principalmente a la transferencia directa de calor mediante la absorción de IR, en lugar de mediante la conducción del recubrimiento.

Se ha descubierto que la cristalinidad final de la película se obtiene después de solo 48-60 segundos de calentamiento, aunque por supuesto son posibles tiempos más cortos o más prolongados . .

El nivel de oxidación inicial del ITO en las muestras utilizadas en este documento ha sido optimizado para una resistencia laminar baja después de la templadura (lo cual da por resultado la oxidación adicional del ITO) . Es probable que exista una diferencia óptima para tratar con calor el ITO utilizando la radiación NIR. Cuando el nivel de oxidación inicial del ITO se optimiza para el calentamiento de NIR, debe ser posible reducir significativamente la cantidad de calentamiento requerida. Teóricamente, este tiempo debe ser reducido a los 48-60 segundos requeridos para la recristalización utilizando el mismo proceso de calentamiento. Se pueden lograr disminuciones adicionales en el tiempo de calentamiento al optimizar los requerimientos de densidad de potencia contra tiempo de calentamiento.

Preferiblemente, las técnicas de calentamiento IR descritas en este documento calientan preferentemente el ITO en el recubrimiento de tal manera que el substrato de vidrio permanece por debajo de su temperatura de transición, la cual es de aproximadamente 480 °C para el vidrio flotado. Preferiblemente, el substrato de vidrio permanece por debajo de 450 °C y más preferiblemente por debajo de 425°C. En ciertas modalidades ejemplares, donde una emisión máxima de 1.15 µp\ se aplica durante 108 segundos, la resistencia laminar del recubrimiento ejemplar es de aproximadamente un tercio de su equivalente como se 4 depositó y la emisividad y absorción descienden correspondientemente a aproximadamente la mitad de sus valores de contrapartes como se depositaron. Entre tanto, la temperatura del substrato alcanza un máximo de solo aproximadamente 400 °C, lo cual está muy por debajo de' su temperatura de transición.

La radiación NIR incluye generalmente la radiación IR que tiene una longitud de onda de 0.75-1.4 µ? y la radiación SWIR incluye generalmente la radiación IR que tiene una longitud de onda de 1.4-3 /m. Ciertas modalidades ejemplares pueden operar generalmente dentro de estas longitudes de onda. La temperatura del substrato no excede preferiblemente 480°C, más preferiblemente 450°C, aún más preferiblemente 425 °C y algunas veces 400 "C, como resultado de este calentamiento con NIR-SWIR.

Aunque ciertas modalidades ejemplares han sido descritas en este documento como que se refieren a recubrimientos anticondensación, los recubrimientos descritos en este documento se pueden utilizar en relación con otras aplicaciones. Por ejemplo, los recubrimientos ejemplares descritos en este documento se pueden utilizar en relación con aplicaciones de refrigerador/congelador y/u otras aplicaciones de supermercados, claraboyas, etcétera.

En ciertas modalidades ejemplares, después del tratamiento o activación con calor por vía de las técnicas descritas en este documento, un artículo revestido puede ser enviado a un fabricante u otra ubicación, por ejemplo, para el procesamiento adicional tal como, por ejemplo, corte, dimensionamiento, incorporación en un artículo adicional (por ejemplo, una unidad de vidrio aislante, claraboya, vehículo, acristalamiento, etcétera) .

Preferiblemente, el rompimiento o fallas catastróficas del artículo revestido tratado con calor no darán por resultado cambios al vidrio causados por el proceso de tratamiento con calor.

Los sellos "periféricos" y "de borde" no significan en este documento que los sellos estén localizados en la periferia o borde absoluto de la unidad, sino en cambio significan que el sello está localizado por lo menos parcialmente en o cerca de (por ejemplo, dentro de aproximadamente 5.08 centímetros (dos pulgadas)) un borde de por lo menos un substrato de la unidad. Del mismo modo, "borde" como se utiliza en este documento no está limitado al borde absoluto de un substrato de vidrio sino que también puede incluir un área en o cerca de (por ejemplo, dentro de aproximadamente 5.08 centímetros (dos pulgadas)) de un borde absoluto del (los) substrato (s) .

