ES2329989T3 - Pulido del carbono tipo diamante (dlc) para mejorar la resistencia al rayado. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de fabricación de un artículo revestido, comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas: depositar una capa o un revestimiento (3) que incluye carbono tipo diamante (DLC) sobre un sustrato (1); y a continuación pulir mecánicamente la capa o el revestimiento (3) que incluye DLC hasta un grado en el que la resistencia al rayado (SR) de la capa o del revestimiento (3) mejora por lo menos en un 3%.
Description
Pulido del carbono tipo diamante (DLC) para
mejorar la resistencia al rayado.
Esta invención se refiere a un procedimiento de
pulido de una capa que incluye carbono tipo diamante (DLC) para
mejorar la resistencia al reyado (SR) de la misma, y al artículo
revestido resultante. La capa que incluye DLC puede proporcionarse
directamente en un sustrato (por ejemplo, un sustrato de vidrio o
plástico) o, de manera alternativa, en el sustrato sobre la parte
superior de otro sistema de revestimiento o capa como, por ejemplo,
un sistema de revestimiento de baja E (baja emisividad).
Es conocido el hecho de proporcionar
revestimientos que incluyen carbono tipo diamante (DLC) en sustratos
con fines relacionados con la resistencia al rayado. Por ejemplo,
véanse las patentes US nº^{s} 6.303.226 y 6.277.480
pertenecientes a un mismo titular, cuya descripción se incorpora así
a la presente por referencia. Los revestimientos que incluyen DLC
de las patentes anteriormente indicadas proporcionan buenas
características de resistencia al rayado (SR). Sin embargo, a este
respecto en algunos casos puede haber margen de mejora.
El documento WO 01/81261 A1 divulga un
procedimiento para la fabricación de un artículo revestido que
comprende una capa de revestimiento que incluye carbono tipo
diamante (DLC). La superficie del sustrato se desbasta por ejemplo
mediante el chorro de arena o frotamiento, para mejorar las
propiedades hidrofóbicas de la capa DLC.
El documento WO 01/62577 describe un
procedimiento de fabricación de un artículo revestido, que está
provisto de un revestimiento de carbono tipo diamante. Este
documento aborda la mejora de las propiedades hidrofóbicas para el
revestimiento, sin embargo, no se mencionan ningunos tratamientos
superficiales de la capa que incluye DLC.
El documento US 6.280.834 B1 divulgó la
aplicación de un compuesto FAS sobre una capa que incluye DLC para
incrementar el ángulo de contacto inicial del artículo revestido. En
el documento US'834 no se describe ni se insinúa ningún tratamiento
mecánico de la capa que incluye DLC.
A la vista de lo anteriormente indicado, en
determinados casos en la técnica puede existir la necesidad de una
técnica para una mejora adicional de las características de la
resistencia al rayado (SR) de un revestimiento (por ejemplo, un
revestimiento que incluye por lo menos una capa que incluye
DLC).
Es un objetivo de diferentes modos de
realización de esta invención cumplir con alguna(s)
necesidad(es) o todas las necesidades de la técnica
anteriormente descritas, y/u otra(s) necesidad(es) que
se pondrán de manifiesto para el experto en la materia una vez dada
la siguiente descripción.
Un objetivo de esta invención es proporcionar un
artículo revestido durable que pueda utilizarse en aplicaciones
como, por ejemplo, las ventanas de los automóviles (por ejemplo, los
parabrisas, las ventanas laterales o las lunetas traseras de los
automóviles), tableros de mesa, ventanas arquitectónicas,
ventanas/puerta de duchas de baño, azulejos de cerámica revestidos,
y similares.
Otro objetivo de esta invención es proporcionar
un artículo revestido tan durable con buenas características de
resistencia al rayado (SR).
Otro objetivo de esta invención es proporcionar
un procedimiento de fabricación de un sistema de capa(s) o
revestimiento que incluya carbono tipo diamante (DLC) de manera que
se puedan mejorar las características de SR del sistema de
revestimiento o de capa(s). El sistema de capa(s) o el
revestimiento que incluye DLC puede ser hidrofóbico, hidrofílico, o
ninguno de los dos en diferentes modos de realización de esta
invención.
