BR112015004453B1

BR112015004453B1 - compósito compreendendo camada refletora

Info

Publication number: BR112015004453B1
Application number: BR112015004453-0A
Authority: BR
Inventors: François Guillemot; Nicolas Chemin
Original assignee: Saint-Gobain Glass France
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2021-03-16
Also published as: EP2892720B1; JP2015533759A; WO2014037679A1; IN2015DN01364A; JP6463679B2; CN104602910A; FR2995245A1; KR102159989B1; US20150226889A1; PL2892720T3; KR20150055615A; EP2892720A1; FR2995245B1; BR112015004453A2; CN104602910B; MX2015002810A

Abstract

“COMPÓSITO COMPREENDENDO CAMADA REFLETORA” A invenção refere-se a um compósito (1) que compreende sucessivamente: - um substrato transparente (2), - uma camada transparente (3) em que pelo menos uma parte da superfície é texturizada, dimensões características das texturizações compreendidas entre 10 nm e 100 µm, e revestida por uma camada refletora (4).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a uma vidraça decorativa em que pelomenos uma parte da superfície é texturizada e diretamente revestida por uma camada refletora.

[0002] O objetivo da invenção é colocar à disposição elementos decorativosde arranjo interior-exterior que apresentam uma primeira face (anterior) exterior lisa e de fácil limpeza, mas de baixa riscagem (folha de vidro ou equivalente), e uma segunda face (posterior) que apresenta uma textura de geometria selecionada e dotada de um revestimento refletor, que produz um aspecto decorativo visível do lado da primeira face desses elementos de arranjo. Os mesmos podem ser folhas ou ladrilhos de vidro, material plástico ou uma chapa de cerâmica de vidro clara ornamentada, utilizável no arranjo interior e exterior (balcão de cozinha, mobiliário...), eletrodomésticos...

[0003] Até agora, os pares de textura/camada refletora são limitados pelasescalas e as formas de texturas prontamente disponíveis, isto é, pelo método de texturização. Para aqueles obtidos por laminação a quente, as escalas são maiores que algumas centenas de mícrons, e para o vidro acetinado, a forma e a escala das texturas (150 μm de período) são fixadas pelo mecanismo de ataque químico do vidro (por exemplo, 10 μm de altura de acordo com a duração do ataque).

[0004] Os inventores se atribuem o objetivo de realizar compósitos em folhas em que as superfícies possam ser de dimensões relativamente importantes, não limitadas, da ordem do metro quadrado ou mais, em que uma superfície exterior é constituída por uma folha de vidro ou equivalente e em que o aspecto se dá por uma textura de 10 nm a 100 μm, perfeitamente controlável por pelo menos uma parte da superfície dos compósitos, e recoberta por uma camada refletora. Quando a mesma é uma metalização, a textura controlável, e igualmente reprodutível, permite fornecer a uma vidraça um aspecto tão complexo quanto aqueles do aço inoxidável ou do alumínio escovado ou polido. Portanto, criam-se mesas ou outros móveis, ladrilhos de revestimento de parede... com efeitos decorativos.

[0005] Esse objetivo foi alcançado pela invenção que tem, como consequência, por objetivo, um compósito que compreende sucessivamente:- um substrato transparente,- uma camada transparente em que pelo menos uma parte da superfície é texturizada, as dimensões características das texturizações compreendem entre 10 nm e 100 μm e revestem uma camada refletora.

[0006] A invenção explora, portanto, as técnicas mais recentes de formaçãode uma texturização sobre uma camada deformável, que serão descritas em mais detalhes no que se segue, e que permitem a formação dos padrões em relevo das formas perfeitamente definidas e dimensões tão pequenas quanto 10 nm ou mais. A superfície texturizada da camada transparente é, portanto, à vontade, pedida ou não, ou também a duplicação perfeita de qualquer “superfície mãe”, qualquer que seja o material. Ao se olhar para o lado do substrato transparente oposto à dita camada transparente, observa-se, portanto, a aparência de uma superfície de tal material, ou qualquer o efeito decorativo buscado.