Como se utiliza en este documento, no se debe interpretar que los términos "sobre", "soportado por" y similares significan que dos elementos están directamente adyacentes entre sí a menos que se establezca explícitamente. En otras palabras, se puede decir que una primera capa está "sobre" o es "soportada por" una segunda capa, incluso si hay una o más capas entre las mismas.

Se apreciará que ciertas modalidades ejemplares pueden incorporar uno o más recubrimientos adicionales de baja-E sobre una superficie de uno o más substratos de vidrio que están orientados hacia la abertura de aire entre los mismos (por ejemplo, las superficies 2 y/o 3 en una IGU; las superficies 2, 3, 4 y/o 5 en una IGU triple, etcétera) . Un recubrimiento de baja-E de la superficie 4 dispuesto sobre un vidrio claro, por ejemplo, puede ayudar a mejorar el valor-u de ventana total, por ejemplo, al reflejar el calor infrarrojo nuevamente dentro del edificio. En ciertas modalidades ejemplares, el vidrio puede ser un vidrio flotado, claro de 2.3 mm a 6 mm en ciertas modalidades ejemplares. En estas modalidades, la emisividad hemisférica se puede reducir a 0.3 y la resistencia laminar a 30 ohmios/cuadrado . Preferiblemente, la emisividad se puede reducir a 0.23-0.30 y la resistencia laminar a 30 ohmios/cuadrado y algunas veces la emisividad se puede reducir a menos de o igual a aproximadamente 0.2 y la resistencia laminar a menos de o igual a aproximadamente 20 ohmios/cuadrado .

Mientras que la invención ha sido descrita en relación con lo que se considera actualmente que es la modalidad más práctica y preferida, se debe entender que la invención no debe ser limitada a la modalidad dada a conocer, sino por el contrario, se pretende cubrir varias modificaciones y ordenaciones equivalentes incluidas dentro del espíritu y alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1. Un método para hacer una unidad de vidrio aislante (IGU) , el método está caracterizado porque comprende: proporcionar un primer substrato de vidrio; disponer una pluralidad de capas, directa o indirectamente, sobre una primera superficie principal del primer substrato de vidrio, la pluralidad de capas incluye, en orden alejándose del primer substrato de vidrio: una primera capa que comprende oxinitruro de silicio que tiene un índice de refracción de 1.5-2.1, una capa que comprende ITO que tiene un índice de refracción de 1.7-2.1 y una segunda capa que comprende oxinitruro de silicio que tiene un índice de refracción de 1.5-2.1; tratar con calor el primer substrato de vidrio con la pluralidad de capas dispuestas sobre el mismo; proporcionar un segundo substrato de vidrio en una relación separada, sustancialmente paralela con respecto al primer substrato de vidrio de tal manera que la primera superficie principal del primer substrato de vidrio esté orientada lejos del segundo substrato de vidrio; y sellar juntos el primer substrato de vidrio y el segundo substrato de vidrio.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la primera capa y la segunda capa que comprenden oxinitruro de silicio tienen índices de refracción de 1.7-1.8.

3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la capa que comprende ITO tiene un índice de refracción de 1.8-1.93.

4. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la capa que comprende ITO tiene un índice de refracción de 1.8-1.93.

5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer substrato con la pluralidad de capas sobre la primera superficie principal del primer substrato de vidrio tiene una emisividad hemisférica menor que o igual a aproximadamente 0.23 después del tratamiento con calor.

6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer substrato con la pluralidad de capas sobre la primera superficie principal del primer substrato de vidrio tiene una emisividad hemisférica menor que o igual a aproximadamente 0.20 después del tratamiento con calor.

7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer substrato con la pluralidad de capas sobre la primera superficie principal del primer substrato de vidrio tiene una resistencia laminar menor que o igual a aproximadamente 20 después del tratamiento con calor.

8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tratamiento con calor incluye un proceso de recocido con rayo láser.

9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el proceso de recocido con rayo láser involucra una red de diodos de rayo láser operada a una potencia de aproximadamente 1 kW y una longitud de onda de emisión de aproximadamente 975 nm.

10. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tratamiento con calor utiliza un horno que tiene una pluralidad de zonas.

11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque un subconjunto parcial de las zonas recristaliza la capa que comprende ITO.

12. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque una temperatura del primer substrato de vidrio permanece por debajo de 425 °C durante el tratamiento con calor.

13. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tratamiento con calor incluye el tratamiento con calor infrarrojo.

1 . El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el tratamiento con calor infrarrojo se realiza a una longitud de onda de aproximadamente 1-2 micrómetros.

15. Un método para hacer una unidad de vidrio aislante (IGU) , el método está caracterizado porque comprende: proporcionar un primer substrato de vidrio; disponer una pluralidad de capas, directa o indirectamente, sobre una primera superficie principal del primer substrato de vidrio, la pluralidad de capas incluye, en orden alejándose del primer substrato de vidrio: una primera capa que comprende oxinitruro de silicio, una capa que comprende ITO, y una segunda capa que comprende oxinitruro de silicio; tratar con calor el primer substrato de vidrio con la pluralidad de capas dispuestas sobre el mismo; y proporcionar un segundo substrato de vidrio en una relación separada, sustancialmente paralela con respecto al primer substrato de vidrio de tal manera que la primera superficie principal del primer substrato de vidrio esté orientada lejos del segundo substrato de vidrio, en donde el primer substrato con la pluralidad de capas sobre la primera superficie principal del primer substrato de vidrio tiene una emisividad hemisférica menor que o igual a aproximadamente 0.20 y una resistencia laminar menor que o igual a aproximadamente 20 ohmios/cuadrado después del tratamiento con calor.

16. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la primera capa y la segunda capa que comprenden oxinitruro de silicio tienen índices de refracción de 1.7-1.8.

17. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la capa que comprende ITO tiene un índice de refracción de 1.8-1.93.

18. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la capa que comprende ITO tiene un índice de refracción de 1.8-1.93.

19. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el tratamiento con calor involucra el recocido con rayo láser, la exposición a radiación NIR-SWIR y/o el calentamiento en horno.

20. Una unidad de vidrio aislante (IGU) , caracterizada porque comprende: un primer substrato de vidrio; una pluralidad de capas dispuestas catódicamente, directa o indirectamente, sobre una primera superficie principal del primer substrato de vidrio, la pluralidad de capas incluye, en orden alejándose del primer substrato de vidrio: una primera capa que comprende oxinitruro de silicio que tiene un índice de refracción de 1.5-2.1, una capa que comprende ITO que tiene un índice de refracción de 1.7-2.1 y una segunda capa que comprende oxinitruro de silicio que tiene un índice de refracción de 1.5-2.1; un segundo substrato de vidrio en una relación separada, sustancialmente paralela con relación al primer substrato de vidrio, la primera superficie principal del primer substrato de vidrio está orientada lejos del segundo substrato de vidrio cuando es ensamblada; y un sello de borde sella conjuntamente el primer substrato de vidrio y el segundo substrato de vidrio, en donde el primer substrato de vidrio se trata con calor con la pluralidad de capas dispuesta sobre el mismo, y en donde el primer substrato con la pluralidad de capas sobre la primera superficie principal del primer substrato de vidrio tiene una emisividad hemisférica menor que o igual a aproximadamente 0.20 y una resistencia laminar menor que o igual a aproximadamente 20 ohmios/cuadrado después del tratamiento con calor.

21. Un artículo revestido, caracterizado porque comprende: un substrato de vidrio que soporta una pluralidad de capas depositadas catódicamente, directa o indirectamente, sobre una primera superficie principal del mismo, la pluralidad de capas incluye, en orden alejándose del substrato de vidrio: una primera capa que comprende oxinitruro de silicio que tiene un índice de refracción de 1.5-2.1, una capa que comprende ITO que tiene un índice de refracción de 1.7-2.1, y una segunda capa que comprende oxinitruro de silicio que tiene un índice de refracción de 1.5-2.1; en donde el substrato de vidrio se trata con calor con la pluralidad de capas dispuestas sobre el mismo y en donde el substrato con la pluralidad de capas sobre la primera superficie principal del primer substrato de vidrio tiene una emisividad hemisférica menor que o igual a aproximadamente 0.20 y una resistencia laminar menor que o igual a aproximadamente 20 ohmios/cuadrado después del tratamiento con calor.