ES2820233T3

ES2820233T3 - Método para preparar recubrimientos antirreflectantes y recubrimiento obtenido del mismo

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Publication number: ES2820233T3
Application number: ES07703411T
Authority: ES
Inventors: Jens Christoph Thies; Guido Jozefina Wilhelmus Meijers; Patrick Wilhelmus Antonius Vrijaldenhoven; Nanning Joerg Arfsten; Hermanus Adrianus Langermans
Original assignee: DSM IP Assets BV
Current assignee: DSM IP Assets BV
Priority date: 2006-02-14
Filing date: 2007-02-12
Publication date: 2021-04-20
Anticipated expiration: 2027-02-12
Also published as: EP1984762A1; WO2007093339A1; US20100167009A1; CA2635132A1; CA2635132C; ES2634803T3; CN101384923A; KR20080095251A; CN101384926A; KR20080106510A; BRPI0707762A2; CA2638010A1; CA2636053C; CA2636053A1; BRPI0707817A2; US20100297430A1; JP2009527011A; EP1818694A1; WO2007093343A1; AU2007214779B2

Abstract

Un método para preparar un recubrimiento antirreflectante sobre un sustrato, que comprende las etapas: (i) hacer reaccionar nanopartículas con una cantidad de agente modificador de la superficie seleccionado de alcoxisilanos, formando de ese modo partículas modificadas en la superficie, en el que las nanopartículas comprenden dióxido de silicio; (ii) prehidrolizar un aglutinante de alcoxisilano; (iii) mezclar las partículas modificadas en la superficie de la etapa (i) con el aglutinante prehidrolizado de la etapa (ii), formando de ese modo una composición de recubrimiento, en el que la composición de recubrimiento comprende de un 6 % a un 85 % de nanopartículas modificadas en la superficie en peso de la fracción sólida con respecto a la composición de recubrimiento final, y en el que la cantidad de aglutinante en la composición de recubrimiento es de un 1 % o más y un 50 % o menos en peso de la fracción sólida; y (iv) aplicar la composición de recubrimiento a un sustrato.

Description

DESCRIPCIÓN

Método para preparar recubrimientos antirreflectantes y recubrimiento obtenido del mismo

El uso de nanopartículas para generar un recubrimiento antirreflectante se ha conocido desde la década de 1940 (documento US2432484). La función óptica se consigue mediante el índice de refracción eficaz del recubrimiento que es inferior al del sustrato, lo que da lugar a un gradiente del índice de refracción desde el del aire hasta el del sustrato. Esto da lugar a una reducción en la cantidad de luz reflejada. El documento US6921578 describe un método para preparar sistemas de recubrimiento antirreflectantes en que se hidroliza un aglutinante (por ejemplo, tetra-orto-silicato TEOS) en presencia de las nanopartículas mientras se usa un catalizador ácido. Aunque esta estrategia da lugar a un recubrimiento con propiedades antirreflectantes, tiene varios inconvenientes. Por ejemplo, el proceso es difícil de llevar a cabo a una escala industrial, ya que no es fácil generar composiciones estables con propiedades reproducibles tales como rendimiento óptico y durabilidad mecánica.

Se está descubriendo sorprendentemente que pueden conseguirse recubrimientos con buenas propiedades antirreflectantes y mecánicas reproducibles mediante el uso de nanopartículas modificadas en la superficie con un aglutinante basado en óxido metálico. Aunque sin el deseo de limitarse a teoría alguna, se cree que la modificación superficial de las nanopartículas les posibilita formar una composición de recubrimiento más estable con el aglutinante cuya estabilidad se confiere adicionalmente, de manera sorprendente, al recubrimiento cuando se aplica a un sustrato.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona un proceso para preparar un recubrimiento antirreflectante sobre un sustrato, que comprende las etapas:

(i) hacer reaccionar nanopartículas con una cantidad de agente modificador de la superficie seleccionado de alcoxisilanos, formando de ese modo partículas modificadas en la superficie, en el que las nanopartículas comprenden dióxido de silicio;

