Procedimiento de fabricación de un artículo electrocrómico.

Procedimiento de fabricación de un artículo electrocrómico que comprende las etapas sucesivas siguientes

(a) el depósito de una capa de un compuesto electrocrómico en la superficie de un sustrato electroconductor transparente o translúcido,

recubriendo dicha capa de compuesto electrocrómico solamente una parte de la superficie de dicho sustrato electroconductor y dejando libre al menos otra parte de éste,

(b) el depósito de un agente redox que es un agente reductor o un agente oxidante del compuesto electrocrómico, sobre la parte de la superficie del sustrato electroconductor no cubierta por la capa de compuesto

electrocrómico,

(c) la puesta en contacto de la capa de compuesto electrocrómico, depositada en la etapa (a), y de la capa de agente redox, depositada en la etapa (b), con un electrolito líquido durante una duración suficiente para permitir la reducción o la oxidación del compuesto electrocrómico por el agente redox, y

(d) la eliminación del electrolito por lavado y/o secado.

Procedimiento de fabricación de un artículo electrocrómico El presente invento se refiere a un procedimiento de fabricación de un artículo electrocrómico, que comprende una etapa de reducción o de oxidación no electrolítica de un revestimiento electrocrómico.

Los trabajos que han desembocado en la presente solicitud han recibido fondos del Séptimo Programa-Marco de la Comisión Europea bajo el Convenio de subvención nº INNOSHADE-200431-NMP LARGE.

Los acristalamientos electrocrómicos tienen típicamente una estructura que incluye dos capas exteriores transparentes, por ejemplo dos placas de cristal orgánico o mineral, dos capas electroconductoras depositadas sobre las caras internas de las capas exteriores y unidas a una alimentación eléctrica, y un electrolito dispuesto entre las dos capas electroconductoras, en el centro de dicho dispositivo.

Una capa electrocrómica está prevista entre el electrolito y al menos una de las capas electroconductoras, de preferencia entre el electrolito y las dos capas electroconductoras. Los colorantes electrocrómicos de las dos capas son entonces elegidos de manera que uno de ellos esté coloreado en el estado reducido e incoloro o ligeramente coloreado en el estado oxidado, mientras que el otro está coloreado en el estado oxidado e incoloro o ligeramente coloreado en el estado reducido.

En tal dispositivo electrocrómico que contiene dos sustancias electrocrómicas, una de las dos estará en el estado oxidado cuando la otra esté en el estado reducido e inversamente. Es por tanto necesario que antes del montaje de los diferentes elementos, una de las dos capas electrocrómicas esté en forma reducida y la otra en forma oxidada.

El depósito de una fina capa de al menos un compuesto electrocrómico sobre un sustrato electroconductor se hace, por ejemplo, mediante electrodeposición o por una vía no electrolítica según técnicas conocidas.

Ahora bien, la mayor parte de los revestimientos electrocrómicos depositados así en forma de capa delgada están en estado oxidado y en consecuencia deben sufrir una reducción antes de la integración en un dispositivo electrocrómico tal como el descrito anteriormente.

Dicha reducción se hace típicamente ï?­ o bien por inmersión en una solución de un agente reductor que sufre sin embargo de una estabilidad al almacenamiento muy pequeña y necesita una etapa suplementaria de lavado de la película para eliminar el agente reductor residual;

ï?­ o bien en una célula electroquímica: la capa electroconductora que lleva el revestimiento de compuesto electrocrómico a reducir está conectada a un primer electrodo (electrodo de trabajo) y el conjunto es sumergido en un baño de electrolito en el que es igualmente sumergido en un baño de electrolito en el que es igualmente sumergido un contra-electrodo, generalmente un contra-electrodo de sacrificio que contiene un agente reductor del compuesto electrocrómico y eventualmente un electrodo de referencia.

Se conocen procedimientos de reducción se conocen por el documento US 4.938.571.