Todavía otro objetivo de esta invención es
cumplir con uno o más de los objetivos y/o necesidades anteriormente
indicados.
En determinados modos de realización a título de
ejemplo de esta invención, uno o más de los objetivos y/o
necesidades anteriormente indicados es alcanzado/son alcanzados
proporcionando un procedimiento de fabricación de un artículo
revestido, comprendiendo el procedimiento:
- depositar un revestimiento que incluye carbono tipo diamante (DLC) en un sustrato; y posteriormente pulir mecánicamente el revestimiento que incluye DLC hasta un grado en el que la resistencia al rayado del revestimiento mejore por lo menos en un 3%.
La Figura 1(a) es una vista en sección
lateral de un artículo revestido fabricado de acuerdo con un modo de
realización de esta invención.
La Figura 1(b) es una vista en sección
lateral de un artículo revestido fabricado de acuerdo con otro modo
de realización de esta invención.
La Figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra
determinadas etapas que tienen lugar en la fabricación de un
artículo revestido de acuerdo con determinados modos de realización
de esta invención.
La Figura 3 es una vista en perspectiva de una
fuente de haz de iones lineal que puede utilizarse en cualquier
modo de realización de esta invención para la deposición de
la(s) capa(s) que incluye(n) DLC.
La Figura 4 es una vista en sección de la fuente
de haz de iones lineal de la Figura 3.
Haciendo referencia a continuación más
concretamente a los dibujos adjuntos en los que números de
referencia similares indican elementos similares a lo largo de
todas las vistas adjuntas.
La presente invención se refiere a un
procedimiento/una técnica para el pulido de un artículo revestido
para mejorar las características de resistencia al rayado (SR) del
mismo. Sorprendentemente, se ha descubierto que al pulir un
revestimiento (por ejemplo, un revestimiento que incluya una o más
capas que incluyen DLC) mejora las características de SR del mismo.
Dado que el DLC es un revestimiento duro muchas veces utilizado por
razones de durabilidad, una mejora de las características de SR de
una capa que incluye DLC es una mejora significativa deseada en la
técnica.
La Figura 1(a) es una vista en sección
lateral de un artículo revestido fabricado de acuerdo con un modo de
realización de esta invención, en el que se dispone una(s)
capa(s) 3 que incluyen carbono tipo diamante (DLC)
directamente en el sustrato 1 y en contacto con el mismo. El
sustrato 1 puede ser de vidrio, plástico, cerámica o similares en
diferentes modos de realización de esta invención. En determinados
modos de realización, la capa 3 que incluye DLC incluye por lo
menos una cantidad de carbono amorfo altamente tetraédrico
(ta-C). El carbono amorfo altamente tetraédrico
(ta-C) forma enlaces carbono-carbono
sp^{3} y es una forma especial de carbono tipo diamante (DLC). La
capa 3 puede estar hidrogenada en determinados modos de realización
a título de ejemplo de esta invención (es decir,
ta-C:H). En determinados modos de realización, la
capa 3 que incluye DLC puede estar dopada (por ejemplo, con Si, B,
P, F y/o similares).
En general, la capa 3 que incluye DLC
proporciona durabilidad (por ejemplo, resistencia al reyado). En
diferentes modos de realización de esta invención, la capa 3 que
incluye DLC puede ser hidrofóbica (es decir, ángulo de contacto
\theta alto), hidrofílico (ángulo de contacto 8 bajo), o ninguno
de los dos. En modos de realización hidrofóbicos, el artículo
revestido puede tener un ángulo de contacto \theta de por lo menos
aproximadamente 80 grados, más preferentemente de por lo menos
aproximadamente 100 grados; mientras que en modos de realización
hidrofílicos, el artículo revestido puede tener un ángulo de
contacto \theta menor o igual que aproximadamente 15 grados, más
preferentemente menor o igual que aproximadamente 10 grados
(inicialmente o en otro momento).
