Un artículo de vidrio recubierto que comprende: un sustrato de vidrio (1);

una capa hidrófila (3) incluyendo carbono tipo diamante (DLC) hidrogenado con enlaces carbono-carbono sp3

dispuestos en dicho sustrato de vidrio (1); y en el que dicha capa hidrófila (3) incluye al menos un dopante, en el que dicho al menos un agente de dopado incluye al menos boro en el mismo para hacer la capa más polar para hacer que la capa tenga un

ángulo de contacto inicial θ con una gota de agua sobre la misma no más de aproximadamente 10 grados, y

en el que dicho al menos un dopante está presente en dicha capa hidrófila en un porcentaje atómico de 1 a 10%.

Un artículo de vidrio recubierto con un recubrimiento hidrófilo que incluye DLC.

Esta invención se refiere a un artículo recubierto con un recubrimiento hidrófilo que incluye carbono tipo diamante (DLC) proporcionado sobre (directa o indirectamente) un sustrato de vidrio.

Antecedentes de la invención

A menudo es deseable proporcionar un recubrimiento hidrófilo (por ejemplo, recubrimiento anti-niebla) sobre un sustrato tal como un parabrisas de automóvil, ventana de automóvil, espejo del automóvil, espejo arquitectónico, espejo de cuarto de baño, o similares. Tales recubrimientos pueden reducir la probabilidad de que las gotas de agua depositadas sobre el sustrato tomen una (s) forma (s) globular (es) , permitiendo así la visibilidad a ser mejorado. En otras palabras, los recubrimientos hidrófilos actúan para reducir la condensación del tipo de gotas en las superficies de sustrato (por ejemplo, en la superficie interior de un parabrisas de automóvil o una ventana) . Un recubrimiento hidrófilo puede reducir la formación de muchas pequeñas gotas de líquido, que pueden dispersar la luz, en una superficie (es decir, hacer que la condensación en una superficie sea en forma de película en oposición a una forma de gotas) .

Documento WO 97/45834 describe un sustrato que soporta una capa que comprende carbono tipo diamante (DLC) . Documento WO 94/12680 divulga el uso de boro como agente dopante para películas de carbono tipo diamante. Sin embargo, este documento es totalmente silencioso respecto a cualquier mejora de la hidrofilia del sustrato de vidrio mediante la reducción del ángulo de contacto.

Desafortunadamente, ciertos recubrimientos hidrófilos no son tan duraderos y/o duro como de otro modo sería deseado y por lo tanto no son eficientes desde un punto de vista práctico para aplicaciones tales como parabrisas de automóviles y/o ventanas. Además, los recubrimientos convencionales hidrófilos a menudo no pueden soportar altas temperaturas sin descomponerse o ser dañado. La capacidad de soportar altas temperaturas es útil en aplicaciones tales como parabrisas de automóviles, donde puede ser deseable para recocer y/o doblar un artículo de vidrio recubierto a alta (s) temperatura (s) después de que el recubrimiento ha sido depositado.

En vista de lo anterior, es evidente que existe una necesidad en la técnica para (i) un artículo recubierto (por ejemplo, sustrato de vidrio o plástico recubierto) que tiene propiedades hidrófilas, (ii) un recubrimiento hidrófilo capaz de soportar altas temperaturas (por ejemplo, hasta 600 grados C, y/o incluso de hasta 700 grados C en ciertas realizaciones) sin ser sustancialmente dañado (por ejemplo, quemado/en llamas) o descomponerse, y/o (iii) un recubrimiento protector hidrófilo para sustratos de ventana y/o espejo que es algo resistente a los arañazos, daños o similares.

Es un propósito de diferentes realizaciones de la presente invención para cumplir con las necesidades de cualquier o todas las necesidades anteriormente descritas en la técnica, y/o otros objetos que resultarán evidentes para el experto en la materia una vez dada la siguiente descripción.

Resumen

Un objeto de esta invención es proporcionar un artículo recubierto durable que es menos probable que atraiga o sea afectado por condensación líquida del tipo de gotas. Aplicaciones de ejemplo a las que se pueden aplicar tal (es) recubrimiento (s) hidrófilo (s) incluyen, por ejemplo, sin limitación, parabrisas de automóviles, las lunetas posteriores automóviles (es decir, parte trasera del vehículo ventanas) , ventanas laterales de automóviles, ventanas arquitectónicas, espejos, etc

Otro objeto de esta invención es proporcionar un recubrimiento hidrófilo que puede soportar temperaturas altas (por ejemplo, hasta aproximadamente 600 grados C, y más preferiblemente hasta aproximadamente 700 grados C) sin ser sustancialmente dañado (por ejemplo, quemado) .

