Método de fabricación de un artículo de vidrio recubierto resistente al rayado que incluye capa(s) resistente(s) a agente(s) de grabado a base de fluoruro, utilizando deposición química de vapor por combustión.

Un método de fabricación de un artículo recubierto, el método que consiste en:

producir un sustrato de vidrio;

utilizar pirólisis de llama para depositar al menos una capa sobre el sustrato de vidrio;y

formar una capa antigrabado encima del sustrato de vidrio sobre la capa depositadapor pirólisis de llama, en la que la pirólisis de llama se utiliza para depositar una capaque comprende óxido de silicio sobre el sustrato de vidrio, y en la que la pirólisis dellama utiliza gas TEOS que se introduce al menos en un quemador para depositar lacapa que comprende óxido de silicio y donde el artículo recubierto es una ventana, enla que la capa antigrabado comprende oxicarburo de circonio.

MÉTODO DE FABRICACIÓN DE UN ARTÍCULO DE VIDRIO RECUBIERTO RESISTENTE AL RAYADO QUE INCLUYE CAPA (S) RESISTENTE (S) A AGENTE (S) DE GRABADO A BASE DE FLUORURO, UTILIZANDO DEPOSICIÓN QUÍMICA DE VAPOR POR COMBUSTIÓN

Descripción

Esta solicitud se refiere a un artículo recubierto que incluye un recubrimiento soportado por un sustrato de vidrio. El recubrimiento incluye una capa antigrabado que es resistente a agente (s) de grabado a base de fluoruro y también puede incluir otra (s) capa (s) como una capa resistente al rayado que comprende carbono tipo diamante (DLC) . Los artículos recubiertos de acuerdo con los diferentes modos de realización de la presente invención pueden usarse como ventanas o en cualquier otra aplicación adecuada.

Antecedentes de la invención [0002] Desafortunadamente, los vándalos recurren cada vez más a agentes de grabado de vidrio como herramienta elegida para hacer grafitis. Por ejemplo, son muy comunes los grafitis en las ventanas de vidrio de los vagones de metro. Los vándalos hacen dichos grafitis en las ventanas de los vagones de metro, edificios, trenes, autobuses y otras ventanas de vidrio usando agentes de grabado de vidrio que son capaces de grabar el vidrio en lugares donde se han aplicado dichos agentes de grabado. [0003] Armor-etch es un ejemplo de pasta a base de una sal de bifluoruro (por ejemplo, bifluoruro de amonio o bifluoruro de sodio) que se usa para patrones de grabado en superficies de vidrio y que se ha usado para hacer grafitis. El mecanismo de ataque del ion fluoruro sobre el SiO2 del vidrio se resume más adelante con fines exclusivamente de ejemplo y comprensión. [0004] Aunque el fluoruro de hidrógeno (HF) no disocia bien, la pasta de fluoruro de hidrógeno activa reacciona con el silicato (que forma la matriz para el vidrio) en presencia de agua como en las ecuaciones siguientes:

HF2- = HF + F

6HF + SiO2 = H2SiF6 + 2H2O

Un tipo alternativo de material de grabado para vidrio, que también es un agente de grabado a base de bifluoruro, se denomina a veces crema de grabado B&B fabricada por B&B Etching Products. Las sales de bifluoruro de amonio ( (NH4) HF2) y bifluoruro de sodio (NaHF2) son muy solubles en agua. Por ejemplo, una solución de 2, 8 g/100 g de fluoruro de amonio produciría una solución de 1, 7 g/100 g de ácido fluorhídrico (HF) a pH 1, con un 85% de los átomos de flúor en forma de HF. En concentraciones mayores o pH mayor, está presente una cantidad significativa del ion HF2. Los fluoruros acidificados pueden producir ingentes cantidades de HF en solución. [0006] El bifluoruro de amonio activo reacciona con silicato en presencia de agua como se muestra en las siguientes ecuaciones:

-

(NH4) HF2 = (NH4) + + HF2

HF2-=HF+F

6HF + SiO2 = H2SiF6 + 2H2O

Se establece un equilibrio entre los reactivos y los productos. De este modo, a medida que se consume el fluoruro de hidrógeno al reaccionar con el SiO2 del vidrio, se produce más fluoruro de hidrógeno para mantener el equilibrio. La tasa de grabado de SiO2 (es decir, la tasa de grabado del vidrio) está relacionada linealmente con las concentraciones de HF y HF2-y no está relacionada con la concentración de F a ningún pH. [0008] Los recubrimientos convencionales empleados para la resistencia a fluoruro con el fin de proteger el vidrio de dichos grabados son películas a base de polímeros. Desafortunadamente, estos recubrimientos son susceptibles a dañarse y no son resistentes al rayado, lo que hace no deseable su uso en entornos como vagones de metro, autobuses y vehículos. Además, en algunos casos puede levantarse la película y aplicarse el agente de grabado debajo de ésta. [0009] Se conocen artículos de vidrio recubiertos resistentes al rayado que utilizan una (s) capa (s) que comprende (n) carbono tipo diamante (DLC) sobre la superficie de vidrio. Véanse, por ejemplo, las patentes de EE. UU. núms. 6.261.693, 6.303.226, 6.280.834, 6.284.377, 6.477.891, 6.461.731, 6.395.333, 6.335.086 y 6.592.992, cuyas divulgaciones se incorporan de este modo al presente documento por referencia. Aunque el carbono es resistente al ataque del ion fluoruro (y HF2-) , cuando estas capas se forman con técnicas de deposición mediante haz de iones a grosores muy pequeños dan lugar a micropartículas sobre el sustrato. Cuando dichas capas son de naturaleza muy delgada, estas micropartículas pueden dar lugar a poros que son las vías para que el HF ataque el vidrio subyacente. Por tanto, los artículos recubiertos resistentes al rayado que utilizan sólo una capa que comprende DLC sobre el vidrio son a veces susceptibles a los ataques de agentes de grabado a base de fluoruro descritos anteriormente. [0010] Habida cuenta de lo anterior, puede observarse que existe una necesidad en la técnica de un artículo recubierto resistente al rayado que también sea resistente a los ataques de agente (s) de grabado a base de fluoruro. La invención proporciona un método de fabricación de un artículo recubierto como se define en las reivindicaciones 1-6.

