Tratamiento de DLC con haz de iones de oxígeno y agua caliente.
Un método para reducir el ángulo de contacto 8 de una capa de carbono tipo diamante (DLC),
el método comprendiendo:
depositar una capa que comprende carbono de tipo diamante (DLC) sobre un sustrato de cristal; caracterizado por proporcionar un gas que comprende oxígeno en al menos una fuente de iones;
y tratar con haz de iones la capa que comprende DLC usando al menos la fuente de iones con el gas en ella y que comprende además tratar la capa que comprende DLC con un líquido y/o vapor que comprende H2O a una temperatura de al menos 50 grados C para provocar que se reduzca un ángulo de contacto 8 de la capa que comprende DLC en al menos aproximadamente un 5%.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2004/007436.
Solicitante: GUARDIAN INDUSTRIES CORP..
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 2300 HARMON ROAD AUBURN HILLS, MICHIGAN 48326-1714 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.
Inventor/es: VEERASAMY, VIJAYEN S., THOMSEN,SCOTT,V, BIENKIEWICZ,Joseph M, GORDON,Jeffrey D.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- C03C17/22 QUIMICA; METALURGIA. › C03 VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA. › C03C COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS VIDRIOS, VIDRIADOS O ESMALTES VÍTREOS; TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE DEL VIDRIO; TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE DE FIBRAS O FILAMENTOS DE VIDRIO, SUSTANCIAS INORGÁNICAS O ESCORIAS; UNIÓN DE VIDRIO A VIDRIO O A OTROS MATERIALES. › C03C 17/00 Tratamiento de la superficie del vidrio, p. ej. de vidrio desvitrificado, que no sea en forma de fibras o filamentos, por recubrimiento. › con otras materias inorgánicas (C03C 17/34, C03C 17/44 tienen prioridad).
- C03C17/34 C03C 17/00 […] › con al menos dos revestimientos que tienen composiciones diferentes (C03C 17/44 tiene prioridad).
- C03C17/36 C03C 17/00 […] › siendo un revestimiento al menos un metal.
- C23C16/26 C […] › C23 REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO QUIMICO DE LA SUPERFICIE; TRATAMIENTO DE DIFUSION DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL; MEDIOS PARA IMPEDIR LA CORROSION DE MATERIALES METALICOS, LAS INCRUSTACIONES, EN GENERAL. › C23C REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO DE MATERIALES METALICOS POR DIFUSION EN LA SUPERFICIE, POR CONVERSION QUIMICA O SUSTITUCION; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL (fabricación de productos revestidos de metal por extrusión B21C 23/22; revestimiento metálico por unión de objetos con capas preexistentes, ver las clases apropiadas, p. ej. B21D 39/00, B23K; metalización del vidrio C03C; metalización de piedras artificiales, cerámicas o piedras naturales C04B 41/00; esmaltado o vidriado de metales C23D; tratamiento de superficies metálicas o revestimiento de metales mediante electrolisis o electroforesis C25D; crecimiento de monocristales C30B; mediante metalización de textiles D06M 11/83; decoración de textiles por metalización localizada D06Q 1/04). › C23C 16/00 Revestimiento químico por descomposición de compuestos gaseosos, no quedando productos de reacción del material de la superficie en el revestimiento, es decir, procesos de deposición química en fase vapor (pulverización catódica reactiva o evaporación reactiva en vacío C23C 14/00). › Deposición solamente de carbono.
- C23C16/56 C23C 16/00 […] › Tratamiento posterior.
PDF original: ES-2380363_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Tratamiento de dlc con haz de iones de oxígeno y agua caliente Ciertas realizaciones de ejemplo de esta invención se refieren a un método de hacer recubrimientos hidrófilos que incluyen carbono tipo diamante (DLC) proporcionado sobre (directa o indirectamente) un sustrato de cristal, plástico o similar. Más en particular, esta invención se refiere a un método para hacer recubrimiento que incluye DLC que se trata con: (a) un haz de iones que incluye oxígeno, y/o (b) liquido caliente (por ejemplo, agua caliente en forma de líquido y/o vapor) para provocar que el recubrimiento que incluye DLC se vuelva hidrófilo y/o para reducir su ángulo de contacto 8.