Otro objeto de esta invención es proporcionar un recubrimiento hidrófilo que es químicamente inerte a los ácidos y/o bases fuertes, y puede incluso actuar como una barrera contra ataques químicos sobre el substrato subyacente en ciertas realizaciones.

Otro objeto de esta invención es proporcionar un recubrimiento hidrófilo resistente a los arañazos para su uso en conjunción con un artículo recubierto.

Otro objeto de esta invención es formar o proporcionar un recubrimiento hidrófilo mediante, a saber dopar carbono tipo diamante (DLC) con al menos un (os) dopante (s) inductor (es) polar (es) , a saber, boro (B) . El porcentaje atómico del (de los) dopante (s) inductor (es) polar (es) (por ejemplo, dopantes de B y N, pero no incluyendo agentes dopantes de H que puede o no puede ser añadido porque H no es un dopante inductor polar) no es mayor que aproximadamente el 10%, más preferiblemente no más de aproximadamente el 5%, y más preferiblemente no mayor que aproximadamente el 4%. Un dopante inductor polar es un dopante que causa DLC volverse más grafítico (por ejemplo, causar más enlaces sp2) , en contraposición a más tetraédrica (es decir, más enlaces sp3) . Dopante (s) inductor (es) polar (es) tiende (n) a hacer que la capa que incluye DLC sea más polar, que a su vez aumenta la energía de superficie y por lo tanto proporciona un recubrimiento más hidrófilo.

Otro objeto de esta invención es proporcionar un artículo recubierto, en el que una capa del recubrimiento incluye tanto enlaces carbono-carbono sp2 y sp3 y tiene una humectabilidad W con respecto al agua de al menos aproximadamente 700 mN/m, más preferiblemente al menos alrededor de 750 mN/m, y más preferiblemente al menos aproximadamente 800 mN/m. Esto también puede explicarse o medirse en Julios por área de unidad (mJ/m2) .

Otro objeto de esta invención es proporcionar un artículo recubierto, en el que una capa del recubrimiento incluye tanto enlaces carbono-carbono sp2 y sp3 y que tiene una energía superficial ԃ c de al menos aproximadamente 24 mN/m, más preferiblemente al menos aproximadamente 26 mN/m, y más preferiblemente al menos aproximadamente 28 mN/m.

Otro objeto de esta invención es proporcionar un artículo recubierto, en el que una capa que incluye DLC del

recubrimiento tiene un ángulo θ de contacto de agua inicial (es decir, antes de ser expuesto a pruebas ambientales,

pruebas de frotado, pruebas de ácidos, pruebas de UV, o similares) de no más de aproximadamente 10 grados, más preferiblemente no mayor de aproximadamente 8 grados, incluso más preferiblemente mayor que aproximadamente 6 grados, y más preferiblemente no mayor que aproximadamente de 4 grados. El artículo de ángulo de contacto inicial θ del artículo puede ser tan bajo como de 1 a 3 grados en ciertas realizaciones. En ciertas realizaciones el ángulo de contacto del artículo puede aumentar con el tiempo tras la exposición a elementos ambientales (a medida que Enlaces C-C sp2 grafitos degradan) , mientras que en otras realizaciones el ángulo de contacto del artículo puede disminuir con el tiempo a dicha exposición.

Otro objeto de esta invención es proporcionar una capa que incluye DLC hidrófilo para el recubrimiento de un sustrato. En al menos una porción de la capa no más de aproximadamente 70% de los enlaces en esta parte de la capa son de tipo sp3, y más preferiblemente no más de aproximadamente 60% de los enlaces son del tipo sp3. Una parte sustancial del resto de los enlaces pueden ser del tipo grafítico o sp2. Los enlaces en la capa pueden incluir, por ejemplo, enlaces carbono-carbono (C-C) , enlaces de carbono-nitrógeno (C-N) , enlaces boro-carbono (C-8) , y/o enlaces carbono-hidrógeno (C-H) . Los enlaces del tipo sp3 (por ejemplo, enlaces C-C) funcionan para aumentar la dureza y resistencia al arañazo del recubrimiento, mientras que los enlaces grafiticos del tipo sp2 (por ejemplo, enlaces C-C, C-N y/o C-B) causan que el recubrimiento sea más hidrófilo y que tenga un ángulo de contacto inferior.