(ii) prehidrolizar un aglutinante de alcoxisilano;

(iii) mezclar las partículas modificadas en la superficie de la etapa (i) con el aglutinante prehidrolizado de la etapa (ii), formando de ese modo una composición de recubrimiento, en el que la composición de recubrimiento comprende de un 6 % a un 85 % de nanopartículas modificadas en la superficie en peso de la fracción sólida con respecto a la composición de recubrimiento final, y en el que la cantidad de aglutinante en la composición de recubrimiento es de un 1 % o más y de un 50 % o menos en peso de la fracción sólida; y

(iv) aplicar la composición de recubrimiento a un sustrato.

Preferiblemente, el proceso comprende además la etapa:

(v) endurecer el recubrimiento.

Las partículas modificadas en la superficie pueden prepararse por:

(i) hacer reaccionar nanopartículas en un disolvente orgánico, que comprende aproximadamente un 2 % en peso o menos de agua, con

(ii) un agente modificador de la superficie que comprende grupos reactivos,

(iii) después de ello añadir agua a la mezcla en una cantidad suficiente para hidrolizar los grupos reactivos del agente modificador de la superficie,

(iv) hacer reaccionar la mezcla durante tiempo suficiente para hidrolizar el agente modificador y preferiblemente injertar al menos parcialmente el agente modificador de la superficie en la superficie de las nanopartículas, (v) preferiblemente en ausencia sustancial de un catalizador ácido.

El proceso de la invención puede incluir además etapas para ajustar las propiedades de un recubrimiento antirreflectante que tiene nanopartículas y un aglutinante reactivo, que comprende las etapas de:

(a) controlar de manera regular las propiedades ópticas y mecánicas de artículos recubiertos endurecidos (b) si las propiedades ópticas y mecánicas han cambiado más allá de las aceptables en términos de control de la calidad, añadir el aglutinante prehidrolizado en una cantidad tal a la composición de recubrimiento que se recupere el equilibrio elegido de propiedades ópticas y mecánicas.

Como se usa en este documento, el término "nanopartículas" se refiere a partículas coloidales cuyo tamaño de partícula principal es de menos de 1 pm, preferiblemente de menos de 500 nm, más preferiblemente de menos de 350 nm.

Como se usa en este documento, el término "aglutinante" se refiere a una sustancia que puede reticular químicamente las partículas y preferiblemente también entre las partículas y un sustrato.

Como se usa en este documento, el término "prehidrolizar" se refiere a hidrolizar el precursor de aglutinante de alcoxisilano hasta el punto en que se producen especies oligoméricas mediante condensación parcial, pero no hasta el punto en que se produzca gelación.

Como se usa en este documento, la expresión "catalizador ácido " se refiere a especies ácidas que pueden catalizar la hidrólisis del precursor de aglutinante de alcoxisilano.

Como se usa en este documento, la expresión "en peso de la fracción sólida" se refiere al porcentaje ponderal después de la eliminación de todo el disolvente, incluyendo el agua.

Descripción detallada de la invención

Los recubrimientos preferiblemente tienen una media aritmética de rugosidad de aproximadamente 2 a aproximadamente 50 nm. La media aritmética de rugosidad puede medirse por microscopia de fuerza atómica (AFM) y es preferiblemente de aproximadamente 2 nm o mayor, más preferiblemente de aproximadamente 5 nm o mayor, incluso más preferiblemente de aproximadamente 10 nm o mayor, incluso más preferiblemente de aproximadamente 20 nm o mayor. La media aritmética de rugosidad es preferiblemente de aproximadamente 50 nm o menos, más preferiblemente de 45 nm o menor.

