Brevet FR3084356A1 — publié le 20200131

- 1 - MATERIAU COMPRENANT UN SUBSTRAT MUNI D'UN EMPILEMENT A PROPRIETES THERMIQUES L'invention concerne un matériau, tel qu'un vitrage, comprenant un substrat transparent revêtu d'un empilement de couches minces comprenant plusieurs couches fonctionnelles pouvant agir sur le rayonnement solaire et/ou le rayonnement infrarouge. L'invention concerne également les vitrages comprenant ces matériaux ainsi que l'utilisation de tels matériaux pour fabriquer des vitrages d'isolation thermique et/ou de protection solaire. Ces vitrages peuvent être destinés aussi bien à équiper les bâtiments que les véhicules, en vue notamment de diminuer l'effort de climatisation et/ou d'empêcher une surchauffe excessive, vitrages dits « de contrôle solaire » et/ou diminuer la quantité d'énergie dissipée vers l'extérieur, vitrages dits « bas émissifs » entraînée par l'importance toujours croissante des surfaces vitrées dans les bâtiments et les habitacles de véhicules. Selon les climats des pays où sont installés ces vitrages, les performances en termes de transmission lumineuse et de facteur solaire recherchées peuvent varier dans une certaine gamme. La transmission lumineuse doit être suffisamment faible pour supprimer l'éblouissement et suffisamment élevée pour que la diminution de la quantité de lumière pénétrant à l'intérieur de l'espace délimité par ledit vitrage ne rende pas obligatoire l'utilisation de la lumière artificielle. Par exemple, dans les pays où les niveaux d'ensoleillement sont élevés, il existe une demande forte de vitrage présentant une transmission lumineuse de l'ordre ou supérieure à 50 % et de préférence la plus élevée possible pour des valeurs de facteur solaire basses, typiquement inférieures ou égales à 30 %, c'est-à-dire dont la sélectivité est de l'ordre de 1,8 ou légèrement supérieure pour un double vitrage et avec l'empilement de couches minces en face 2. Des vitrages comprenant des substrats transparents revêtus d'un empilement de couches minces comprenant trois couches fonctionnelles métalliques, chacune disposée entre deux revêtements diélectriques ont été proposés afin d'améliorer la protection solaire tout en conservant une transmission lumineuse suffisante. Ces empilements sont généralement obtenus par une succession de dépôts effectués par pulvérisation cathodique éventuellement assistée par champ magnétique. Ces vitrages sont qualifiés de sélectifs car ils permettent : - de diminuer la quantité d'énergie solaire pénétrant à l'intérieur des bâtiments en présentant un faible facteur solaire (FS ou g), - de garantir une transmission lumineuse suffisante, - 2 - - de présenter une faible émissivité pour réduire la déperdition de chaleur par le rayonnement infrarouge de grande longueur d'onde. Selon l'invention, on entend par : - facteur solaire « g », le rapport en pourcentage entre l'énergie totale entrant dans 5 le local à travers le vitrage et l'énergie solaire incidente, - sélectivité « S », le rapport entre la transmission lumineuse et le facteur solaire TLJg. Les matériaux de l'art antérieur permettent d'obtenir des valeurs de transmission lumineuse, de facteur solaire, de réflexion extérieure et d'émissivité dans des gammes 10 recherchées. Cependant, l'aspect esthétique de vitrages incorporant de tels matériaux ne donnent pas entière satisfaction et présentent notamment les inconvénients suivants : une couleur en transmission non neutre et une couleur en réflexion extérieure non neutre, avec en particulier une variation de la couleur en réflexion extérieure en fonction de l'angle d'observation. 15 Ainsi, il existe un besoin pour des vitrages présentant : - un transmission lumineuse TL de l'ordre de 50% (comprise entre 48 % et 55 %, de préférence à la fois supérieure à 50 % et inférieure à 55 %), avec une réflexion extérieure Re de l'ordre de 20% (comprise entre 18 % et 24 %, de préférence à la fois supérieure à 18 % et inférieure ou égale à 20 %) et une sélectivité S 1,5 voire S k 1,8 20 (notamment une sélectivité de l'ordre de 1,5 pour un double vitrage avec un empilement de couche minces en face 3 ou une sélectivité S de l'ordre de 1,8 pour un double vitrage avec un empilement de couche minces en face 2) ; - une couleur en réflexion extérieure à incidence normale (0°) telle que a*Re 50 55,0 52,0 52,4 53,3 54,0 a*T REVENDICATIONS1. Matériau comprenant un substrat transparent revêtu sur une face d'un empilement de couches minces comportant successivement à partir de ladite face une alternance : - de trois couches métalliques fonctionnelles à base d'argent dénommées en partant du substrat première couche fonctionnelle Ag1, deuxième couche fonctionnelle Ag2 et troisième couche fonctionnelle Ag3, d'épaisseurs physiques respectivement Ea1, Ea2, Ea3, et - de quatre revêtements diélectriques dénommés en partant de ladite face du substrat Ml, M2, M3 et M4, d'épaisseurs optiques respectivement Foi, Eo2, Eo3, Eo4, chaque revêtement diélectrique comportant une couche diélectrique ou un ensemble diélectrique de couches, de manière à ce que chaque couche métallique fonctionnelle soit disposée entre deux revêtements diélectriques, ledit matériau étant caractérisé en ce que : l'épaisseur physique Ea2 de la seconde couche fonctionnelle Ag2 est supérieure à l'épaisseur physique Ea1 de la première couche fonctionnelle Ag1, avec 1,5 2. Matériau selon la revendication 1, dans lequel l'épaisseur physique Ea1 de la première couche fonctionnelle Ag1 est comprise entre 8 et 12 nm et l'épaisseur géométrique Ea2 et Ea3 de la seconde et de la troisième couche fonctionnelle Ag2, Ag3 est chacune comprise entre 13 et 16 nm. 3. Matériau selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le revêtement diélectrique M4 présente une épaisseur optique Eo4 comprise entre 70 et 90 nm. - 22 - 4. Matériau selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le revêtement diélectrique M3 présente une épaisseur optique Eo3 comprise entre 150 et 180 nm. 5. Matériau selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le revêtement 5 diélectrique M1 présente une épaisseur optique Eo1 comprise entre 100 et 130 nm. 6. Matériau selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le revêtement diélectrique M2 présente une épaisseur optique Eo2 comprise entre 100 et 120 nm. 10 7. Matériau selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le rapport de l'épaisseur optique Eo2 du revêtement diélectrique M2 sur l'épaisseur optique Eol du revêtement diélectrique M1 est supérieur à 1,05, voire supérieur à 1,1. 8. Matériau selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le rapport le 15 rapport de l'épaisseur optique Eo1 du revêtement diélectrique M1 sur l'épaisseur optique Eo4 du revêtement diélectrique M4 est inférieur à 1,5, voire inférieur à 1,4. 9. Matériau selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le rapport de l'épaisseur optique Eo3 du revêtement diélectrique M3 sur l'épaisseur optique Eol du 20 revêtement diélectrique M1 est supérieur à 1,4, voire supérieur à 1,5. 10. Vitrage comprenant au moins un matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, ledit vitrage étant de préférence sous forme de vitrage feuilleté ou multiple, en particulier sous forme de double vitrage ou de triple vitrage. 25