La capa 3 que incluye DLC puede depositarse en
el sustrato 1 de cualquier manera adecuada. Por ejemplo, y sin
limitación alguna, la capa 3 que incluye DLC puede depositarse en el
sustrato 1 por aplicación de un haz de iones de cualquiera de las
maneras descritas en cualquiera de las patentes US nº^{s}
6.280.834, 6.303.226, 6.277.480, 6.303.225 ó 6.273.488
pertenecientes a un mismo titular, todas ellas se incorporan así a
la presente por referencia. En determinados modos de realización a
título de ejemplo, la(s) capa(s) 3 que
incluye(n) DLC puede(n) depositarse en el sustrato 1
por aplicación de un haz de iones utilizando por lo menos
un(os) gas(es) precursor(es) o de materia
prima o como C_{2}H_{2} (acetileno), TMS (tetrametilsilano) u
otro(s) gas(es) adecuado(s). En determinados
modos de realización, el gas y/o la distribución de gas pueden
variar a lo largo de toda la deposición por haz de iones de la capa
3 de manera que la capa 3 presenta diferentes características (por
ejemplo, densidad, dureza, etc.) en diferentes puntos de su grosor.
En determinados modos de realización a título de ejemplo de esta
invención, la capa 3 puede presentar una dureza media (medida por
medio de una técnica de medición de la dureza por nanoindentación)
de por lo menos 10 GPa, más preferentemente de por lo menos 20 GPa,
y lo más preferentemente de por lo menos 40 GPa.
La capa 3 que incluye DLC puede ser de
aproximadamente 5-250 \ring{A}ngstroms
(\ring{A}) de grosor en determinados modos de realización de esta
invención, más preferentemente de aproximadamente
10-200 \ring{A} de grosor, y lo más
preferentemente de aproximadamente 10-100 \ring{A}
de grosor. Debido a que el pulido (a ser descrito al detalle a
continuación) mejora la resistencia al rayado (SR) de la capa 3, la
capa 3 puede hacerse más fina de lo que normalmente es posible al
tiempo que se obtiene la misma dureza total y/o SR; y debido a que
la capa 3 es más fina puede incrementarse la transmisión visible del
artículo de revestimiento resultante lo cual es deseable en
determinados modos de realización de esta invención.
En determinados modos de realización, la capa 3
que incluye DLC puede presentar una distribución aproximadamente
uniforme de los enlaces carbono-carbono sp^{3} a
lo largo de una gran parte de su grosor, de manera que gran
cantidad de la capa 3 tiene aproximadamente la misma densidad. En
otros modos de realización, la distribución de los enlaces
carbono-carbono sp^{3} puede variar a lo largo de
todo el grosor de la capa 3 (por ejemplo, cuando se
utiliza(n) un(os) gas(es) diferente(s)
y/o energías diferentes en la deposición por haz de iones de
diferentes partes de la capa). En determinados modos de realización
a título de ejemplo de esta invención, en la capa 3 que incluye DLC
por lo menos aproximadamente el 40% (más preferentemente por lo
menos aproximadamente el 60%, y lo más preferentemente por lo menos
aproximadamente el 80%) de los enlaces
carbono-carbono son del tipo
carbono-carbono sp^{3} (a diferencia de, por
ejemplo, los enlaces de tipo carbono-carbono
sp^{2}). De esta manera, en determinados modos de realización
preferidos, la capa 3 tiene más enlaces del tipo
carbono-carbono sp^{3} que del tipo
carbono-carbono sp^{2}. En determinados modos de
realización de esta invención, la capa 3 que incluye DLC tiene una
densidad de aproximadamente 2,4 a 3,4 gm/cm^{3}, más
preferentemente de 2,7 a 3,0 gm/cm^{3}.
La Figura 1(b) es una vista en sección de
un artículo revestido fabricado de acuerdo con otro modo de
realización de esta invención. Mientras que Fig. 1 (a) ilustra la
capa 3 que incluye DLC depositada directamente sobre el sustrato 1
y en contacto con el mismo, el modo de realización de la Figura
1(b) ilustra una capa 3 que incluye DLC depositada/formada
en el sustrato 1 pero sobre otro revestimiento 4 que incluye una o
más capas; por lo demás, los modos de realización son iguales.