Cuando están en uso, los recubrimientos preferiblemente muestran vacíos en el recubrimiento, teniendo de ese modo una estructura porosa. Los vacíos ayudan a obtener propiedades antirreflectantes. Lo volumen vacío se define en la presente como el espacio entre la partícula/aglutinante que, dependiendo de las circunstancias ambientales, se rellena, en principio, con aire ambiental. Preferiblemente, los vacíos representan aproximadamente un 15 % o más, en volumen, del recubrimiento. Preferiblemente, los vacíos representan aproximadamente un 20 % o más, en volumen, del recubrimiento. Incluso más preferiblemente, los vacíos representan aproximadamente un 30 % o más, en volumen, del recubrimiento. Preferiblemente, los vacíos representan aproximadamente un 90 % o menos, en volumen, del recubrimiento. Más preferiblemente, los vacíos representan aproximadamente un 80 % o menos, incluso más preferiblemente un 70 % o menos, en volumen, del recubrimiento.

Los recubrimientos pueden aplicarse a diversos sustratos. Son sustratos preferidos los que pueden beneficiarse de un recubrimiento antirreflectante.

El sustrato de este documento puede ser orgánico. Por ejemplo, el sustrato puede ser un polímero orgánico, tal como poli(naftalato de etileno) (PEN), policarbonato o polimetilmetacrilato (PMMA), poliéster o material polimérico con propiedades ópticas similares. En esta realización, se prefiere usar un recubrimiento que pueda endurecerse a temperaturas suficientemente bajas para que el material orgánico permanezca sustancialmente en su forma y no se vea afectado sustancialmente debido a degradación térmica. Un método preferido es usar un catalizador como se describe en el documento EP-A-1591804. Otro método preferido de endurecimiento se describe en el documento WO 2005/049757.

El sustrato en este documento puede ser inorgánico; preferiblemente vidrio o cuarzo. Se prefiere vidrio flotado. En general, una placa de vidrio tiene un grosor de 0,5 mm o más, preferiblemente 1 mm o más, mucho más preferiblemente, aproximadamente 1,8 mm o más. En general, la placa de vidrio tiene un grosor de aproximadamente 20 mm o menos, preferiblemente aproximadamente 10 mm o menos, más preferiblemente aproximadamente 6 mm o menos, más preferiblemente aproximadamente 4 mm o menos y mucho más preferiblemente, aproximadamente 3 mm o menos.

El sustrato preferiblemente tiene una elevada transparencia. Preferiblemente, la transparencia es de aproximadamente un 94 % o mayor a 2 mm de grosor y a una longitud de onda entre 425 y 675 nm, más preferiblemente de aproximadamente un 96 % o mayor, incluso más preferiblemente de aproximadamente un 97 % o mayor, incluso más preferiblemente de aproximadamente un 98 % o mayor.

El sustrato preferiblemente tiene un tamaño de 10 cm o más por 10 cm o más, más preferiblemente de aproximadamente 20 cm o más por 20 cm o más. El tamaño máximo está un poco impuesto por consideraciones práctica y, en general, será de 2 por 3 metros o menos.

En una realización, la placa de vidrio antirreflectante tiene un tamaño de aproximadamente 20 por 30 cm o múltiplos de los mismos, tal como preferiblemente aproximadamente 30 por 40 cm. Otro tamaño preferido es de aproximadamente 90 por 130 cm o 180 por 130 cm o múltiplos de los mismos. En otra realización, la placa de vidrio antirreflectante preferiblemente tiene un tamaño de aproximadamente 30 por 40 pulgadas (aproximadamente 72 por 96 cm) o múltiplos de los mismos, tal como, por ejemplo, aproximadamente 60 por 40 pulgadas (aproximadamente 144 por 96 cm).

Las composiciones de recubrimiento comprenden nanopartículas, aglutinante y preferiblemente disolvente.

Las nanopartículas se hacen reaccionar con un agente modificador de la superficie de modo que se obtengan partículas que sean reactivas con el aglutinante. Las partículas usadas en la presente invención comprenden dióxido de silicio. Preferiblemente, las partículas comprenden al menos un 90 % en peso de dióxido de silicio.

Las partículas usadas en la presente invención son nanopartículas. Preferiblemente, las nanopartículas tienen una longitud de menos de 1000 nm, más preferiblemente de menos de 500 nm, incluso más preferiblemente de menos de 350 nm.