[0007] De acordo com outras características preferenciais do compósito da invenção:- as dimensões características das texturizações são no máximo iguais a 30 μm, e,- por ordem de preferência crescente, no mínimo iguais a 50, 100 e 500 nm; o alumínio e o aço inoxidável escovado, ou polido, podem, por exemplo, ser descritos pelos padrões de 1 a 2 μm de profundidade e 10 a 20 μm de passo;- o substrato transparente é selecionado dentre um material vítreo (vidro sodocálcico, plano, eventualmente temperado, boro silicato...), uma cerâmica de vidro notavelmente clara e um material de polímero (transparente) como policarbonato, poli(met)acrilato de metila, poliestireno, poli(cloreto de vinila), poliamida, polietileno, polipropileno, sozinhos ou em misturas ou copolímeros de diversos entre os mesmos, resina de ionômero...; quando o mesmo é um material de polímero, o mesmo pode ser fornecido na face oposta à dita camada transparente, de um revestimento resistente a riscagens, como polissiloxano ou equivalente;- a camada texturizada é de um material termicamente reticulável, notavelmente um material sol-gel, que apresenta a vantagem de conduzir às camadas com forte teor inorgânico que podem suportar um método de têmpera de uma folha de vidro (que constitui o substrato); pode-se citar a sílica, o óxido de titânio, zinco, alumínio, sozinhos ou em uma mistura de diversos dos mesmos; um sol de sílica é obtido, de modo vantajoso, por hidrólise de um sol-gel precursor, preferencialmente o metiletóxisilano; é importante controlar as condições de elaboração da solução sol-gel de modo que a camada fique deformável ao longo do método;- a camada texturizada é de um material reticulável por UV;- a camada texturizada tem uma matriz de polímero termoplástico; se pode citar o poli(metacrilato de metila), o poliestireno, o policarbonato, o poli(cloreto de vinila), a poliamida, o polietileno, o polipropileno, sozinhos ou em misturas ou copolímeros de diversos dos mesmos;- a camada refletorao é opaca ouo transparente;o compreende um metal como prata, alumínio e/ou um óxido de alto índice como TiO2, ZrO2 e/ouuma pintura; em uma modalidade conforme a da invenção, a camada refletora pode ser uma película plástica texturizada, metalizada ou pintada sobre uma face e dotada de uma camada adesiva sobre a outra face, para adesão ao substrato transparente;o tem um índice de refração real no comprimento de onda de 600 nm no mínimo igual a 1,8;- a camada refletora é recoberta por uma camada de proteção; sendo que esta pode ser igualmente opaca ou transparente, e consiste, por exemplo, em uma pintura orgânica e/ou mineral;- uma parte da superfície da dita camada transparente não é texturizada e revestida por uma camada refletora; em tal variante, a função de refletir coexiste, portanto com a função decorativa que é o objetivo da invenção.

[0008] O compósito descrito acima pode ser fabricado de acordo com vários métodos.

[0009] Um primeiro método compreende: - o depósito de uma camada deformável - precursor da dita camada transparente em que pelo menos uma parte da superfície é texturizada em um substrato transparente, - a colocação em contato de tal camada deformável com a face texturizada de um tampão filha (“tampon fille”), - a introdução em um bolso em material não permeável de substrato revestido e do tampão filha, - a introdução do bolso e do conteúdo do mesmo em uma câmara hermética, - a evacuação do ar da câmara acima até uma pressão no máximo igual a 50.000 Pascal (0,5 bar), - a vedação do bolso antes da reintrodução de ar na câmara, - a introdução do bolso vedado e do conteúdo do mesmo em uma autoclave, - a aplicação de uma pressão compreendida entre 50.000 pascal (0,5 bar) e 800.000 Pascal (8 bar) e de uma temperatura compreendida entre 25 e 400 °C durante 15 minutos a várias horas, - a abertura do bolso e, em seguida - a separação do substrato e do tampão filha.

[0010] A texturização formada de acordo com o presente método é dedimensões compreendidas entre 10 nm e 100 μm (profundidade dos vales, altura das saliências, largura/diâmetro das saliências, largura dos vales...), de fato até valores de vários centímetros: “parede” de 10 μm X 10 μm X 4 cm.

