ARTÍCULO REFLECTANTE HIDRÓFILO.

Artículo reflectante que comprende un sustrato (10), una capa fotocatalítica a base de dióxido de titanio (40) dispuesta sobre la cara anterior del artículo reflectante y una capa reflectante (20) dispuesta entre la capa fotocatalítica y el sustrato o dispuesta sobre la cara posterior del sustrato,

estando dicho artículo caracterizado por que la capa reflectante (20) está compuesta por un cromo oxidado o nitrurado en un estado subestequiométrico de modo que la reflexión total de la luz integrada en todo el espectro visible del artículo reflectante está en el intervalo de entre el 40 y el 75%, y de modo que la transmisión de la luz es inferior al 3%

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2003/050692.

Solicitante: AGC GLASS EUROPE.

Nacionalidad solicitante: Bélgica.

Dirección: CHAUSSÉE DE LA HULPE 166 1170 BRUXELLES (WATERMAEL-BOITSFORT) BELGICA.

Inventor/es: AUMERCIER, LAURENT, DREIDEMY,Pierre-André.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 6 de Octubre de 2003.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C03C17/245C
  • C03C17/34D3
  • C03C17/34D4B
  • G02B5/08 SECCION G — FISICA.G02 OPTICA.G02B ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene prioridad; elementos ópticos especialmente adaptados para ser utilizados en los dispositivos o sistemas de iluminación F21V 1/00 - F21V 13/00; instrumentos de medida, ver la subclase correspondiente de G01, p. ej. telémetros ópticos G01C; ensayos de los elementos, sistemas o aparatos ópticos G01M 11/00; gafas G02C; aparatos o disposiciones para tomar fotografías, para proyectarlas o para verlas G03B; lentes acústicas G10K 11/30; "óptica" electrónica e iónica H01J; "óptica" de rayos X H01J, H05G 1/00; elementos ópticos combinados estructuralmente con tubos de descarga eléctrica H01J 5/16, H01J 29/89, H01J 37/22; "óptica" de microondas H01Q; combinación de elementos ópticos con receptores de televisión H04N 5/72; sistemas o disposiciones ópticas en los sistemas de televisión en colores H04N 9/00; disposiciones para la calefacción especialmente adaptadas a superficies transparentes o reflectoras H05B 3/84). › G02B 5/00 Elementos ópticos distintos de las lentes (guías de luz G02B 6/00; elementos ópticos lógicos G02F 3/00). › Espejos.

Clasificación PCT:

  • C03C17/245 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C03 VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA.C03C COMPOSICION QUIMICA DE LOS VIDRIOS, VIDRIADOS O ESMALTES VITREOS; TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE DEL VIDRIO; TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE DE FIBRAS O FILAMENTOS DE VIDRIO, SUSTANCIAS INORGANICAS O ESCORIAS; UNION 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. › por depósito a partir de una fase vapor.
  • C03C17/25 C03C 17/00 […] › por depósito a partir de una fase líquida.
  • C03C17/34 C03C 17/00 […] › con al menos dos revestimientos que tienen composiciones diferentes (C03C 17/44 tiene prioridad).
  • G02B1/11 G02B […] › G02B 1/00 Elementos ópticos caracterizados por la sustancia de la que están hechos (composiciones de vidrios ópticos C03C 3/00 ); Revestimientos ópticos para elementos ópticos. › Revestimientos antirreflejantes.
  • G02B5/08 G02B 5/00 […] › Espejos.

Clasificación antigua:

  • C03C17/245 C03C 17/00 […] › por depósito a partir de una fase vapor.
  • C03C17/25 C03C 17/00 […] › por depósito a partir de una fase líquida.
  • C03C17/34 C03C 17/00 […] › con al menos dos revestimientos que tienen composiciones diferentes (C03C 17/44 tiene prioridad).
  • G02B1/11 G02B 1/00 […] › Revestimientos antirreflejantes.
  • G02B5/08 G02B 5/00 […] › Espejos.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2360902_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

La presente invención se refiere a un artículo reflectante, en particular para los espejos retrovisores para vehículos a motor, que tiene propiedades hidrófilas y un factor de reflexión atenuado. La presente invención también se refiere a un proceso para la producción de dicho artículo.