Tal sistema electroquímico con dos o tres electrodos es relativamente complejo y necesita una adaptación de la geometría de los diferentes componentes, principalmente de las dimensiones del baño, al tamaño de la pieza a tratar. Es a menudo inapropiado cuando la extensión de las superficies a reducir es muy grande, como es el caso por ejemplo de los cristales electrocrómicos, o cuando estas superficies son curvas. No conviene tampoco muy bien para procedimientos de reducción en continuo.

Por otra parte con tal sistema electroquímico es difícil obtener, más allá de una cierta extensión del revestimiento a reducir, una reducción homogénea sobre el conjunto de la superficie.

El propósito del presente invento ha sido proponer un procedimiento de reducción de revestimientos de compuestos electrocrómicos, depositados sobre sustratos electroconductores (llamados a continuación de manera indiferente sustratos conductores, capas electroconductoras o capas conductoras) , que permitiría a la vez liberase de los problemas de adaptación de las dimensiones del equipo electroquímico al tamaño del objeto a reducir y permitir la obtención de revestimientos electrocrómicos reducidos de manera homogénea sobre extensiones importantes. Este procedimiento debería poder ser puesto en práctica ventajosamente en modo continuo, por ejemplo sobre bandas largas que llevan revestimientos electrocrómicos.

El procedimiento puesto a punto por la Solicitante permite resolver, con medios simples y poco costosos, el conjunto de estos problemas. Aunque el procedimiento propuesto sea particularmente útil para la reducción de compuestos electrocrómicos depositados en el estado oxidado, se comprenderá fácilmente con la lectura de la siguiente descripción que puede adaptarse muy fácilmente a la oxidación de revestimientos que están en el estado reducido y el invento cubre

por consiguiente, estos dos casos, siendo la reducción de un revestimiento de compuesto electrocrómico en el estado oxidado simplemente un modo de realización preferido del procedimiento del invento.

El principio de funcionamiento del procedimiento del presente invento consiste esencialmente en sustituir los dos electrodos del dispositivo de reducción electrolítica por una cantidad suficiente de un agente redox (agente reductor o agente oxidante) depositado sobre una zona del sustrato electroconductor no cubierta por el revestimiento del compuesto electrocrómico a reducir o a oxidar. Cuando el conjunto formado por el revestimiento de compuesto electrocrómico, el sustrato electroconductor y el agente redox, es puesto a continuación en contacto con un electrolito líquido, tiene lugar una reacción de oxido-reducción o redox indirecta, a través de la capa conductora subyacente, entre el agente redox y el compuesto electrocrómico depositados sobre ésta. El compuesto electrocrómico, en contacto con la superficie del sustrato conductor, es reducido u oxidado y forma el compuesto electrocrómico final.

El presente invento tiene por consiguiente por objeto un procedimiento de fabricación de un artículo electrocrómico que comprende las etapas sucesivas siguientes.

(a) el depósito de una capa de un compuesto electrocrómico en la superficie de un sustrato electroconductor transparente o translúcido, recubriendo dicha capa de compuesto electrocrómico solamente una parte de la superficie de dicho sustrato electroconductor y dejando libre al menos otra parte de éste.

(b) el depósito de un agente redox que es un agente reductor o un agente oxidante del compuesto electrocrómico, sobre la parte de la superficie del sustrato electroconductor no cubierta por la capa de compuesto electrocrómico,

(c) la puesta en contacto de la capa de compuesto electrocrómico, depositada en la etapa (a) , y de la capa de agente redox, depositada en la etapa (b) , con un electrolito líquido durante un período de duración suficiente para permitir la reducción o la oxidación del compuesto electrocrómico por el agente redox, y

(d) la eliminación del electrolito por lavado y/o secado.

El compuesto depositado en la etapa (a) puede ser en principio cualquier compuesto electrocrómico. Entre los compuestos electrocrómicos conocidos, se prefieren en particular aquellos para los cuales uno de los dos estados de coloración es un estado sensiblemente incoloro.