Otro objeto de esta invención es proporcionar un recubrimiento que puede hacer que se forme condensación acumulada de una manera más del tipo de película; en oposición a una manera del tipo de gota.

Todavía otro objeto de esta invención es formar grupos funcionales de amina (NH2) cerca de la superficie de un recubrimiento o capa hidrofóbico a fin de aumentar la hidrofilicidad.

Todavía otro objeto de esta invención es cumplir con alguna... [Seguir leyendo]

1. Un artículo de vidrio recubierto que comprende: un sustrato de vidrio (1) ; una capa hidrófila (3) incluyendo carbono tipo diamante (DLC) hidrogenado con enlaces carbono-carbono sp3

dispuestos en dicho sustrato de vidrio (1) ; y en el que dicha capa hidrófila (3) incluye al menos un dopante, en el que dicho al menos un agente de dopado incluye al menos boro en el mismo para hacer la capa más polar para hacer que la capa tenga un

ángulo de contacto inicial θ con una gota de agua sobre la misma no más de aproximadamente 10 grados, y

en el que dicho al menos un dopante está presente en dicha capa hidrófila en un porcentaje atómico de 1 a 10%.

2. El artículo de vidrio recubierto de la reivindicación 1, en el que dicha capa hidrófila (3) incluye dicho al menos

un agente de dopado en el mismo para provocar que la capa tenga un ángulo de contacto inicial θ con una

gota de agua sobre la misma de no más de aproximadamente 8 grados. 15

3. El artículo de vidrio recubierto de la reivindicación 2, en el que dicha capa hidrófila (3) incluye dicho al menos un agente de dopado en el mismo para provocar que la capa tenga un ángulo de contacto inicial θ con una gota de agua sobre la misma no mayor de aproximadamente 6 grados.

4. El artículo de vidrio recubierto de la reivindicación 3, en el que dicha capa hidrófila (3) incluye dicho al menos un agente de dopado en el mismo para provocar que la capa tenga un ángulo de contacto inicial θ con una gota sésil de agua sobre la misma no mayor de aproximadamente 6 grados.

5. El artículo de vidrio recubierto de la reivindicación 1, en el que dicha capa (3) tiene una energía superficial γc

de al menos aproximadamente 24 mN/m.

6. El artículo de vidrio recubierto de la reivindicación 1, en el que dicha capa (3) tiene una energía superficial γc

de al menos aproximadamente 26 mN/m.

7. El artículo de vidrio recubierto de la reivindicación 1, en el que dicha capa (3) tiene una energía superficial γc de al menos aproximadamente 28 mN/m, y en el que el índice de refracción de al menos una porción de dicha capa es de aproximadamente 1, 5 a 1, 7, y en el que la capa tiene una humectabilidad W de al menos aproximadamente 700 mN/m.

8. El artículo de vidrio recubierto de la reivindicación 1, en el que dicha capa (3) está en contacto directo con dicho sustrato de vidrio (1) .

9. El artículo de vidrio recubierto de la reivindicación 1, en el que dicho al menos un agente de dopado incluye adicionalmente nitrógeno para hacer la capa (3) más polar.

10. El artículo de vidrio recubierto de la reivindicación 9, en el que dicho al menos un dopante de nitrógeno está presente en dicha capa hidrófila (3) en un porcentaje atómico no más de aproximadamente 10%.

11. El artículo de vidrio recubierto de la reivindicación 1, en el que dicha capa hidrófila (3) tiene una dureza media

45 de por lo menos aproximadamente 20 GPa, y en el que una porción más exterior de 10 Angstrom de espesor de la capa incluye de aproximadamente 0, 50 a 10% de dicho al menos un dopante.

12. El artículo de vidrio recubierto de la reivindicación 1, en el que dicho al menos un dopante está presente en dicha capa hidrófila (3) en un porcentaje atómico no más de aproximadamente 5%.

13. El artículo de vidrio recubierto de la reivindicación 1, en el que el artículo de vidrio recubierto comprende las siguientes características:

transmitancia visible (lull. A) : > 60%

Transmitancia UV: <38%

transmitancia IR: <35%.

55 14. El artículo de vidrio recubierto de la reivindicación 1, en el que no más de aproximadamente 70% de los enlaces en la capa hidrófila (3) son enlaces sp3, y en el que al menos aproximadamente el 20% de los enlaces en la capa son enlaces de tipo sp2.