Se conocen los espejos que comprenden una capa metálica (generalmente hecha de plata, aluminio o cromo) aplicada a la cara posterior de un sustrato transparente, es decir sobre la cara alejada del observador, o sobre la cara anterior del sustrato, por lo tanto la cara dirigida hacia el observador. Con una capa metálica de cromo que tiene un grosor del orden de 40 a 60 nm, se obtiene una reflexión de la luz de aproximadamente el 65%, que es perfectamente satisfactoria para su uso como un espejo retrovisor. Sin embargo, con reflexiones de la luz más significativas el espejo retrovisor tiene la desventaja de deslumbrar al conductor.

También se conocen espejos con una superficie, que se ha hecho hidrófila (véase los documentos EP 689 962, EP 1 022 588 o JP 2001033607, por ejemplo).

El carácter hidrófilo de una superficie aumenta su energía superficial, lo que permite que las gotas de agua se extiendan en una película en lugar de formar gotitas. En un espejo no hidrófilo la lluvia forma gotitas, lo que obstruye la visibilidad. En un espejo con una superficie hidrófila, el agua se extiende para formar una película para permitir una mejor visibilidad. Se conocen diversos materiales por sus propiedades hidrófilas inherentes, en particular óxido de titanio y óxido de silicio.

Además de sus propiedades hidrófilas, el óxido de titanio, particularmente cuando cristaliza en forma de anatasa, también se conoce bien por sus propiedades fotocatalíticas inherentes, es decir es capaz de degradar materia orgánica cuando se estimula mediante irradiación con luz o UV.

Las solicitudes de patente EP 978 494 y EP 1 099 671 describen espejos antiempañamiento que comprenden una capa metálica reflectante respectivamente sobre la cara posterior y anterior y un apilamiento de recubrimiento de TiO2/SiO2 en la cara anterior.

Dado que la capa de TiO2 tiene un alto índice de refracción (n = 2,4), el factor de refracción del apilamiento de recubrimiento en el espectro visible es elevado, del orden del 80% para un apilamiento de coloración neutra. Para reducir el deslumbramiento, el grosor de la capas debe seleccionarse de modo que la longitud de onda de la luz reflejada tenga un máximo entre 400 y 510 nm, lo que da un color azul reflejado y una reflexión de la luz del orden del 60%. El documento EP 1 099 671 estipula que puede añadirse una capa de ajuste de la reflexión entre la película reflectante y la capa de TiO2 para impedir una reducción excesiva de la reflexión de la luz.

Los apilamientos de recubrimiento con capas alternas de índice de refracción alto y bajo se usan habitualmente para aumentar la reflexión de la luz. Los documentos EP 456 488 y EP 1 040 963 describen espejos con alta reflexión de la luz (> 70%) que usan una capa metálica como capa reflectante, y una sucesión de capas de índice bajo (SiO2) y capas de índice alto (TiO2) para aumentar la reflexión.

Existe una necesidad de proporcionar un artículo reflectante con un efecto fotocatalítico e hidrófilo para permitir una buena visibilidad en caso de lluvia, mientras se mantiene un factor de reflexión moderado para disminuir el deslumbramiento. Debe ser posible de manera sencilla proporcionar dicho artículo con reflexión moderada tanto en tonos reflejados neutros como en tonos de colores, por ejemplo, en el espectro del azul.

El propósito de la invención es remediar las desventajas descritas anteriormente. En particular, un objeto de la presente invención es proporcionar un artículo reflectante, que tiene propiedades hidrófilas y fotocatalíticas, y una reflexión de la luz, que se mantiene a un nivel de reflexión que no sea excesivo incluso con una coloración neutra.

