DLC hidrófilo sobre sustrato con tratamiento de pirólisis de descarga de barrera.

Un método de fabricación de un artículo recubierto, el método comprendiendo:

el depósito una capa que comprende carbono tipo diamante (DLC) sobre un sustrato;

después de dicho depósito, el sometimiento de la capa que comprende DLC a un tratamientode descarga de barrera en una atmósfera que contiene oxígeno con el fin de reducir unángulo de contacto θ de la capa que comprende DLC en el cual el tratamiento de descarga debarrera comprende la proporción de un primer electrodo por encima del sustrato y un segundoelectrodo por debajo del sustrato de modo que el sustrato esté entre los electrodos primero ysegundo,

en el cual dichos electrodos están cubiertos con un dieléctrico en sus lados estandoorientados hacia el sustrato, y provocando que se genere un plasma entre los electrodosprimero y segundo, en el cual el plasma está al menos parcialmente situado en una posiciónpor encima de la capa que comprende DLC.

DLC HIDRÓFILO SOBRE SUSTRATO CON TRATAMIENTO DE PIRÓLISIS DE DESCARGA DE

BARRERA Descripción [0001] Ciertos modos de realización de ejemplo de esta invención se refieren a un recubrimiento hidrófilo que incluye carbono tipo diamante (DLC, por sus siglas en inglés) proporcionado sobre (directa o indirectamente) un sustrato de vidrio, plástico, o similar, y un método de fabricación del mismo. Más particularmente, esta invención se refiere a un recubrimiento que incluye DLC que es tratado mediante descarga de barrera para hacer que el recubrimiento que incluye DLC se convierta en hidrófilo y/o para reducir su ángulo de contacto 8.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN [0002] Con frecuencia, es beneficioso proporcionar un recubrimiento hidrófilo (por ejemplo, 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 similar. Dichos recubrimientos pueden reducir la probabilidad de que las gotas de agua depositadas sobre el sustrato tomen forma (s) globular, permitiendo así una mejora de la visibilidad. En otras palabras, los recubrimientos hidrófilos funcionan para reducir la condensación en forma de gotas sobre superficies de sustrato (por ejemplo, sobre la superficie interior de un parabrisas o una ventana de automóvil, unidad de ventana de vidrio aislante, o similares) . En esencia, un recubrimiento hidrófilo puede reducir la formación de muchas gotitas minúsculas de líquido que pueden dispersar la luz sobre una superficie (es decir, hacer la condensación sobre una superficie en forma de película a diferencia de en forma de gota) . [0003] Desafortunadamente, ciertos recubrimientos hidrófilos no son tan duraderos y/o duros como de lo contrario se desearía y, por lo tanto, no son eficientes desde un punto de vista práctico para aplicaciones tales como parabrisas de automóviles y/u otros tipos de ventanas o espejos. [0004] La patente estadounidense Nº 6.713.179, incorporada en este documento por referencia, revela una capa que comprende carbono tipo diamante (DLC) que se trata con radiación ultravioleta (UV) con el fin de provocar su conversión en hidrófila (es decir, la exposición a la UV provoca la disminución del ángulo de contacto 8 de la capa) . Aunque este proceso de fabricación de una capa hidrófila que incluye DLC funciona bien, requiere mucho tiempo. El ejemplo de la patente estadounidense Nº 6.713.179 expone que el DLC se trató con QUV durante 86 horas con el fin de hacer que el ángulo de contacto 8 del DLC bajase de 73, 47 grados a 19, 12 grados (es decir, esa reducción del 74% del ángulo de contacto tardó 86 horas) . Sería beneficioso si una capa que incluye DLC se pudiese convertir en hidrófila a través de un proceso que consuma menos tiempo. [0005] El documento de patente estadounidense 2004/0067363 revela el tratamiento de DLC con un haz de iones y agua caliente con el fin de provocar la reducción del ángulo de contacto 8. En dichos sistemas, el tratamiento por haz de iones se realiza con frecuencia como el último paso de vacío en un dispositivo de recubrimiento o similar, y la posterior exposición a agua caliente se puede realizar en un baño de salida. Sin embargo, puesto que el espacio vacío es costoso y requiere mucho capital, sería beneficioso si un sistema para provocar la reducción del ángulo de contacto 8 de DLC pudiese ser desarrollado el cual se pudiese llevar a cabo opcionalmente en una atmósfera ambiente donde no se requiere vacío. [0006] El artículo científico quot;Investigation of passivation films for a-Si:H photoreceptors. Properties of a-C filmsquot; de Tamahashi et al. revela el sometimiento de recubrimientos de carbono amorfo hidrogenado a un efecto corona para aumentar las propiedades hidrófilas de las capas. Sin embargo, el tiempo de efecto corona necesario para alcanzar grados sustanciales en el ángulo de contacto está en el intervalo de varias horas, lo que hace que este procedimiento sea difícil de implementar en la práctica. [0007] Los documentos de la técnica anterior EP 0 785 475 A2 y US 5.965.629 revelan el uso de un tratamiento por haz de iones para alterar las propiedades de la superficie de ciertos sustratos. [0008] En vista de lo anterior, es evidente que existe una necesidad en la técnica de uno o más de (i) un artículo recubierto (por ejemplo, sustrato de vidrio o plástico recubierto) que tenga propiedades hidrófilas, y/o un método de fabricación del mismo, (ii) un recubrimiento hidrófilo protector para ventana y/o sustratos menores que sea de alguna manera resistente a arañazos, daños, (iii) una técnica para provocar la reducción del ángulo de contacto 8 de DLC que se puede llevar a cabo en una atmósfera ambiente donde no se requiere vacío, y/o (iv) un proceso para reducir un ángulo de contacto de DLC de una manera que consuma menos tiempo. [0009] Es un propósito de distintos modos de realización de esta invención cumplir con alguna o todas las necesidades de la técnica descritas anteriormente y/u otras necesidades que serán evidentes para el experto en la materia una vez dada la siguiente revelación.