En una realización, las partículas preferiblemente tienen una relación de aspecto promedio de al menos 1,5. Preferiblemente, la relación de aspecto promedio de las partículas es de al menos 2, más preferiblemente al menos 4, incluso más preferiblemente al menos 6, aún más preferiblemente al menos 8, incluso más preferiblemente al menos 10. Preferiblemente la relación de aspecto será de aproximadamente 100 o menor, preferiblemente de aproximadamente 50 o menor.

Los tamaños de las partículas pueden determinarse esparciendo una suspensión diluida de las partículas sobre una superficie y midiendo los tamaños de las partículas individuales usando técnicas de microscopia, preferiblemente microscopia electrónica de barrido (SEM) o microscopia de fuerza atómica (AFM). Preferiblemente, los tamaños promedio se determinan midiendo los tamaños de al menos 100 partículas individuales. La relación de aspecto es la relación entre la longitud y la anchura de una partícula. En el caso de varillas y partículas parecidas a gusanos, la longitud es la distancia más grande entre dos puntos en la partícula y la anchura es el diámetro más grande medido perpendicular al eje central de la partícula. Tanto la longitud como la anchura se miden a partir de la proyección de las partículas observadas al microscopio.

Las composiciones de recubrimiento pueden comprender una mezcla de diferentes tipos de tamaños y formas de partícula.

En una realización, las partículas usadas en este documento no son esféricas tales como, preferiblemente, partículas parecidas a varillas o parecidas a gusanos, preferiblemente partículas parecidas a gusanos. Las partículas parecidas a gusanos son partículas que tienen un eje central que se desvía de una línea recta. Ejemplos de partículas que se parecen a gusanos son conocidos por la marca registrada Snowtex (IPA-ST-UP, las partículas tienen un diámetro de 9-15 nm con una longitud de 40-300 nm), disponible en Nissan Chemical. A partir de ahora en este documento, las partículas que se parecen a varillas y gusanos también se indican como partículas alargadas.

En una realización preferida, las partículas usadas en este documento son sustancialmente esféricas. Preferiblemente, las partículas esféricas tienen una relación de aspecto promedio de aproximadamente 1,2 o menor, preferiblemente de aproximadamente 1,1 o menor. Preferiblemente las partículas tienen un tamaño promedio de aproximadamente 10 nm o mayor, preferiblemente 20 nm o mayor. Preferiblemente, las partículas tendrán un tamaño promedio de 200 nm o más pequeño, preferiblemente 150 nm o más pequeño, incluso más preferiblemente aproximadamente 100 nm o más pequeño. Las partículas sustancialmente esféricas tienen la ventaja de que forman recubrimientos donde el volumen de nanoporos resultante del espacio entre las partículas es pequeño con respecto al volumen formado por partículas no esféricas. Por tanto, los recubrimientos se ven menos afectados por el llenado de los nanoporos mediante fuerzas capilares que pueden causar una pérdida en el rendimiento antirreflectante. Estas partículas pueden tener una distribución estrecha o amplia de tamaños de partícula, preferiblemente una distribución amplia de tamaños de partícula.

Las partículas en general se proporcionan en un disolvente. Por ejemplo, el disolvente puede ser agua o un alcohol tal como metanol, etanol o isopropanol (IPA).

En el caso donde las partículas se dispersan en un disolvente orgánico, la cantidad de agua es preferiblemente de aproximadamente un 2 %, en peso, o menos, más preferiblemente de aproximadamente un 1 %, en peso, o menos.

El uno o más agentes modificadores de la superficie reaccionan con la nanopartícula para provocar que la partícula se active de modo que pueda reaccionar de manera más eficaz con el aglutinante. El agente modificador de la superficie usado en la presente invención se selecciona de alcoxisilanos, preferiblemente se usan tri- y tetraalcoxisilanos. El tetraalcoxisilano es más preferido.

Las composiciones usadas en la presente invención comprenden de un 6 % a un 85 %, en peso de la fracción sólida, de nanopartículas modificadas en la superficie. Preferiblemente, las composiciones comprenden de aproximadamente un 10 % a aproximadamente un 65 %, en peso de la fracción sólida, de nanopartículas modificadas en la superficie.

