Brevet FR3099475A1 — publié le 20210205

Description Titre de l'invention : Revêtement multicouche pour vitrage, procédé de réalisation d'un tel revêtement et vitrage pourvu dudit re- vêtement mol j L'invention concerne un revêtement multicouche pour vitrage, un procédé de réa- lisation de ce revêtement et un vitrage pourvu dudit revêtement. [0002] Plus précisément, l'invention s'intéresse à un revêtement multicouche apportant des propriétés antireflet, antibuée et antisalissure audit vitrage. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE 100031 11 est déjà connu de garnir les vitres de revêtements antireflets et/ou antibuée. En par- ticulier, l'industrie automobile utilise ces revêtements sous forme de couches minces déposées sur les vitrages des véhicules. 100041 En effet, le reflet généré par la réflexion de la lumière de la planche de bord et l'apparition de très fines gouttelettes d'eau sur les faces intérieures du vitrage et, notamment, sur le pare-brise sont de nature à compromettre la visibilité du conducteur et donc la sécurité et le confort de conduite. 100051 Les propriétés antireflets d'un vitrage peuvent être obtenues par deux méthodes. La première méthode consiste à créer des interférences lumineuses destructives en alternant des couches de faible indice de réfraction avec des couches de fort indice de réfraction. Ce contraste d'indice permet de diminuer fortement l'intensité des rayons réfléchis. [0006] La seconde méthode utilise la différence de contraste entre le verre (n=1,52) et l'air (n=1) pour créer un gradient d'indice. Différentes couches minces avec des indices de plus en plus faibles réduisent les pertes lumineuses par réflexion. [0007] Ces deux méthodes bien connues ont donné lieu à de nombreuses applications aussi bien pour les écrans de télévision que pour les parois de verre des panneaux solaires. [0008] Ces couches antireflets qui modifient les propriétés optiques du verre peuvent être déposées sur des vitrages selon différentes techniques, notamment, par voie chimique (« Chcmical Vapor Dcposition »), par voie « Sol-Gel » ou par voie physique (pulvérisation cathodique). [0009] Par ailleurs, il existe de nombreuses variantes de revêtements antibuée. Ainsi, par exemple. pour isoler thermiquement l'extérieur de l'intérieur dans le cas d'un panneau de verre feuilleté, une plaque transparente de résistance thermique élevée peut être insérée de façon intercalaire entre les deux feuilles de verre. [0010] Plus récemment, il a été développé des revêtements multifonctionnels composés d'une ou plusieurs couches antireflets et présentant, en outre, des propriétés autonct- 2 toyantcs. En effet, la pollution de l'habitacle des véhicules devient de plus en plus importante, en particulier, en milieu urbain. [0011] Il existe ainsi des revêtements multicouches comportant une couche supérieure hy- drophobe autonettoyante (composée, par exemple, de fluorosilanes auxquels sont ajoutés des agents nano- et micro-structurants, comme de la silice colloïdale) et une couche intermédiaire antireflets (à base de silice poreuse ou MgF2, par exemple). Les propriétés d'auto-nettoyage viennent du ruissellement des gouttes d'eau à la surface du revêtement en raison d'un angle de contact très élevé (>150c). [0012] Cependant, ces couches super-hydrophobes présentent deux inconvénients majeurs. Le premier est l'utilisation de microstructures qui sont pourtant nécessaires pour obtenir des angles de contact à l'eau supérieur à 110'. En effet, ces microstructures interagissent avec la lumière visible et diminuent la qualité optique des revêtements. Par ailleurs, cette nano- et micro-structuration de la surface présente de faibles propriétés mécaniques. [0013] En outre, certains revêtements hydrophobes peuvent être opacifiants. En effet, les gouttelettes formées sur des surfaces hydrophobes sont généralement plus diffusantes que celles qui apparaissent sur le verre non traité du fait que l'angle de contact statique d'une goutte d'eau posée sur un revêtement plus hydrophobe que le verre, donne à cette goutte une forme nettement plus sphérique. Or la quantité de lumière diffusée dépend fortement, non seulement de la taille des microgouttelettes, mais également de leur forme. Cet aspect des revêtements hydrophobes explique qu'ils soient généralement associés à des surfaces opacifiantes et non à des vitrages. [0014] Une autre approche permettant, à la fois, d'obtenir des propriétés d'auto-nettoyage et d'éviter la formation de buée sur les vitrages, consiste à ajouter une couche super-hydrophile (angle de contact poreuses de silice par voie liquide et par voie gazeuse. 