BREVE RESUMEN DE LOS MODOS DE REALIZACIÓN DE EJEMPLO DE LA INVENCIÓN [0010] En ciertos modos de realización de ejemplo de esta invención, se proporciona un artículo recubierto resistente que es menos probable que atraiga o sea afectado por la condensación de líquido en forma de gota. Aplicaciones de ejemplo a las que se puede aplicar dicho (s) recubrimiento (s) hidrofílico (s) incluyen, por ejemplo, sin carácter limitativo, parabrisas de automóvil, lunetas de automóvil (por ejemplo, ventanas traseras de vehículo) , ventanas laterales de automóvil, ventanas arquitectónicas, espejos, vidrio recubierto utilizado en muebles de mesa, etc. [0011] De acuerdo con la invención, una capa que comprende carbono tipo diamante (DLC) es sometida al menos un tratamiento de descarga de barrera. Sorprendentemente, se ha descubierto que el tratamiento de descarga de barrera provoca que el ángulo de contacto 8 de la capa que incluye DLC baje/disminuya en un período relativamente corto de tiempo. En ciertos modos de realización de ejemplo, la capa que comprende DLC puede, además, ser tratada con un haz (ces) de iones incluyendo oxígeno, y/o un vapor y/o líquido caliente tal como agua caliente con el fin de provocar la disminución del ángulo de contacto de la capa que comprende DLC también en un período relativamente corto de tiempo. [0012] En ciertos modos de realización de ejemplo, se ha descubierto que el tratamiento de descarga de barrera de una capa que incluye DLC oxida la superficie de la capa que incluye DLC provocando así que su ángulo de contacto 8 baje rápidamente en un corto período de tiempo. En ciertos modos de realización de ejemplo, la descarga de barrera provoca que un plasma atmosférico sea golpeado, y la descarga luminiscente del plasma produce radicales de oxígeno que terminan moviéndose hacia y entrando en contacto con la capa que incluye DLC. Estos radicales de oxígeno del plasma provocan al menos la oxidación de la superficie de la capa que incluye DLC, lo que a su vez hace que su ángulo de contacto 8 baje rápidamente en un corto período de tiempo. [0013] Debido a la provisión del DLC en ciertos casos de ejemplo, se puede proporcionar un recubrimiento hidrófilo resistente a los arañazos.

En ciertos modos de realización de ejemplo de esta invención, se proporciona un artículo recubierto, en el cual una capa del recubrimiento incluye tanto enlaces carbono-carbono sp2 como sp 3 y tiene una energía superficial Yc de al menos aproximadamente 20 mN/m, más preferiblemente de al

menos aproximadamente 24 mN/m, y lo más preferible es que sea de al menos aproximadamente 26 mN/m. [0015] Determinados modos de realización de ejemplo de la presente invención proporcionan un método de fabricación de un artículo recubierto, el método comprendiendo: el depósito de una capa que comprende carbono tipo diamante (DLC) sobre un sustrato; después de dicho depósito, el sometimiento de la capa que comprende DLC a un tratamiento de descarga de barrera con el fin de reducir un ángulo de contacto 8 de la capa que comprende DLC. [0016] Esta invención se describirá ahora con respecto a ciertos modos de realización de la misma, junto con la referencia a las ilustraciones adjuntas.