[0011] A forma da texturização é suscetível de ser formada, por esse método, pelas superfícies da ordem do metro quadrado no mínimo, até dimensões da folha de vidro dita Flutuação de Largura Total (PLF), isto é, notavelmente 3 m X 6m.

[0012] Os métodos de depósito da camada deformável no substrato transparente não são limitantes. Usa-se um depósito por via líquida (revestimento laminar, pulverização - revestimento por spray -, têmpera - revestimento por imersão - e rotação - revestimento por giro -). Em um revestimento laminar, os líquidos precursores da camada deformável formam, em repouso, um menisco suspenso por uma ranhura da qual os mesmos são extraídos por deslocamento dessa ranhura em posição transversal acima do substrato.

[0013] O tampão filha é chamado assim porque resulta da moldagem dopróprio material por uma relação com um mestre. Seu material texturizado pode ser de polímero.

[0014] O material do bolso não é permeável a ar.

[0015] O ar da câmara é evacuado até uma pressão no máximo igual a50.000 pascal (0,5 bar) ou, por ordem de preferência crescente, de 500.000 micropascal (5 mbar), 200.000 micropascal (2 mbar) e 100.000 micropascal (1 mbar). Por exemplo, o ar da câmara é evacuado durante quinze minutos até atingir uma pressão da ordem de 50.000 pascal (0,5 bar). A bolsa é hermeticamente vedada antes de reintroduzir o ar na câmara.

[0016] O bolso vedado é então colocado em uma autoclave que permitirá aaplicação de uma pressão compreendida entre 50.000 pascal (0,5 bar) e 800.000 pascal (8 bar) e uma temperatura compreendida entre 25 e 400 °C. O tratamento na autoclave pode ser compreendido entre 15 minutos e várias horas. Esses parâmetros devem ser ajustados em função da natureza da camada deformável. O objetivo é, aqui, pressionar o tampão filha contra a camada inicialmente deformável, sol-gel ou outra, enquanto a reticulação torna a mesma indeformável. Desse modo, se imprime e se fixa o padrão registrado na superfície do tampão filha na camada depositada na superfície do substrato. A etapa de vedação e de evacuação do ar é necessária para permitir a transmissão da pressão do fluido para o tampão.

[0017] Na saída da autoclave, o bolso é perfurado anteriormente à sua abertura e o tampão filha é retirado da superfície do substrato. A camada pode, então, ser exposta a um novo tratamento térmico para a densificação, a cristalização (TiO2, ZnO) e melhoramento das propriedades mecânicas da mesma e/ou aproveitar natureza hidrófila/hidrofóbica de sua superfície.

[0018] Esse método não necessita de aparelhagem específica (um sistemade colocação do bolso do mesmo e uma autoclave). O mesmo é compatível com os dispositivos usados atualmente na indústria de vidros, notavelmente para a laminação de para-brisas ou ainda para a técnica de fabricação de vidraça, como laminado que integra uma película de cristal líquido, do tipo comercializado pela sociedade Saint-Gobain Glass sob a marca registrada Privalite®.

[0019] Na medida em que o método envolve apenas as ferramentas jádesenvolvidas nas linhas industriais, esse método parece facilmente industrializável e compatível com o tratamento de vidraça de grande porte.

[0020] Esse método é compatível com a utilização de tampões de baixocusto como as folhas de polímero texturizadas (produzidas notavelmente por rolo-a- rolo). Na medida em que o tampão não é destruído no curso do método, o mesmo pode ser reutilizado várias vezes.

[0021] De modo vantajoso, a face texturizada do tampão filha é permeávelao ar. A colocação em contato no momento da etapa de vedação não necessita, portanto, de precaução particular para evitar a captura de bolhas de ar entre o substrato revestido e o tampão. Esse pode ser constituído por um polímero de elastômero (do tipo PDMS, EVA, epóxi) ou vítreo ou por um copolímero.

[0022] Em uma variante preferencial desse método, a face texturizada dotampão filha é um material de polímero ou híbrido orgânico (polímero) - inorgânico, e a temperatura na autoclave é sucessivamente elevada a uma temperatura superior, e então inferior à temperatura de transição vítrea desse material de polímero, ou inversamente; essa disposição permite controlar precisamente o comportamento mecânico do tampão e aperfeiçoar o contato entre o tampão e o substrato revestido, assim como a qualidade da replicação das estruturas.