El objeto de la presente invención es un artículo compuesto que comprende un sustrato, una capa reflectante (denominada generalmente como reflector) compuesta por un metal oxidado o nitrurado, posiblemente en un estado sub-estequiométrico, posiblemente cubierto por una capa barrera, a continuación una capa a base de dióxido de titanio con propiedades fotocatalíticas, a continuación posiblemente una fina capa hidrófila porosa compuesta en particular por óxido de silicio. Esta capa de superficie puede ser discontinua.

En particular, la capa reflectante es una CrxNy en la que x está comprendido entre 0,67 y 0,9, preferiblemente entre 0,7-0,8 e y está comprendido entre 0,1-0,33, preferiblemente entre 0,2-0,3.

De acuerdo con la realización mostrada en la figura 1, las capas están dispuestas sobre la misma cara del sustrato. En un ejemplo comparativo, la capa reflectante se dispone sobre la cara posterior, es decir sobre la cara alejada del observador, y la capa fotocatalítica sobre la cara anterior, como se muestra en la figura 2.

El grosor de la capa fotocatalítica puede estar en el intervalo de entre 20 y 120 nm y preferiblemente entre 40 y 75 nm. Este grosor de la capa de superficie está, a su vez, generalmente en el intervalo de entre 2 y 10 nm y preferiblemente entre 3 y 8 nm. Esto último permite que el carácter hidrófilo de la superficie se conserve más tiempo después de que haya cesado la irradiación de luz. El grosor muy fino de esta capa externa permite que el efecto fotocatalítico de la capa de TiO2 se conserve en cierta medida.

Cuando una capa barrera se dispone entre la capa reflectante y la capa fotocatalítica, esta capa barrera está compuesta ventajosamente por óxido de silicio. Su grosor puede estar entre 10 y 80 nm y preferiblemente entre 20 y 60 nm. Como resultado de esta capa barrera, la migración de constituyentes alcalinos del vidrio, en particular iones Na+, hacia la capa de óxido de titanio puede reducirse e impedirse, y también la capa de óxido de titanio puede separarse del reflector.

La capa reflectante está compuesta por cromo parcialmente oxidado o nitrurado. Su grosor puede estar entre 20 y 150 nm, preferiblemente entre 40 y 120 nm.

De acuerdo con la invención, el artículo reflectante descrito anteriormente tiene una reflexión de la luz (integrada en todo el espectro visible) en el intervalo de entre el 40 y el 75% y preferiblemente entre el 45 y el 70% de la luz visible incidente.

Cuando el color reflejado del artículo de acuerdo con la invención es neutro (es decir cuando los coeficientes a* y b* del sistema Lab están entre -5 y 5), es ventajoso que el factor de reflexión esté entre el 55 y el 75%, preferiblemente entre el 60 y el 70%, y cuando el color reflejado está en el espectro del azul (es decir a* está entre -10 y 0 y b* es menor de -10), es ventajoso que el factor de reflexión esté entre el 40 y el 55%, preferiblemente entre el 40 y el 50%. Los coeficientes a* y b* se miden con el iluminante D65 a un ángulo de incidencia de 2º.

De acuerdo con la invención, la transmisión de la luz del artículo debe ser muy baja y preferiblemente inferior al 3%, de hecho inferior al 2%.

La presente invención también se refiere a un proceso para la producción de un artículo reflectante e hidrófilo, que comprende las siguientes etapas:

el depósito de una capa metálica ligeramente oxidada o nitrurada (20) sobre la cara anterior o posterior de un soporte mediante pulverización catódica con magnetrón en una atmósfera reactiva controlada con un objetivo metálico;

posiblemente el depósito de una capa barrera de SiO2 sobre la cara anterior del soporte mediante pulverización catódica con magnetrón en una atmósfera reactiva con un objetivo de Si;

el depósito de una capa de TiO2 sobre la cara anterior mediante pulverización catódica con magnetrón, por ejemplo en una atmósfera reactiva con un objetivo de Ti;

tratamiento térmico a una temperatura en el intervalo de entre 300 y 500ºC, en particular entre 350 y 450ºC, durante un periodo que puede variar entre 15 minutos y 6 horas, en particular entre 30 minutos y 4 horas, lo que permite que el TiO2 cristalice en forma de anatasa mientras impide la formación de microfisuras del TiO2 y el enturbiamiento que resultaría de ésta.