En una realización de la invención, la reacción entre el agente modificador de la superficie y las partículas es sustancialmente completa. Es decir, casi no hay agente modificador de la superficie libre presente en solución. La cantidad de agente es preferiblemente de al menos aproximadamente un 1 %, en peso, con respecto a las partículas más el agente de activación superficial. Más preferiblemente la cantidad de agente es de al menos aproximadamente un 2 %, en peso. La cantidad será en general de menos de aproximadamente un 80 %, en peso, preferiblemente menos de aproximadamente un 60 %, en peso. Puede conseguirse un proceso y dispersión estables con, por ejemplo, de un 10 a un 60 %, en peso, de agente modificador de la superficie con respecto a las partículas más agente modificador de la superficie. Con una cantidad mayor de agente de activación superficial, las partículas pueden hacerse 5, 10 o 20 nm más grandes de tamaño, lo que puede ser ventajoso.

En otra realización, la reacción entre las partículas y el agente modificador de la superficie no es "completa", sino que se queda algo de aglutinante en la solución. Si este es el caso, tiene que añadirse nada o menos de aglutinante durante la formulación de la composición de recubrimiento.

En general, la reacción se realiza en un disolvente. Dependiendo de las características químicas del aglutinante, muchos disolventes son útiles. Ejemplos adecuados de disolventes incluyen agua, disolventes orgánicos apróticos y alcoholes. Ejemplos de disolventes adecuados incluyen, aunque sin limitación, isopropanol, etanol, acetona, etil Cellosolve, metanol, propanol, butanol, etilenglicol, propilenoglicol, metil-etil-éter, metil-butil-éter, 1-metoxipropan-2-ol, tolueno, metiletilcetona y mezclas de los mismos. Se prefieren isopropanol, etanol, metanol, propanol y mezclas de los mismos.

En una realización de la invención, la reacción se realiza en un disolvente orgánico. Preferiblemente, la cantidad de agua será de aproximadamente un 5 % o menos, en peso, con respecto al disolvente. Esto se prefiere cuando las nanopartículas tienen algo de acidez en su superficie. Si los grupos ácidos se concentran en cantidad suficientemente baja de agua, no se necesita catalizador para la reacción entre el agente modificador de la superficie y las partículas. Además, la reacción tiene lugar preferentemente en o cerca de la superficie de las partículas. Además, cuando la cantidad de catalizador ácido en la composición de recubrimiento es muy baja, puede tener beneficios tales como mayor estabilidad. Más preferiblemente, la cantidad de agua es de aproximadamente un 20 % en peso o menos, por ejemplo, de aproximadamente un 10 %, 5 % o menos. Puede ser necesario algo de agua para provocar la hidrólisis del compuesto modificador de la superficie. Preferiblemente, la cantidad de agua será de aproximadamente un 1 % en peso o más, preferiblemente de aproximadamente un 2 % en peso o más.

En una realización preferida de la invención, se usan cantidades molares aproximadamente iguales o mayores de agua con respecto a las cantidades molares de grupos hidrolizables. Es más preferido usar aproximadamente 3 veces o más de agua que de grupos hidrolizables, incluso más preferiblemente 5 veces o más. Preferiblemente, la cantidad molar relativa de agua es aproximadamente 20 veces o menos que la cantidad molar de grupos hidrolizables, más preferiblemente aproximadamente 15 veces o menos.

La reacción del compuesto modificador y las partículas es preferiblemente de modo que la reacción se complete en un 80 % o más, más preferiblemente aproximadamente un 90 % o más. Esto parece dar una ventaja con respecto a la estabilidad de las propiedades de la composición. Puede ser útil, para conseguir una reacción sustancialmente completa, calentar la mezcla de reacción. Temperaturas de la reacción adecuadas incluyen aproximadamente 50 °C o mayores, preferiblemente 55 °C o mayores, más preferiblemente 65 °C o mayores. Preferiblemente, la temperatura es de aproximadamente 100 °C o menos, preferiblemente de aproximadamente 80 °C o menos.