[0023] De acordo com um segundo método, a camada transparente é texturizada pela implantação de um elemento giratório, conforme descrito no documento FR 2 893 610 (por exemplo, conforme um método “rolo para placa” - cilindro sobre substrato plano -).

[0024] A formação na camada (transparente) texturizada da camadarefletora é efetuada preferencialmente pela via líquida ou pulverização catódica.

[0025] A invenção é ilustrada pelo exemplo da modalidade a seguir, emreferência ao desenho único anexo que representa de modo esquemático um compósito de acordo com a invenção.

Exemplo

[0026] Descreve-se a duplicação de uma superfície de alumínio polido emuma camada de sílica sol-gel. Essa textura é definida por uma profundidade de 1 a 2 μm e um passo de 10 a 20 μm.

[0027] Um sol de sílica é preparado a partir de uma mistura de metil-tri-etóxi-silano (comercializado pela sociedade Sigma Aldrich)/ ácido acético (Prolabo) seguindo uma proporção de massa de 45/55. A solução é posta em agitação à temperatura ambiente durante 12 h.

[0028] Um tampão PDMS é feito por moldagem a partir de uma superfíciede alumínio polido descrita acima. A moldagem é feita fluindo-se uma mistura de 10:1 de dois componentes (elastômero: catalisador) de SYLGARD® 184 SILICONE ELASTOMER KIT comercializado por Dow Corning ao evacuar as bolhas de ar residuais a vácuo e então reticular o elastômero a 80 °C durante 4h.

[0029] O sol é depositado por revestimento por giro (2.000 rpm, 1 min) emum substrato de vidro de 2 mm de 10X10 cm2, comercializado pela sociedade Saint- Gobain Glass sob a marca registrada Planilux®, em que a superfície foi limpa anteriormente por polimento com Cerox®. A camada é seca por 5 minutos a 50 °C.

[0030] Após o depósito, a face texturizada do tampão PDMS é posta emcontato com a camada de sílica sol-gel. De modo a evacuar essas bolhas de ar que arriscam comprometer o contato entre a camada e a máscara, as amostras são colocadas em um bolso de vedação e instaladas em uma câmara hermética que é evacuada até um vácuo de 50.000 micropascal (0,5 mbar). Ao final dos 20 minutos, o bolso é vedado por termocolagem.

[0031] Em seguida, as amostras são postas na autoclave em que as mesmas são submetidas simultaneamente a uma elevação de temperatura a até 110 °C e a uma pressão de até 175.000 pascal (1,75 bar) (5 min a 20 °C, que sobe para 60 °C em 5 min, se mantém a 60 °C durante 10 min, sobe para 110 °C em 5 min, se mantém a 110 °C durante 20 min e cai para 35 °C em 15 min; se mantém entre 0 e 175.000 pascal (0 e 1,75 bar) durante 5 min, se mantém em 175.000 pascal (1,75 bar) durante 40 min, cai para 0 pascal (0 bar) em 15 min). Ao sair da autoclave, as amostras são retiradas do molde a frio.

[0032] A transferência do padrão da camada de sílica sol-gel é caracterizada por AFM. Os padrões obtidos são similares àqueles do tampão.

[0033] Por esse método, a mesma duplicação pode ser efetuada em uma camada termoplástica, como a de poli(metacrilato de metila), uma camada híbrida termoplástico-mineral como a de poli(metacrilato de metila)-SiO2.

[0034] Depositam-se dois tipos de camadas refletoras nas amostras de vidro dotadas da própria camada de sílica texturizada constituída desse modo.