14 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] REVENDICATIONSRevêtement multicouche à propriétés, notamment, antiretlets et antibuéc pour vitrages, de préférence pour vitrage de véhicule automobile, comprenant au moins deux couches minces, respectivement une couche interne et une couche externe, caractérisé en ce que ladite couche interne présente un fort indice de réfraction compris entre 1,60 et 1,70, tandis que ladite couche externe présente un faible indice de réfraction compris entre 1,23 et 1,32 et est composée d'agents hydrophobes et omniphobes destinés à réduire sa tension de surface de façon à éviter à la fois l'apparition de buée et son encrassement. Revêtement multicouche selon la revendication 1, caractérisé en ce que les agents hydrophobes de ladite couche externe sont choisis parmi les groupes alkyles, les groupes perfluorés ou des mélanges de ces derniers. Revêtement multicouche selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche interne comprend des oxydes métalliques ou métalloïdes choisis parmi des oxydes de silicium (SiO2), des oxydes de titane (TiO2), des oxydes de Zirconium (ZrO2), oxydes d'aluminium Al2O3),( oxydes de magnésium (MgO), oxydes d' yttrium (Y203), oxydes d'hafnium (Hf02), ou des mélanges de ces oxydes. Revêtement multicouche selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite couche interne comprend de 25% à 35% molaire d'oxyde de titane et de 65% à 75% molaire d'oxyde de silicium, ou comprend de 35% à 60% molaire d'oxyde de silicium et de 40% à 65% molaire d'oxyde de zirconium. Revêtement multicouche selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche externe comprend de l'oxyde de silicium (SiO2) et des agents porogènes. Revêtement multicouche selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche interne a une épaisseur comprise entre 145 et 180 nm et la couche externe a une épaisseur comprise entre 70 et 150 nm. Procédé de réalisation d'un revêtement multifonctionnel pour vitrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on effectue le dépôt successif des couches minces, respectivement interne et externe, sur la face intérieure du vitrage par application d'une solution hydro-alcoolique contenant : - Pour la couche interne : de 0,25 à 0,35 moles d'un précurseur hy- 15 [Revendication 8] drolysable d'oxyde de titane (TiCI4, alcoxydcs de titane) et de 0,65 à 0,75 mole d'un précurseur hydrolysable d'oxyde de silicium (SiCI4 ou alcoxydes de silicium) [Revendication 9] - Et pour la couche externe, de 0,5 mole de d'un précurseur hydrolysable d'oxyde de silicium (SiCI4 ou alcoxydcs de silicium), de 0,5 mole de méthyltriéthoxysilane (MTEOS) et de 0,0015 à 0,002 mole d'un copolymère à bloc à effet porogène, ou de 0,80 à 0,95 mole d'un précurseur hydrolysable d'oxyde de silicium (SiCI4 ou alcoxydes de silicium), de 0,05 à 0,20 mole d'un précurseur hydrolysable d'oxyde de zirconium (ZrCI4, alcoxydes de zirconium) et de 0,045 à 0,14 mole d'un tensioactif à effet porogène. Procédé de réalisation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'on effectue une première étape de stabilisation à 130°C de la couche interne avant le dépôt de la couche externe, puis une étape finale de calcination à une température comprise entre 400°C et 500°C après le dépôt de la couche externe. Procédé de réalisation selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'on effectue les dépôts des couches minces par voie liquide au moins pour la couche interne.