Es posible medir el grado de la reacción con CG y valoración de Karl-Fisher midiendo la cantidad de alcanol y agua que se ha liberado.

Se prefiere que la reacción se realice en ausencia de cantidades sustanciales de catalizador ácido. Se prefiere que la reacción se realice en ausencia de cantidades sustanciales de catalizador. Se cree que la ausencia de catalizador mejora la estabilidad de la composición de recubrimiento final.

El tiempo para la reacción en general será de aproximadamente 1 hora o más. En general, el tiempo será de 24 h o menos.

Preferiblemente, la etapa (i) del método de la presente invención comprende:

(ii) hacer reaccionar nanopartículas en un disolvente orgánico, que comprende aproximadamente un 2 % o menos, preferiblemente un 1 % o menos, incluso más preferiblemente un 0,5 %, en peso, o menos de agua, con un agente modificador de la superficie que comprende grupos reactivos, en la que la reacción se realiza en ausencia de un catalizador ácido,

(iii) después de ello añadir agua a la mezcla en una cantidad suficiente para hidrolizar el agente modificador de la superficie,

(iv) hacer reaccionar la mezcla durante tiempo suficiente para hidrolizar el agente modificador.

En una realización, las composiciones de recubrimiento comprenden:

(i) nanopartículas modificadas en la superficie que comprenden dióxido de silicio,

(ii) aglutinante de alcoxisilano,

en las que las nanopartículas modificadas en la superficie se seleccionan de las que forman una capa que tiene un reflejo mínimo de un 0,1 % a un 2 %, preferiblemente de un 0,2 % a un 1,25 %. La capacidad de reflejo de la capa de nanopartículas modificadas en la superficie se mide recubriendo por inmersión una pieza de 10 cm x 10 cm de sustrato de vidrio flotado en una muestra de 500 ml de solución de nanopartículas modificadas en la superficie hasta un grosor de la cuarta parte de la longitud de onda apropiada (grosor en seco de 90 nm-130 nm) de modo que la longitud de onda del reflejo mínimo esté entre 500 nm y 650 nm, y después de haberla endurecido a 450 °C durante 4 horas. El reflejo se mide usando un espectrofotómetro Minolta CM-2600D en condiciones convencionales.

La composición de recubrimiento que se aplica al sustrato comprende un aglutinante, que tiene la función principal de mantener las partículas de superficie activada adheridas entre sí y al sustrato. Preferiblemente, el aglutinante forma enlaces covalentes con las partículas y el sustrato. Para este fin, el aglutinante, antes de endurecerse, comprende compuestos inorgánicos con grupos alquilo o alcoxi. Además, el aglutinante preferiblemente polimeriza por sí mismo para formar una red polimérica sustancialmente continua.

El aglutinante del recubrimiento se selecciona entre alcoxisilanos. Se ha descubierto que dicho recubrimiento muestra muy buenas propiedades mecánicas y buena adhesión al sustrato, dando como resultado, por ejemplo, una buena resistencia a la perforación, una alta resistencia a los arañazos y una buena resistencia al desgaste.

El aglutinante usado en la presente invención se selecciona de alcoxisilanos, preferiblemente tri- y tetraalcoxisilanos. Preferiblemente, se usa silicato de etilo. El tetraalcoxisilano es el más preferido.

La cantidad de aglutinante en la composición de recubrimiento es de un 1 % o más, preferiblemente un 2 % o más, en peso de la fracción sólida. Preferiblemente, la cantidad será de aproximadamente un 40 % o menos, más preferiblemente un 25 % o menos, en peso de la fracción sólida. El porcentaje se calcula como la cantidad de óxido metálico en el aglutinante con respecto a la cantidad de óxido metálico en las nanopartículas modificadas en la superficie. Por tanto, se usa el porcentaje de óxido metálico de las partículas más el compuesto activador de la superficie.