En el modo de realización de la Figura
1(b), la(s) capa(s) intermedia(s) 4
puede(n) ser de o puede(n) incluir, por ejemplo,
cualquiera de entre nitruro de silicio, óxido de silicio, una capa o
un sistema de capa reflectante de rayos infrarrojos (IR), una capa
o un sistema de capa reflectante de rayos ultravioleta (UV),
otra(s) capa(s) que incluye(n) DLC, o
cualquier otro tipo de capa(s) deseada(s). En este
modo de realización, hay que indicar que la capa 3 está todavía
"en" y "soportada por" el sustrato 1, y que el
revestimiento incluye ahora tanto la capa 3 como la(s)
capa(s) 4. Se muestran y/o se describen revestimientos/capas
a título de ejemplo que pueden utilizarse como
revestimiento(s)/capa(s) 4 de baja E o de otros tipos
en cualquiera de las patentes US nº^{s} 5.837.108, 5.800.933,
5.770.321, 5.557.462, 5.514.476, 5.425.861, 5.344.718, 5.376.455,
5.298.048, 5.242.560, 5.229.194, 5.188.887 y 4.960.645, todas ellas
se incorporan así a la presente por referencia. Los revestimientos
4 de control solar o de baja E de estas patentes pueden depositarse
en el sustrato 1 por pulverización iónica, y a continuación
la(s) capa(s) 3 que incluye(n) DLC
puede(n) depositarse en el sustrato 1 sobre la(s)
capa(s) 4 por aplicación de un haz de iones. Cada una de
estas patentes divulga por lo menos un sistema de capa o
revestimiento reflectante de IR que incluye una capa reflectante de
IR como Ag, NiCr o similares. De esta manera, por ejemplo y, sin
limitación alguna, el revestimiento 4 puede comprender por lo menos
una capa de Ag, una capa de NiCr y/o una capa dieléctrica como
nitruro de
silicio.
silicio.
En cada uno de los modos de realización de Fig.
1(a)-(b), el artículo revestido resultante tiene una
transmisividad de la luz visible de por lo menos aproximadamente un
30%, más preferentemente de por lo menos aproximadamente un 65%,
incluso más preferentemente de por lo menos aproximadamente un 70%,
y lo más preferentemente tiene una transmisividad de la luz visible
de por lo menos aproximadamente un 75%. De manera similar, la capa 3
tiene un grosor de manera que tiene preferentemente una
transmisividad de la luz visible de por lo menos aproximadamente un
70%, más preferentemente de por lo menos aproximadamente un 80% y lo
más preferentemente tiene una transmisividad de la luz visible de
por lo menos aproximadamente un 90%.
Las Figuras 3-4 ilustran una
fuente de haz de iones 25 lineal o directa a título de ejemplo que
puede utilizarse para depositar la capa 3, limpiar o fresar por haz
de iones un sustrato, o tratar superficialmente con plasma un
revestimiento que incluye DLC con H y/o F de acuerdo con diferentes
modos de realización de esta invención. La fuente de haz de iones
25 incluye una entrada 26 de gas/potencia, un ánodo 27, una porción
de imán catódico 28 con puesta a tierra, unos polos de imán 29 y
unos aislantes 30. Para la fuente 25, en algunos modos de
realización puede utilizarse un suministro de energía de 3 kV DC. La
deposición de iones de fuente lineal permite una deposición
considerablemente uniforme de la capa 3 en lo que respecta a grosor
y a estequiometría. La fuente de haz de iones 25 esta basada en un
diseño de fuente de iones sin rejilla conocido. La fuente lineal
está compuesta por una carcasa lineal (que es el cátodo y está
puesta a tierra) dentro de la cual hay un ánodo concéntrico (que
tiene un potencial positivo). Esta geometría de cátodo-ánodo y campo
magnético 33 da lugar a una condición de deriva cerrada. La
configuración de campo magnético también da lugar a una capa anódica
que permite a la fuente de haz de iones lineal funcionar en
ausencia de un emisor de electrones. La fuente de iones de la capa
anódica también puede funcionar en un modo reactivo (por ejemplo,
con oxígeno y nitrógeno). La fuente incluye una caja metálica con
una hendidura en forma de pista de carreras como se muestra en las
Figuras 3-4. La caja hueca tiene potencial de
tierra. El electrodo anódico está situado dentro del cuerpo
catódico (aunque eléctricamente aislado) y está posicionado justo
debajo de la hendidura. El ánodo puede conectarse a un potencial
positivo de hasta 3.000 o más voltios (V). Ambos electrodos pueden
enfriarse con agua en determinados modos de realización. Los gases
precursores/de materia prima, descritos en la presente, son
alimentados a través de la cavidad que hay entre el ánodo y el
cátodo. El (los) gas(es) utilizado(s) determina la
estructura de la capa 3 resultante depositada en un sustrato 1
adyacente.