Antecedentes de la invención
Es a menudo deseable proporcionar un recubrimiento hidrófilo (por ejemplo, un recubrimiento antiniebla) sobre un sustrato tal como un parabrisas de automóvil, ventana de automóvil, espejo de automóvil, espejo arquitectónico, espejo de baño, ventana arquitectónica, o similares. Tales recubrimientos pueden reducir la probabilidad de que se depositen gotas de agua sobre el sustrato que tomen forma (s) globular (es) , permitiendo con ello mejorar la visibilidad. En otras palabras, los recubrimientos hidrófilos consiguen reducir la condensación de tipo gota sobre superficies de sustrato (por ejemplo, en la superficie interior de un parabrisas o ventana de automóvil) . Esencialmente, un recubrimiento hidrófilo puede reducir la formación de muchas pequeñas gotitas de líquido que pueden dispersar la luz sobre una superficie (es decir, hacer la condensación en una superficie basada en una película en contraste con basada en una gotita)
Desafortunadamente, ciertos recubrimientos hidrófilos no son tan duraderos y/o duros como sería deseable y por lo tanto no son eficientes desde un punto de vista práctico para aplicaciones como parabrisas de automóviles y/o otros tipos de ventanas o espejos.
La solicitud de patente U.S. 2002/0127404 divulga una capa que comprende carbono de tipo diamante (DLC) que se trata con radiación ultravioleta (UV) para provocar que se vuelva hidrófila (es decir, la exposición a UV provoca que el ángulo de contacto 8 disminuya) . Aunque este proceso de hacer una capa que incluye DLC hidrófila funciona bien, lleva mucho tiempo. El ejemplo en 2002/0127404 afirma que el DLC fue tratado con QUV durante 86 horas para provocar que el ángulo 8 bajase de 73.47 a 19.12 grados (es decir, esta reducción del ángulo de contacto en un 74% llevó 86 horas) . Sería deseable si se pudiese hacer una capa hidrófila que incluya DLC mediante un proceso que consuma menos tiempo.
En vista de lo anterior, es evidente que existe la necesidad en el estado de la técnica de (i) una artículo recubierto (sustrato de cristal recubierto o de plástico) que tenga propiedades hidrófilas y/o un método para llevarlo a cabo, (ii) un recubrimiento hidrófilo protector para sustratos de ventanas y/o espejos, que sea de alguna forma resistente a ralladuras, daños y/o (iii) un proceso para reducir el ángulo de contacto de un DLC de una forma que consuma menos tiempo.
Es un objetivo de las diferentes realizaciones de esta invención satisfacer alguna o todas de las necesidades en el estado de la técnica descritas anteriormente, y/o otras necesidades que se volverán evidentes para un experto en la técnica una vez dada la siguiente divulgación.
El propósito anterior se resuelve con un método según la reivindicación 1.
RESUMEN DE LA INVENCIÓN
Un objeto de la siguiente invención es proporcionar un artículo recubierto duradero que sea menos proclive a atraer o verse afectado por condensación de líquidos de tipo gota. Las aplicaciones de ejemplo a las que se puede aplicar tales recubrimientos hidrófilos incluyen, por ejemplo sin limitación, parabrisas de automóviles, lunetas traseras de vehículos (es decir, ventanas traseras de vehículos) , ventanas laterales de vehículos, ventanas arquitectónicas, espejos, cristal recubierto utilizado para muebles de mesa, etcétera.
Otro objeto de ciertas realizaciones de la presente invención es tratar una capa que incluye DLC para provocar que disminuya/se reduzca su ángulo de contacto 8. Según la invención, la capa que comprende DLC se trata con (a) un haz (haces) de iones que incluye (n) oxígeno, y (b) un líquido caliente y/o vapor tal como agua caliente para provocar que el ángulo de contacto de la capa que comprende LC disminuya en un periodo de tiempo relativamente corto.