En particular, un proceso de acuerdo con la invención también comprende una etapa de depositar una fina capa... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Artículo reflectante que comprende un sustrato (10), una capa fotocatalítica a base de dióxido de titanio (40) dispuesta sobre la cara anterior del artículo reflectante y una capa reflectante (20) dispuesta entre la capa fotocatalítica y el sustrato o dispuesta sobre la cara posterior del sustrato, estando dicho artículo caracterizado por que la capa reflectante (20) está compuesta por un cromo oxidado o nitrurado en un estado subestequiométrico de modo que la reflexión total de la luz integrada en todo el espectro visible del artículo reflectante está en el intervalo de entre el 40 y el 75%, y de modo que la transmisión de la luz es inferior al 3%.

2. Artículo reflectante de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que las capas se disponen sobre la misma cara del sustrato.

3. Artículo reflectante de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la capa reflectante (20) se dispone sobre la cara posterior y la capa fotocatalítica (40) sobre la cara anterior.

4. Artículo reflectante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una capa barrera (30) entre la capa fotocatalítica (40) y el sustrato (10).

5. Artículo reflectante de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado por que la capa barrera (30) está compuesta por óxido de silicio.

6. Artículo reflectante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una capa de superficie (50) sobre la cara anterior.

7. Artículo reflectante de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado por que la capa de superficie (50) está compuesta por óxido de silicio.

8. Artículo reflectante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el grosor de la capa reflectante (20) está en el intervalo de entre 20 y 100 nm y preferiblemente entre 30 y 60 nm.

9. Artículo reflectante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el grosor de la capa fotocatalítica (40) está en el intervalo de entre 20 y 120 nm y preferiblemente entre 40 y 75 nm.

10. Artículo reflectante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el grosor de la capa de superficie (50) está en el intervalo de entre 2 y 10 nm y preferiblemente entre 3 y 6 nm.

11. Artículo reflectante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el grosor de la capa barrera (30) está en el intervalo de entre 10 y 80 nm y preferiblemente entre 20 y 60 nm.

12. Artículo reflectante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la reflexión de la luz integrada en todo el espectro visible está entre el 45 y el 70%.

13. Artículo reflectante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que cuando el color reflejado es neutro (es decir cuando los coeficientes a* y b* del sistema Lab están entre -5 y 5), el factor de reflexión está entre el 55 y el 75%, preferiblemente entre el 60 y el 72%, y cuando el color reflejado está en el espectro del azul, es decir a* está entre -10 y 0 y b* es inferior a -10, el factor de reflexión está entre el 40 y el 55%, preferiblemente entre el 40 y el 50%.

14. Proceso para preparar un artículo reflectante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende las siguientes etapas:

 depósito de una capa de cromo ligeramente oxidado o nitrurado (20) para formar una capa reflectante sobre una u otra de las caras de un soporte (10), mediante pulverización catódica con magnetrón en una atmósfera reactiva controlada;

 depósito de una capa fotocatalítica (40) sobre la cara anterior del soporte, mediante pulverización catódica con magnetrón;

 tratamiento térmico a una temperatura en el intervalo de entre 300 y 500ºC, en particular entre 350 y 450ºC, durante un periodo que puede variar entre 15 minutos y 6 horas.

15. Proceso de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado por que comprende una etapa de depositar una capa barrera de SiO2 (30), mediante pulverización catódica antes de depositar la capa fotocatalítica (40).

16. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 14 ó 15, caracterizado por que comprende una etapa de depositar una fina capa de superficie hidrófila (50), mediante pulverización catódica con magnetrón.

17. Uso del artículo reflectante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, como espejo retrovisor de un vehículo a motor.

 

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