La fuente de iones lineal 25 también contiene un
sistema de laberinto que distribuye el gas precursor (por ejemplo,
dimetilsilano; acetileno, (es decir, C_{2}H_{2}); 3MS (es decir,
trimetilsilano); DMS (es decir,
dicloro-dimetilsilano); HMDSO (es decir,
hexametildisiloxano); TEOS (es decir, tetraetoxisilano), etc.) de
forma bastante uniforme a lo largo de su longitud antes de
expandirse en el espacio ánodo-cátodo internamente.
Entonces la energía eléctrica rompe el gas para producir un plasma
dentro de la fuente. Los iones se expulsan a energías del orden de
eVc-a/2 cuando el voltaje es Vc-a.
El haz de iones que emana de la hendidura es aproximadamente
uniforme en la dirección longitudinal y tiene un perfil Gaussiano en
la dirección transversal. Se muestran iones a título de ejemplo 34
en la Figura 4. Puede fabricarse una fuente de hasta una longitud de
entre 0,2 y 0,4 metros, aunque se prevén fuentes de diferentes
longitudes en diferentes modos de realización de esta invención.
Por último, la capa de electrones 35 que se muestra en la Figura 4
completa el circuito permitiendo de esa manera que la fuente de haz
de iones funcione correctamente.
En modos de realización alternativos de esta
invención, puede utilizarse un dispositivo o aparato de fuente de
haz de iones como se describe y se muestra en las Figs.
1-3 de la patente US nº 6.002.208 (se incorpora en
su totalidad así a la presente por referencia) para depositar/formar
una capa 3 que incluye DLC en el sustrato 1 de acuerdo con el modo
de realización de Fig. 1 o Fig. 2 de esta invención. Pueden
utilizarse uno o múltiples de dichos dispositivos de fuente de haz
de iones. En determinados modos de realización a título de ejemplo,
puede utilizarse una fuente de haz de iones (la misma que la
utilizada para depositar la capa 3, o una diferente) para el
fresado por haz de iones del sustrato 1 (por ejemplo, utilizando gas
Ar) previamente a la deposición de la capa 3.
Con relación a las Figuras 1 y
3-4, se procederá a describir un procedimiento a
título de ejemplo de deposición de una capa 3 en un sustrato 1 con
respecto al modo de realización de la Figura 1(a) de esta
invención. Este procedimiento tiene únicamente fines ilustrativos y
no pretende ser limitativo.
Previamente a la formación del sistema de
revestimiento 5 en el sustrato de vidrio 1, puede limpiarse o
fresarse la superficie superior del sustrato 1 por medio de una
primera fuente de haz de iones directa o lineal. Por ejemplo, puede
utilizarse una descarga luminosa en gas argón (Ar) o mezclas de
Ar/O_{2} (alternativamente plasma de CF_{4}) para eliminar
cualquier impureza de la superficie del sustrato. Dichas
interacciones son por naturaleza físico-químicas.