[0035] Um primeiro tipo de camada refletora é uma camada de prata depositada de acordo com o modo de operação abaixo: - proteção da face não texturizada com uma película adesiva antiácida; - diluição das soluções de prateação (soluções diluídas fornecidas pela sociedade DR.- ING. SCHMITT, GMBH Dieselstr. 16, 64807 Dieburg / ALEMANHA) em que: - 42 μl de Miraflex® 1200 em uma ampola de 250 cm3 (sol n°1) - 125 μl de Miraflex® PD em uma ampola de 250 cm3 (sol n°2) - 6 ml de Miraflex® RV em uma ampola de 250 cm3 (sol n°3) - 6 ml de Miraflex® S em uma ampola de 250 cm3 (sol n°4) - colocação de um substrato em vidro em um recipiente no qual se verte o conteúdo da solução n°1 (diretamente no vidro) (que contém os íons Sn2+ e Sn4+); - agitação durante 1 min após enxague em água destilada; - colocação do substrato de vidro em um segundo recipiente cujo verso contém a solução n°2 (diretamente sobre o vidro) (que contém os íons Pd2+); - agitação durante 1 min após enxague com água destilada; - colocação do substrato de vidro em um último recipiente em que se verte (após o início do cronômetro) o conteúdo de soluções n°3 e 4 (não diretamente sobre o vidro) (que contém o nitrato de prata e um redutor). - agitação durante 30 segundos após enxague com água destilada; - colocação do substrato de vidro no primeiro recipiente e agitação durante 1 min; - enxague com água destilada.

[0036] A camada de prata, portanto, é produzia em uma espessura de aproximadamente 80 nm.

[0037] Um segundo tipo de camada refletora é uma camada TiO2depositada, como a camada de prata, sobre a superfície texturizada de sílica, por pulverização catódica auxiliada por magnetrão, com TiO2 alvo, uma mistura de gás Ar/ (Ar + O2) a 30 % e uma pressão de depósito de 210 micropascal (2,10-3 mbar).

[0038] A camada de prata ou de TiO2 é em seguida coberta por umacamada de cerca de 50 μm de espessura de pintura do tipo alquídica de marca Fenzi, aplicada por pulverização seguida por cozimento durante 15 minutos a 180 °C.

[0039] Em referência à única figura anexa, se obteve, portanto, umcompósito 1 constituído, sucessivamente, pela folha de vidro 2, pela camada de sílica texturizada 3, pela camada refletora 4 e pela camada protetora 5. Do lado da face livre da folha de vidro 2, se observa a textura de alumínio polido do par de camada de sílica texturizada 3 - camada refletora 4. Qualquer textura, qualquer aspecto decorativo correspondente, podem ser obtidos de acordo com a invenção.

Claims

1. Compósito (1), caracterizado pelo fato de que compreende sucessivamente:- um substrato transparente (2),- uma camada transparente (3) que tem uma matriz de polímero termoplástica de poli(metacrilato de metila), poliestireno, policarbonato, poli(cloreto de vinila), poliamida, polietileno, polipropileno, sozinhos ou em misturas ou copolímeros de diversos entre os mesmos, da qual pelo menos uma parte da superfície é texturizada, dimensões características das texturizações compreendidas entre 10 nm e 100 μm, e revestida por uma camada refletora (4) que compreende um metal e/ou um óxido de alto índice e/ou uma pintura, que é coberta por uma camada de proteção (5) opaca que consiste de uma pintura orgânica e/ou mineral.

2. Compósito (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as dimensões características das texturizações são no máximo iguais a 30 μm.

3. Compósito (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as dimensões características das texturizações são no mínimo iguais a 50 nm.

4. Compósito (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que as dimensões características das texturizações são no mínimo iguais a 100 nm.

5. Compósito (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que as dimensões características das texturizações são no mínimo iguais a 500 nm.

6. Compósito (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o substrato transparente (2) é selecionado dentre um material vítreo, uma cerâmica de vidro e um material de polímero.

7. Compósito (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a camada refletora (4) é opaca.

8. Compósito (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a camada refletora (4) é transparente.

9. Compósito (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a camada refletora (4) compreende um metal tal como prata, alumínio e/ou um óxido de alto índice tal como TiO2, ZrO2 e/ou uma pintura.

10. Compósito (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a camada refletora (4) tem um índice de refração real com o comprimento de onda de 600 nm no mínimo igual a 1,8.

11. Compósito (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que uma parte da superfície da dita camada transparente (3) não é texturizada e revestida por uma camada refletora (4).