La reacción previa de la composición de aglutinante puede realizarse con un compuesto para catalizar la conversión del precursor en los oligómeros. En el caso de aglutinantes de alcoxisilano como precursor, preferiblemente se usa un ácido, por ejemplo, ácido acético como catalizador. La cantidad de catalizador puede ser relativamente baja, ya que solamente el aglutinante tiene que reaccionar.

Preferiblemente, se usa un catalizador que lleva el pH de la solución a aproximadamente 2 o mayor, más preferiblemente a aproximadamente 3 o mayor. El pH es preferiblemente de aproximadamente 5,5 o menor, más preferiblemente de aproximadamente 4,5 o menor. Catalizadores adecuados incluyen, aunque sin limitación, ácidos orgánicos como ácido acético, ácido fórmico, ácido nítrico, ácido cítrico, ácido tartárico, ácidos inorgánicos como ácido fosfórico, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico y mezclas de los mismos, aunque se prefiere ácido con capacidad tamponante.

La reacción previa se realiza preferiblemente en un disolvente, que es preferiblemente una mezcla de agua y un disolvente orgánico. Dependiendo de las características químicas del aglutinante, muchos disolventes son útiles. Disolventes adecuados incluyen, aunque sin limitación, agua, disolventes orgánicos apróticos, alcoholes y combinaciones de los mismos. Ejemplos de disolventes adecuados incluyen, aunque sin limitación, isopropanol, etanol, acetona, etil Cellosolve, metanol, propanol, butanol, etilenglicol, propilenoglicol, metil-etil-éter, metil-butil-éter, tolueno, metiletilcetona y combinaciones de los mismos.

En una realización de la invención, la reacción se realiza en un disolvente orgánico. Preferiblemente, la cantidad de agua será de aproximadamente un 30 %, en peso con respecto al disolvente o menos, más preferiblemente de aproximadamente un 20 %, en peso, o menos.

En una realización preferida de la invención, se usan cantidades molares aproximadamente iguales o mayores de agua con respecto a las cantidades molares de grupos hidrolizables. Es más preferido usar aproximadamente 3 veces o más de agua que de grupos hidrolizables, incluso más preferiblemente aproximadamente 5 veces o más. Preferiblemente, la cantidad molar relativa de agua es aproximadamente 30 veces o menos que la cantidad molar de grupos hidrolizables, más preferiblemente aproximadamente 20 veces o menos.

La reacción se realiza preferiblemente a temperaturas de aproximadamente 25 °C o mayores. En general, la temperatura será de aproximadamente 100 °C o menor.

La reacción, en general, tarda de aproximadamente 4 h a 7 días. El grado de la reacción puede determinarse ensayando las propiedades con lana de acero del recubrimiento.

Las partículas modificadas en la superficie y el aglutinante se mezclan preferiblemente en una relación tal que se obtienen propiedades ópticas y mecánicas elegidas. Además de las partículas y el aglutinante, pueden añadirse otros componentes, tales como disolvente adicional, catalizador, agente hidrófobo, agente nivelador y similares. La formulación así obtenida se denomina composición de recubrimiento.

Típicamente, las composiciones de recubrimiento comprenden:

(i) nanopartículas modificadas en la superficie que comprende dióxido de silicio,

(ii) aglutinante de alcoxisilano,

en las que la relación ponderal de óxido metálico en (i) a (ii) es de 99:1 a 1:1.

Preferiblemente, la relación ponderal de óxido metálico es de 85:1 a 3:2, más preferiblemente de 65:1 a 2:1.

Típicamente, las composiciones de recubrimiento comprenden nanopartículas que comprende dióxido de silicio, agente de modificación superficial seleccionado de alcoxisilanos, y aglutinante, en las que la composición comprende: (i) hasta un 99,8 %, en peso de la fracción sólida, de las nanopartículas que comprenden dióxido de silicio, (ii) hasta un 60 %, en peso de la fracción sólida, del agente de modificación superficial seleccionado de alcoxisilanos, y

(iii) hasta un 50 %, en peso de la fracción sólida, del aglutinante.