En ciertas realizaciones de ejemplo, se ha encontrado sorprendentemente que el tratamiento de una capa que incluye DLC con un haz de iones (por ejemplo, usando gases de oxígeno y nitrógeno, y/o gas de vapor de agua, por ejemplo, en la fuente de iones) oxida la superficie de la capa que incluye DLC provocando con ello que su ángulo de contacto 8 se reduzca rápidamente en un periodo corto de tiempo. Se pueden utilizar uno o más haces de iones en el tratamiento con haz de iones.
En otras realizaciones de ejemplo se ha encontrado sorprendentemente que tratar la capa que incluye DLC con un líquido caliente y/o vapor (por ejemplo, agua caliente en forma líquida o de vapor) oxida la superficie de la capa que incluye DLC provocando con ello que su ángulo de contacto 8 caiga rápidamente en un periodo corto de tiempo con lo que lo vuelve más hidrófilo. El tratamiento con agua caliente se usa en combinación con el tratamiento de haz de iones con oxígeno en diferentes realizaciones de la presente invención.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un recubrimiento hidrófilo resistente a ralladuras.
Otro objeto adicional de la presente invención es satisfacer uno o más de los objetos listados con anterioridad.
Ciertas realizaciones de ejemplo de la invención inmediata proporcionan un método para reducir un ángulo de contacto 8 de una capa que comprende carbono de tipo diamante (DLC) comprendiendo el método: reducir el ángulo de contacto 8 de la capa que comprende DLC en al menos un 10% con al menos uno de: (a) tratar una superficie de la capa que comprende DLC con al menos iones de oxígeno de al menos una fuente de iones; y (b) tratar la superficie de la capa que comprende DLC con un líquido cliente y/o vapor a una temperatura de al menos 50 grados C.
A continuación se describirá la invención respecto a ciertas realizaciones de la misma, junto con referencia a las ilustraciones adjuntas.
DESCRIPCIÓN BREVE DE LOS DIBUJOS
La figura 1 es una vista lateral en sección de corte de un artículo recubierto producido según una realización de esta invención, en el que se proporciona un sustrato con por lo menos una capa de o que incluye DLC sobre el mismo y está tratada con al menos uno de (a) un haz (haces) de iones, y (b) un líquido caliente tal como agua en forma líquida y/o de vapor, para provocar que el ángulo de contacto 8 de la capa disminuya.
La Figura 2 es un diagrama de flujo general según una realización de ejemplo de esta invención, que ilustra que los tratamientos con haces de iones y/o líquido caliente pueden usarse para provocar que el ángulo de contacto 8 de la capa disminuya.
La Figura 3 es un diagrama de flujo más detallado según una realización de ejemplo de la invención, que ilustra que los tratamientos con haz de iones y/o líquido caliente pueden usarse para provocar que el ángulo de contacto 8 de la capa disminuya.
La Figura 4 es una vista en sección de corte parcialmente esquemática que ilustra un ángulo de contacto 8 de una gota (por ejemplo, una gota de agua sésil) sobre un sustrato de cristal no recubierto.
La Figura 5 es una vista en sección de corte parcialmente esquemática que ilustra un ángulo de contacto elevado 8 de una gota sobre un artículo recubierto que incluye un recubrimiento hidrófobo de, por ejemplo, un artículo divulgado en US 633 8901.
La Figura 6 es una vista en sección de corte parcialmente esquemática que ilustra un que ilustra un ángulo de contacto bajo 8 de una gota (por ejemplo, una gota de agua sésil) sobre un artículo recubierto según una realización de esta invención (después de un tratamiento con haz de iones y líquido caliente por ejemplo) .
La Figura 7 es una vista en sección de corte lateral de una fuente de haz de iones que puede ser usada en cualquier realización de la presente invención para depositar capa (s) que incluyen DLC y/o para tratar una capa de o que incluye DLC con un haz de iones para provocar que el ángulo de contacto 8... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
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