BREVE RESUMEN DE LOS EJEMPLOS DE LA INVENCIÓN

Se proporciona un artículo recubierto resistente al rayado que también es resistente a ataques de al menos algunos agentes de grabado a base de fluoruro durante al menos un periodo de tiempo. En determinados modos de realización de ejemplo, se dispone una capa o capas antigrabado sobre el sustrato de vidrio con el fin de proteger el sustrato de vidrio de ataques por agente (s) de grabado a base de fluoruro. En algunos modos de realización de ejemplo, la capa o capas antigrabado son prácticamente transparentes a la luz visible. [0012] La capa antigrabado se dispone sobre el sustrato encima de una capa o capas inferiores de material dieléctrico, empleando pirólisis de llama preferentemente en una atmosfera a o cerca de la presión atmosférica. El uso de la pirólisis de llama para formar la capa o capas inferiores es una ventaja en cuanto que la capa o capas formadas mediante pirólisis de llama pueden estar formadas en una atmosfera ambiente que no necesita estar a una presión menor que la atmosférica (por ejemplo, en oposición a la pulverización catódica que se forma normalmente en una cámara a baja presión inferior a la atmosférica) . Por lo tanto, no es necesario utilizar los sistemas de pulverización catódica caros u otros de deposición a baja presión para formar esta capa o capas concretas. Además, otra ventaja de ejemplo es que se ha descubierto una capa inferior depositada mediante pirólisis de llama para mejorar aún más la resistencia al grabado del artículo recubierto mediante la eliminación o reducción química u otros defectos en la superficie del vidrio. En concreto, se cree que la capa inferior depositada por pirólisis de llama elimina o reduce los defectos químicos en la superficie sobre la que se dispone directamente la capa antigrabado. Estos defectos pueden conllevar defectos en el crecimiento de la capa antigrabado (2) que pueden ser puntos débiles más susceptibles al ataque de los agentes de grabado. Por tanto, la eliminación o reducción de dichos defectos con el uso de la capa inferior depositada por pirólisis de llama es una ventaja puesto que la resistencia al grabado se puede mejorar de modo sorprendente. [0013] En determinados modos de realización de ejemplo, la capa antigrabado puede disponerse sobre el sustrato de vidrio, junto con una capa superpuesta resistente al rayado que es de, o incluye, carbono tipo diamante (DLC) . La capa antigrabado puede incluir o ser de cualquier otro material adecuado, como el material o materiales descritos en el presente documento. [0014] La capa o capas antigrabado comprenden o consisten esencialmente de oxicarburo de circonio y además pueden comprender oxicarburo de circonio hidrogenado, oxicarburo de estaño u oxicarburo de estaño hidrogenado. La capa o capas inferiores comprenden o consisten esencialmente de óxido de silicio y también pueden comprender nitruro de silicio. [0015] En otros modos de realización, se proporciona un artículo recubierto que comprende un sustrato; una capa inferior que comprende óxido de silicio sobre el sustrato; y una capa antigrabado que comprende al menos un material seleccionado del grupo que consiste de: oxicarburo de circonio, oxicarburo de estaño, óxido de indio y óxido de cerio; y en el que la capa antigrabado está sobre el sustrato encima de al menos una capa inferior que comprende óxido de silicio, y en el que la capa antigrabado es resistente a al menos algunos agentes de grabado de vidrio a base de fluoruro.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La FIGURA 1 es una vista en sección transversal de un artículo recubierto. [0017] La FIGURA 2 es una vista en sección transversal de un artículo recubierto... [Seguir leyendo]

1. Un método de fabricación de un artículo recubierto, el método que consiste en: producir un sustrato de vidrio;

utilizar pirólisis de llama para depositar al menos una capa sobre el sustrato de vidrio; y formar una capa antigrabado encima del sustrato de vidrio sobre la capa depositada por pirólisis de llama, en la que la pirólisis de llama se utiliza para depositar una capa que comprende óxido de silicio sobre el sustrato de vidrio, y en la que la pirólisis de llama utiliza gas TEOS que se introduce al menos en un quemador para depositar la capa que comprende óxido de silicio y donde el artículo recubierto es una ventana, en la que la capa antigrabado comprende oxicarburo de circonio.

2. El método de la reivindicación 1, en el que la capa de óxido de silicio está en contacto directo con el sustrato de vidrio.

3. El método de la reivindicación 1, en el que la pirólisis de llama se ejecuta a presión atmosférica.

4. El método de la reivindicación 1, en el que el artículo recubierto presenta una transmisión visible de al menos aproximadamente el 50%.

5. El método de la reivindicación 1, en el que la capa antigrabado es resistente a la corrosión 20 por agentes de grabado que contienen fluoruro.

6. El método de la reivindicación 1, en el que la capa antigrabado es de al menos 250 nm (2500 Å) de grosor.