Este lavado crea radicales libres en la superficie del sustrato que
posteriormente pueden reaccionar con otros monómeros que den lugar
a superficies de sustrato con propiedades especializadas. La
potencia utilizada puede ser de entre 100-300
vatios. El sustrato 1 también puede lavarse, por ejemplo, mediante
un lavado por pulverización de iones del sustrato previamente a la
deposición propiamente dicha del sistema de revestimiento 5;
utilizando átomos de carbono y/u oxígeno a una energía iónica de
entre aproximadamente 800 y 1.200 eV, más preferentemente de
aproximadamente 1.000 eV.
Tras el lavado, el proceso de deposición empieza
utilizando una técnica de deposición por haz de iones lineal a
través de una segunda fuente de haz de iones como se muestra en las
Figs. 3-4, o en las Figs. 1-3 de la
patente '208; habiendo un transportador movido el sustrato 1 lavado
desde la primera fuente a una posición por debajo de la segunda
fuente. La segunda fuente de haz de iones funciona para depositar
una capa 3 que incluye DLC en un sustrato 1 cuando un gas, como por
lo menos C_{2}H_{2}, se alimenta a través de la fuente de
manera que la fuente expulse los iones necesarios para formar la
capa 3 en el sustrato 1. El gas de C_{2}H_{2} puede utilizarse
solo, o con otro(s) gas(es) (o en su lugar,
puede(n) utilizarse otro(s) gas(es) como etano,
metano, butano, ciclohexano y/o mezclas de los mismos). Se utiliza
gas de materia prima de acetileno (C_{2}H_{2}) en determinados
modos de realización para depositar la capa 3 para prevenir o
minimizar/reducir la polimerización, y/o para obtener una energía
adecuada para permitir a los iones penetrar la superficie del
sustrato 1 y subimplantarse en su interior. La ventana de energía
iónica óptima para la mayor parte de la capa 3 es de entre
aproximadamente 100-2.000 eV por ión de carbono. A
estas energías, el carbono de la capa 3 resultante emula el diamante
y se forman enlaces C-C sp^{3}.
Mientras se prefieren en determinados modos de
realización las técnicas de deposición por haz de iones directa, en
diferentes modos de realización pueden utilizarse otros
procedimientos de deposición. Por ejemplo, pueden utilizarse
técnicas de haz de iones por arco catódico filtrado al vacío para
depositar la capa 3.
A continuación, con relación a la Fig. 2, se ha
descubierto sorprendentemente que el pulido mecánico de una capa 3
que incluye DLC tras su deposición en un sustrato 1 (bien en el modo
de realización de la Fig. 1(a) o de la Fig. 1(b))
hace que el artículo revestido resultante presente una resistencia
al rayado (SR) mejorada. De esta manera, como se muestra en la Fig.
2 las etapas de acuerdo con la presente invención incluyen la
deposición de una capa 3 que incluye DLC sobre un sustrato 1 (ver
Fig. 1) en la etapa S1, y posteriormente el pulido de la capa 3 en
la etapa S2 que hace mejorar la SR.