Se pueden citar a título de ejemplos de tales compuestos electrocrómicos, los hexacianometalatos tales como los hexacianoferratos de hierro, de vanadio, de rutenio, de cadmio, de cromo, de paladio o de platino, el WO3, el V2O5 y el NiO. Puede utilizarse igualmente polímeros electrocrómicos tales como el poli (3, 4-etilenodioxitiofeno) (PEDOT) que es esencialmente transparente e incoloro en el estado oxidado y de color azulado en el estado reducido. Finalmente, si los viológenos tales como alquilviológenos, arilviológenos o alquilarilviológenos no convienen muy bien en tanto que tales, sus polímeros, los poliviológenos, forman capas electrocrómicas de buena calidad.

La lista de los colorantes electrocrómicos anteriores no es, sin embargo, en modo alguno limitativa y el procedimiento del presente invento podrá adaptarse en principio a no importa qué compuesto electrocrómico que no figure en esta lista, a condición de que presente una adherencia suficiente al substrato conductor subyacente, que sea insoluble en el electrolito líquido y que se disponga de un agente redox apropiado.

En la etapa (a) del procedimiento según el invento, el compuesto electrocrómico es depositado en forma de un revestimiento delgado en la superficie de un sustrato electroconductor transparente. Este... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de fabricación de un artículo electrocrómico que comprende las etapas sucesivas siguientes

(a) el depósito de una capa de un compuesto electrocrómico en la superficie de un sustrato electroconductor transparente o translúcido, recubriendo dicha capa de compuesto electrocrómico solamente una parte de la superficie de dicho sustrato electroconductor y dejando libre al menos otra parte de éste,

(b) el depósito de un agente redox que es un agente reductor o un agente oxidante del compuesto electrocrómico, sobre la parte de la superficie del sustrato electroconductor no cubierta por la capa de compuesto electrocrómico,

(c) la puesta en contacto de la capa de compuesto electrocrómico, depositada en la etapa (a) , y de la capa de agente redox, depositada en la etapa (b) , con un electrolito líquido durante una duración suficiente para permitir la reducción o la oxidación del compuesto electrocrómico por el agente redox, y

(d) la eliminación del electrolito por lavado y/o secado.

2. Procedimiento de fabricación de un artículo electrocrómico que comprende las etapas sucesivas siguientes:

(a) el depósito de una capa de agente redox que es un agente reductor o un agente oxidante de un compuesto electrocrómico en la superficie de un sustrato electroconductor transparente o translúcido, recubriendo dicha capa de agente redox solamente una parte de la superficie de dicho sustrato electroconductor y dejando libre al menos otra parte de éste,

(b) el depósito de una capa del compuesto electrocrómico, sobre la parte de la superficie del sustrato electroconductor no cubierta por dicha capa de agente redox,

(c) la puesta en contacto de la capa de compuesto electrocrómico, depositada en la etapa (b) , y de la capa de agente redox, depositada en la etapa (a) , con un electrolito líquido durante una duración suficiente para permitir la reducción o la oxidación del compuesto electrocrómico por el agente redox, y

(d) la eliminación del electrolito por lavado y/o secado.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que el agente redox es un agente reductor del compuesto electrocrómico.

4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el sustrato electroconductor está constituido de óxido de indio dopado con estaño (ITO) , de óxido de estaño dopado con flúor (FTO)

o de polímeros orgánicos conductores.

5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el agente reductor es elegido en el grupo formado por Ni, Mo, Cu, Co, In, Fe, Zn, Si, Ag, Ti, Al, de preferencia entre Cu, Ni, Ag, Ti y Al, estando todos estos metales en el estado metálico.

6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el compuesto electrocrómico es elegido de entre los hexacianometalatos, el WO3, el V2O5, el NiO, y los polímeros electrocrómicos.

7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el agente redox es depositado de manera que esté en contacto con los bordes de la capa de compuesto electrocrómico o en la proximidad de éstos.

8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el agente redox es depositado en una o varias zonas continua o en una multitud de puntos discretos.

9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que la puesta en contacto, en la etapa (c) se hace por inmersión en el electrolito líquido o por pulverización del electrolito líquido.

10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la duración de puesta en contacto, en la etapa (c) , está comprendida entre 30 segundos y 15 minutos, de preferencia entre 1 minutos y 8 minutos.