LAMINA DE ACRISTALAMIENTO DE AUTO-LIMPIEZA.

Una lámina de acristalamiento de auto-limpieza caracterizada por un sustrato de vidrio tintado,

una capa de recubrimiento fotocatalíticamente activa, hidrófila, que comprende un compuesto metálico sobre una superficie de la misma y medios de calentamiento para aumentar la temperatura del sustrato, en la que los medios de calentamiento comprenden un recubrimiento reflectante del calor sobre la superficie de la lámina de acristalamiento

Esta invención se refiere a láminas de acristalamiento de auto-limpieza, a unidades o laminados de acristalamiento múltiples que comprenden láminas de acristalamiento de auto-limpieza, y a ventanas y fachadas que comprenden láminas de acristalamiento de auto-limpieza.

Las láminas de acristalamiento de auto-limpieza tienen una superficie hidrófila. La lluvia u otro tipo de agua que entra en contacto con la superficie hidrófila se extenderán sobre la superficie y arrastrará la suciedad de la misma. Es beneficioso acristalar las ventanas con láminas de acristalamiento de auto-limpieza porque requieren una menor limpieza que las ventanas corrientes. Las láminas de acristalamiento de auto-limpieza pueden ser láminas plásticas, pero normalmente son láminas de vidrio. La superficie de auto-limpieza se proporciona normalmente mediante un recubrimiento hidrófilo sobre la lámina de acristalamiento. El recubrimiento puede ser, por ejemplo, de óxido de silicio

o un óxido metálico.

Un tipo particularmente útil de lámina de acristalamiento de auto-limpieza es una cuyo revestimiento hidrófilo es fotocatalíticamente activo. La actividad fotocatalítica surge por la fotogeneración, en un semiconductor, de un par agujero-electrón cuando el semiconductor se ilumina por una luz de una frecuencia determinada. El par agujero-electrón puede generarse a la luz del sol y puede reaccionar en aire húmedo para formar radicales hidroxi y peroxi sobre la superficie del semiconductor. Los radicales oxidan la suciedad orgánica sobre la superficie. Cuando los recubrimientos fotocatalíticamente activos se iluminan, por tanto, tienden a destruir la suciedad orgánica sobre la superficie. También tienden a mantener sus propiedades hidrófilas, debido a la limpieza activa de la superficie como una consecuencia de la iluminación. Los recubrimientos fotocatalíticamente activos pueden comprender un semiconductor con una banda prohibida adecuada, por ejemplo, óxido de titanio.

Los recubrimientos fotocatalíticos de óxido de titanio sobre vidrio se describen en los documentos EP 0 901 991 A2, WO 97/07069, WO 97/10186, WO 98/06675, WO 98/41480, WO 00/75087, en el Resumen 735 de la 187 Reunión de la Electromechanical Society (Reno, NV, 95-1, pág. 1102) y en la

revista New Scientist (26 de agosto de 1996, pág. 19).

Sería ventajoso mantener la naturaleza hidrófila de las superficies a un nivel mayor que el conseguido actualmente, a fin de aumentar la efectividad de las propiedades de auto-limpieza. Para un recubrimiento fotocatalíticamente activo, esto podría implicar un aumento de la actividad fotocatalítica de la superficie.

La presente invención proporciona, por consiguiente, en un primer aspecto, una lámina de acristalamiento de auto-limpieza como se expone en la reivindicación 1 adjunta a tal efecto.

Sorprendentemente, aumentar la temperatura del sustrato da como resultado el aumento de la actividad del recubrimiento, que da como resultado una mejora en las propiedades de auto-limpieza del recubrimiento.

Generalmente, lo recubrimientos hidrófilos tienen ángulos de contacto estáticos con el agua de 40º o menores, preferiblemente 25º o menores. El recubrimiento hidrófilo es un recubrimiento fotocatalíticamente activo. Preferiblemente, el sustrato tiene una absorción de calor solar directa de 0,15 o mayor. Más preferiblemente, sin embargo, el sustrato tendrá una absorción de calor solar directa de 0,2 o mayor, 0,25 o mayor, 0,3 o mayor, 0,35 o mayor o 0,4 o mayor. Preferiblemente, el sustrato es un sustrato de vidrio flotado. Los sustratos de vidrio tintado pueden formarse añadiendo colorantes a composiciones de vidrio base. Dichos colorantes incluyen óxido de hierro, que puede añadirse a una composición de vidrio base en una cantidad del 0,1 al 0,9 por ciento en peso, preferiblemente del 0,4 al 0,9 por ciento en peso (Fe2O3).

Las láminas de acristalamiento de auto-limpieza de la invención pueden usarse en múltiples unidades de acristalamiento que comprenden la lámina de acristalamiento de auto-limpieza en orientación opuesta a una segunda lámina de acristalamiento. Las láminas de acristalamiento de auto-limpieza pueden incorporarse también en laminados (especialmente vidrio laminado).

Pueden incorporarse láminas de acristalamiento de auto-limpieza, unidades y laminados de acristalamiento múltiples, como se ha descrito anteriormente, en ventanas para edificios o vehículos. Pueden incorporarse también láminas de acristalamiento de auto-limpieza, unidades y laminados de acristalamiento múltiples, como se ha descrito anteriormente, en fachadas para edificios.

A modo de ejemplo, las realizaciones de la invención se describirán a

continuación con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es un gráfico de velocidad de reacción de un recubrimiento

fotocatalíticamente activo de óxido de titanio sobre vidrio como una

función de la temperatura.