Los ejemplos que a continuación se describen
ilustran que el pulido de la capa 3 que incluye DLC mejora las
características de SR del artículo revestido resultante. Cada uno de
los ejemplos que siguen a continuación se refiere al modo de
realización de la Fig. 1(a), donde la capa de DLC 3 fue
depositada por la aplicación de un haz de iones directamente en el
sustrato. Los Ejemplos 1, 2 y 3 utilizaron el pulido de la capa de
DLC 3 tras su deposición por haz de iones, mientras que los
Ejemplos comparativos 1a, 2a y 3a no utilizaron dicho pulido de la
capa de DLC 3 y por tanto presentaban características de SR menos
deseables. La resistencia al rayado (SR) de la tabla que sigue a
continuación fue medida para cada ejemplo como media de cinco
medidas diferentes, todas ellas tomadas a 72 grados F y con un 52%
de humedad en la habitación. La SR se midió en una escala de 1 a 7
tras intentar rayar el artículo revestido resultante con una pieza
de vidrio de sílice sodicocálcico, donde cuanto mayor era el valor
mayor era la resistencia al rayado de la capa 3 (es decir, SR: 1
significa fácilmente rayable, como es el caso del vidrio crudo; 6
significa bastante resistente al rayado; y 7 significa no rayable
con una pieza redonda de vidrio de sílice sodicocálcico). Las
medidas de SR fueron tomadas previamente a la exposición de los
artículos revestidos a elementos medioambientales significativos
como UV, la lluvia, etc. En cada ejemplo, se utilizó un sustrato I
de vidrio transparente de 2 mm de grosor, de un tamaño de 6'' x
6''. Todos los sustratos 1 fueron lavados utilizando un detergente
neutro (básico H de Shaklee) y secados con aire. En cada uno de los
ejemplos, la capa de DLC 3 fue depositada por aplicación de un haz
de iones utilizando un único barrido de haz de iones a una velocidad
lineal de 100 pulgadas/minuto, 145 sccm de gas acetileno, 2.970
voltios, y entre 0,57-0,59 amperios. Algunos
ejemplos fueron pretratados (Pretratamiento) frotando el sustrato
de vidrio 1 durante aproximadamente 10 segundos con tejido de denim
previamente a la deposición de la capa de DLC 3. Algunos ejemplos
utilizaron el fresado por haz de iones (Prefresado) del sustrato de
vidrio 1 a través de 3 barridos de haces de iones tras el
pretratamiento pero previamente a la deposición de la capa de DLC
3; donde el fresado fue llevado a cabo a una velocidad lineal de 100
pulgadas/minuto, utilizando 100 sccm de gas Ar, a 2.970 voltios,
0,33 amperios. Cuando se procedió a pulir la capa de DLC 3, se
realizó a mano durante aproximadamente 10 segundos utilizando tejido
de denim.
De los datos anteriormente indicados, puede
apreciarse que el pulido de la capa de DLC 3 mejora la resistencia
al rayado (SR). En los ejemplos 1-4, la capa de DLC
3 fue pulida, mientras que en los ejemplos comparativos
1a-4a la capa de DLC 3 no fue pulida. Nota: los
ejemplos 1 y 1a deben compararse entre sí debido a que la única
diferencia entre los mismos es si fue o no pulida la capa de DLC 3,
mientras que los ejemplos 2 y 2a deben compararse entre sí debido a
que la única diferencia entre los mismos es si fue o no pulida la
capa de DLC 3, los ejemplos 3 y 3a deben compararse entre sí debido
a que la única diferencia entre los mismos es si fue o no pulida la
capa de DLC 3, y los ejemplos 4 y 4a deben compararse entre sí
debido a que la única diferencia entre los mismos es si fue o no
pulida la capa de DLC 3. Puede apreciarse que el pulido de la capa
de DLC causa la mejora de la SR en aproximadamente 0,6 (por ejemplo,
en el ejemplo 1 la SR era de 5,8 con pulido del DLC, y únicamente
5,2 sin pulido del DLC).
En determinados modos de realización de esta
invención, el pulido se lleva a cabo en la capa 3 hasta un grado en
el que la SR mejora por lo menos en un 3%, más preferentemente por
lo menos en un 5%, más preferentemente por lo menos en un 8%, y lo
más preferentemente por lo menos en un 10%. Por ejemplo, en el
ejemplo 1 anteriormente indicado (vs. 1a) el pulido de la capa de
DLC 3 mejoró la SR en aproximadamente un 11,54% (es decir,
0,6/5,2=0,1154); y en el ejemplo 2 anteriormente indicado (vs. 2a)
el pulido de la capa de DLC 3 mejoró la SR en aproximadamente un 10%
(es decir, 0,6/6=0,10).
Mientras que cada uno de los ejemplos
anteriormente indicados de la presente invención implica el uso de
DLC en la capa 3, la presente invención no se limita a éste.
Concretamente, la presente invención también puede utilizarse para
mejorar la resistencia al rayado en otros tipos de capa(s) o
revestimientos puliendo los mismos.