EN LOS DIBUJOS [0017] La figura 1 es una vista en sección transversal lateral de un artículo recubierto de acuerdo con un modo de realización de ejemplo de esta invención, en el cual un sustrato está provisto de al menos una capa de o que incluye DLC sobre el mismo y es sometido a al menos un tratamiento de descarga de barrera con el fin de provocar la disminución del ángulo de contacto 8 de la capa.... [Seguir leyendo]

1. Un método de fabricación de un artículo recubierto, el método comprendiendo: el depósito una capa que comprende carbono tipo diamante (DLC) sobre un sustrato; después de dicho depósito, el sometimiento de la capa que comprende DLC a un tratamiento de descarga de barrera en una atmósfera que contiene oxígeno con el fin de reducir un ángulo de contacto 8 de la capa que comprende DLC en el cual el tratamiento de descarga de barrera comprende la proporción de un primer electrodo por encima del sustrato y un segundo electrodo por debajo del sustrato de modo que el sustrato esté entre los electrodos primero y segundo, en el cual dichos electrodos están cubiertos con un dieléctrico en sus lados estando orientados hacia el sustrato, y provocando que se genere un plasma entre los electrodos primero y segundo, en el cual el plasma está al menos parcialmente situado en una posición por encima de la capa que comprende DLC.

2. El método de la reivindicación 1, también comprendiendo, después de someter la capa que comprende DLC al tratamiento de descarga de barrera, el tratamiento de la capa que comprende DLC con un vapor y/o líquido caliente a una temperatura de 50 a 200 grados C.

3. El método de la reivindicación 1, también comprendiendo, antes del tratamiento de descarga de barrera, el tratamiento por haz de iones de la capa que comprende DLC con al menos iones de oxígeno con el fin de reducir el ángulo de contacto 8 de la capa que comprende DLC.

4. El método de la reivindicación 1, en el cual el tratamiento de descarga de barrera provoca una disminución de al menos el 10% del ángulo de contacto 8 de la capa que comprende DLC.

5. El método de la reivindicación 1, en el cual el tratamiento de descarga de barrera provoca una disminución de al menos el 20% del ángulo de contacto 8 de la capa que comprende DLC.

6. El método de la reivindicación 1, en el cual el tratamiento de descarga de barrera provoca una disminución de al menos el 40% del ángulo de contacto 8 de la capa que comprende DLC.

7. El método de la reivindicación 1, en el cual la descarga de barrera implica la generación de un plasma sobre al menos la capa que comprende DLC, y radicales de oxígeno del plasma impactan sobre la capa que comprende DLC reduciendo de ese modo el ángulo de contacto 8 de la capa que comprende DLC.

8. El método de la reivindicación 1, en el cual la capa que comprende DLC se deposita en una atmósfera de vacío que tiene una presión menor que la atmosférica, y el tratamiento de descarga de barrera se realiza a presión atmosférica.

9. El método de la reivindicación 1, en el cual la capa que comprende DLC tiene una dureza media de al menos 10 GPa.

10. El método de la reivindicación 1, en el cual después de dicho tratamiento de descarga de barrera, la capa que comprende DLC tiene un ángulo de contacto 8 de menos de o igual a 30 grados.

11. El método de la reivindicación 1, en el cual después de dicho tratamiento de descarga de barrera, la capa que comprende DLC tiene un ángulo de contacto 8 de menos de o igual a 25 grados.

12. El método de la reivindicación 1, en el cual después de dicho tratamiento de descarga de barrera, la capa que comprende DLC tiene un ángulo de contacto 8 de menos de o igual a 20 grados.

13. El método de la reivindicación 1, en el cual inmediatamente después de dicho tratamiento de descarga de barrera, la capa que comprende DLC tiene un ángulo de contacto 8 de menos de o igual

a 15 grados.

14. El método de la reivindicación 1, en el cual la capa que comprende DLC es amoría.

15. El método de la reivindicación 1, en el cual la capa que comprende DLC es hidrogenada.

16. El método de la reivindicación 1, en el cual la capa que comprende DLC tiene más enlaces

carbono-carbono sp3 que enlaces carbono-carbono sp2, y tiene una densidad media de al menos 2, 4 gramos/cm2.

17. El método de la reivindicación 1, también comprendiendo el tratamiento por haz de iones de la capa que comprende DLC antes de dicho tratamiento de descarga de barrera, y en el cual dicho tratamiento por haz de iones comprende el uso de al menos una fuente de haz de iones que genera al menos un haz de iones hacia una superficie de la capa que comprende DLC, y en el cual al menos gas de oxígeno está presente en la fuente de haz de iones durante el tratamiento por haz de iones de manera que al menos iones de oxígeno son dirigidos hacia la superficie de la capa que comprende DLC durante dicho tratamiento por haz de iones.

18. El método de la reivindicación 1, también comprendiendo la pulverización de un recubrimiento sobre el sustrato antes del depósito de la capa que comprende DLC, en el cual el recubrimiento está en el mismo lado o el lado opuesto del sustrato que/de la capa que comprende DLC, y en el cual el sustrato es un sustrato de vidrio.

19. El método de la reivindicación 1, en el cual el tratamiento de descarga de barrera provoca al menos la oxidación de una superficie exterior de la capa que comprende DLC.

20. El método de la reivindicación 1, en el cual la capa que comprende DLC está depositado por haz de iones sobre el sustrato.