La Figura 2 ilustra esquemáticamente en sección (y no a escala) una

lámina de acristalamiento de auto-limpieza de acuerdo con la presente

invención.

La Figura 3 ilustra esquemáticamente en sección (y no a escala) una

unidad de acristalamiento múltiple que comprende una lámina de

acristalamiento de auto-limpieza.

Los datos para la Figura 1 se obtuvieron usando un sustrato de vidrio flotado transparente, provisto de un recubrimiento que tiene una capa inferior de sílice de bloqueo de álcali y un recubrimiento fotocatalíticamente activo de óxido de titanio, depositado sobre la capa de sílice. Las capas de sílice y óxido de titanio se depositaron por deposición química en fase vapor sobre la superficie de vidrio, durante el proceso de producción de vidrio flotado; el recubrimiento de sílice a partir de una mezcla de gas precursora que comprende silano, etileno y oxígeno, la capa de óxido de titanio a partir de una mezcla de gas precursora que comprende cloruro de titanio y acetato de etilo (generalmente como se describe en el documento WO 00/75087).

Para medir la actividad fotocatalítica del vidrio recubierto, se depositaron películas de ácido esteárico sobre la superficie fotocatalíticamente activa, tomando una solución madre de 1 x 10-2 mol dm-3 de ácido esteárico en metanol y pipeteando 3x10-2 cm3 sobre la superficie recubierta de TiO2 del portaobjetos de vidrio. Después, esto se centrifuga a 1000 rpm durante 2 min en una máquina de recubrimiento pivotante Electronic Microsystems Ltd y posteriormente, se deja en una corriente de aire durante aproximadamente 30 min para asegurar la retirada completa de metanol. La fotoactividad de las películas se determinó midiendo la absorbancia integrada característica de las vibraciones de tensión infrarrojas de C-H de ácido esteárico entre 2700 cm-1 y 3000 cm-1 como una función del tiempo de irradiación, usando un espectrómetro infrarrojo con transformada de Fourier Perkin Elmer 1725 (FTIR). Los valores de la bibliografía basados en la absorbancia integrada de homólogos que tienen un área por molécula conocida (tal como ácido araquídico (CH3, (CH2)18CO2H) da un valor de 3,17 x 1015 moléculas de ácido esteárico cm-2 por cada unidad de cm-1 abs. medida (como se analiza en Y. Paz, Z. Luo, L. Razenberg, A. Heller, J. Mater. Res., 1995, 10, 2842). Las concentraciones superficiales de ácido esteárico se calcularon sobre esta base.

La irradiación se realizó usando un reactor fotoquímico que comprende una unidad de irradiación semicilíndrica que contiene seis bombillas Black Light 8W (Coast-Air; radiación λ(máx.) = 355-360 nm; longitud, 28,7 cm) colocadas frente a un reflector de aluminio semicilíndrico. Para determinar el efecto de la temperatura, las muestras de vidrio recubiertas se montaron sobre una célula termostatizada y las temperaturas variaron entre 14 y 53ºC (287 y 327 K). La Figura 1 muestra la velocidad de fotooxidación del ácido esteárico como una función de la temperatura. A partir de estos resultados está claro que aumentando la temperatura aumenta la velocidad de reacción.

La Figura 2 muestra una lámina de acristalamiento de auto-limpieza 2 que comprende un sustrato de vidrio flotado tintado de verde oscuro 4 que tiene un recubrimiento de dos capas 6 sobre la superficie. El sustrato de vidrio flotado 4 tiene una composición base de un vidrio de sílice-cal-sosa con aproximadamente un 0,9 por ciento en...

1. Una lámina de acristalamiento de auto-limpieza caracterizada por un sustrato de vidrio tintado, una capa de recubrimiento fotocatalíticamente activa, hidrófila, que comprende un compuesto metálico sobre una superficie de la misma y medios de calentamiento para aumentar la temperatura del sustrato, en la que los medios de calentamiento comprenden un recubrimiento reflectante del calor sobre la superficie de la lámina de acristalamiento.

2. Una lámina de acristalamiento de auto-limpieza de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que el compuesto metálico se selecciona entre el grupo que comprende óxidos de titanio, óxidos de hierro, óxidos de plata, óxidos de cobre, óxidos de tungsteno, óxidos de cinc, óxidos de cinc/estaño y titanatos de estroncio.

3. Una lámina de acristalamiento de auto-limpieza de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada por que el óxido metálico es óxido de titanio.

4. Una lámina de acristalamiento de auto-limpieza de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada por que la capa de recubrimiento fotocatalíticamente activa tiene un espesor de 10 a 20 nm.

5. Una unidad de acristalamiento múltiple que comprende una lámina de acristalamiento de auto-limpieza como se ha reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones anteriores y una segunda lámina de acristalamiento en orientación opuesta a la lámina de acristalamiento de auto-limpieza.

6. Un laminado caracterizado por que comprende una primera capa de una lámina de acristalamiento de auto-limpieza de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, una segunda hoja de vidrio y una hoja de plástico.

7. Una ventana que comprende una lámina de acristalamiento de auto-limpieza de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, una unidad de acristalamiento múltiple de acuerdo con la reivindicación 5 o un laminado de

acuerdo con la reivindicación 6.

8. Una fachada para un edificio que comprende una pluralidad de láminas de acristalamiento de auto-limpieza de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, una pluralidad de unidades de acristalamiento múltiples de acuerdo con la reivindicación 5 o una pluralidad de laminados de acuerdo con la reivindicación 6.