También, mientras que el pulido de la capa 3 se
hizo arriba utilizando un tejido de denim, la presente invención no
se limita a ello. En su lugar pueden utilizarse otras formas de
pulido en diferentes modos de realización de esta invención. Por
ejemplo, el pulido de la capa 3 puede llevarse a cabo utilizando un
cepillo de nailon (por ejemplo, a mano o utilizando un dispositivo
mecánico como una taladradora vertical), un tejido de algodón, con
o sin una solución de lavado como agua y/o jabón, o de cualquier
otra manera adecuada. En cualquier caso, en determinados modos de
realización de esta invención, el pulido se lleva a cabo en la capa
3 hasta un grado en el que la SR mejora por lo menos en un 3%, más
preferentemente por lo menos en un 5%, más preferentemente por lo
menos en un 8%, y lo más preferentemente por lo menos en un 10%.
Una vez dada la divulgación anteriormente
indicada, otras muchas características, modificaciones, y mejoras
se pondrán de manifiesto para el experto en la materia. Tales otras
características, modificaciones, y mejoras son, por tanto,
consideradas como parte de esta invención, cuyo alcance viene
determinado por las siguientes reivindicaciones.
Claims (13)
1. Procedimiento de fabricación de un artículo
revestido, comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas:
- depositar una capa o un revestimiento (3) que incluye carbono tipo diamante (DLC) sobre un sustrato (1); y a continuación pulir mecánicamente la capa o el revestimiento (3) que incluye DLC hasta un grado en el que la resistencia al rayado (SR) de la capa o del revestimiento (3) mejora por lo menos en un 3%.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que dicho pulido mecánico de la capa o del revestimiento (3) que
incluye DLC se lleva a cabo hasta un grado en el que la resistencia
al rayado (SR) de la capa o del revestimiento (3) mejora por lo
menos en un 5%, preferentemente por lo menos en un 8% y lo más
preferentemente por lo menos en un 10%.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la capa o el revestimiento (3) tiene un ángulo de contacto
\theta inicial de por lo menos 80 grados y una dureza media de por
lo menos aproximadamente 10 GPa.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el revestimiento tiene un ángulo de contacto \theta menor
o igual que 15 grados, preferentemente menor o igual que 10 grados,
y una dureza media de por lo menos aproximadamente 10 GPa,
preferentemente de por lo menos aproximadamente 20 GPa.
5. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la capa o el revestimiento comprende por lo menos una capa
(3) que incluye DLC que tiene más enlaces
carbono-carbono sp^{3} que enlaces
carbono-carbono sp^{2}.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, en
el que la capa o el revestimiento (3) que incluye DLC tiene una
densidad de aproximadamente 2,4 a 3,4 gm/cm^{3}, preferentemente
de aproximadamente 2,7 a 3,0 gm/cm^{3}.
7. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que dicho pulido se lleva a cabo utilizando por lo menos uno de
entre un tejido de denim y un cepillo de nailon.
8. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la capa o el revestimiento (3) que incluye DLC incluye
adicionalmente por lo menos uno de entre H, F, B y Si.
9. Procedimiento según la reivindicación 1, que
comprende adicionalmente proporcionar un sistema de capa reflectante
de baja E o de IR sobre el sustrato (1), y en el que la capa o el
revestimiento (3) que incluye DLC se deposita sobre el sustrato (1)
sobre el sistema de capa reflectante de tipo baja E o de IR.
10. Procedimiento según la reivindicación 1, que
comprende adicionalmente proporcionar una capa (4) que comprende
uno de entre Ag y NiCr sobre el sustrato (1), y en el que la capa o
el revestimiento (3) que incluye DLC se deposita sobre el sustrato
(1) sobre la capa (4) que comprende uno de entre Ag y NiCr.
11. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el sustrato (1) comprende vidrio.
12. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la capa o el revestimiento (3) que incluye DLC se deposita
utilizando la deposición por haz de iones.
13. Procedimiento según la reivindicación 12, en
el que la capa o el revestimiento (3) que incluye DLC se deposita
utilizando por lo menos gas acetileno (C_{2}H_{2}) en una fuente
de haz de iones o aparato de deposición.
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