Preferiblemente, la composición comprende hasta un 75 %, más preferiblemente hasta un 65 %, en peso de la fracción sólida, de nanopartículas que comprenden dióxido de silicio. Preferiblemente, la composición comprende al menos un 0,1 %, más preferiblemente al menos un 5 %, incluso más preferiblemente al menos un 10 %, en peso de la fracción sólida, de nanopartículas que comprenden dióxido de silicio.

Preferiblemente, la composición comprende hasta un 50 %, más preferiblemente hasta un 40 %, en peso de la fracción sólida, de agente de modificación superficial basado en óxido metálico. Preferiblemente, la composición comprende al menos un 0,1 %, más preferiblemente al menos un 5 %, incluso más preferiblemente al menos un 10 %, en peso de la fracción sólida, de agente de modificación superficial basado en óxido metálico.

Preferiblemente, la composición comprende hasta un 45 %, más preferiblemente hasta un 40 %, en peso de la fracción sólida, de aglutinante. Preferiblemente, la composición comprende al menos un 5 %, en peso de la fracción sólida, de aglutinante.

En general, la composición de recubrimiento comprende una cantidad de disolvente no reactivo para ajustar la viscosidad de las partículas y en aglutinante, hasta un valor tal que pueden aplicarse capas delgadas al sustrato. Preferiblemente, la viscosidad será de aproximadamente 2,0 mPa.s o más, preferiblemente 2,2 mPa.s o más, incluso más preferiblemente aproximadamente 2,4 mPa.s o más. Preferiblemente, la viscosidad es de aproximadamente 20 mPa.s o menos, preferiblemente aproximadamente 10 mPa.s o menos, más preferiblemente aproximadamente 6 mPa.s o menos, e incluso más preferiblemente aproximadamente 3 mPa.s o menos. La viscosidad puede medirse con un Ubbelohde PSL ASTM IP n.° 1 (tipo 27042).

Preferiblemente, la cantidad de sólidos en las composiciones de recubrimiento de este documento es de aproximadamente un 5 % en peso o menos, más preferiblemente de aproximadamente un 4 %, en peso, o menos, incluso más preferiblemente de aproximadamente un 3 %, en peso, o menos. Preferiblemente, la cantidad de sólidos es de aproximadamente un 0,5 %, en peso, o más, más preferiblemente de aproximadamente un 1 %, en peso, o más, más preferiblemente de aproximadamente un 1,5 %, en peso, o más.

Puede usarse cualquier disolvente adecuado en este documento. Ejemplos incluyen agua, disolventes orgánicos apróticos y alcoholes. En una realización, se usa un disolvente orgánico, más preferiblemente se usa una mezcla de agua y alcohol como disolvente.

El porcentaje ponderal de las partículas (la cantidad que se añade originalmente a la composición), basado en el 100 %, de sólidos de la composición de recubrimiento es preferiblemente de un 20 % o más, más preferiblemente de un 30 % o más, incluso más preferiblemente de un 40 % o más en el recubrimiento final. La concentración de sólidos es la concentración de todos los componentes que no se evaporan después de la aplicación de la composición de recubrimiento al artículo.

El presente recubrimiento es preferiblemente de modo que, cuando se mide un lado recubierto a una longitud de onda entre 425 y 675 nm (la región de luz visible), el reflejo mínimo es de aproximadamente un 2 % o menos, preferiblemente de aproximadamente un 1,5 % o menos, más preferiblemente de aproximadamente un 1 % o menos. El reflejo promedio a un lado, sobre la región de 425 a 675 nm, preferiblemente será de aproximadamente un 2,5 % o menos, más preferiblemente de aproximadamente un 2 % o menos, incluso más preferiblemente de aproximadamente un 1,5 % o menos, aún más preferiblemente de aproximadamente un 1 % o menos. En general, el mínimo en el reflejo será a una longitud de onda entre 425 y 650 nm, preferiblemente a una longitud de onda de 450 nm o mayor, y más preferiblemente a 500 nm o mayor. Preferiblemente, el mínimo está a una longitud de onda de 600 nm o menor. La longitud de onda óptima para el ojo humano es un reflejo mínimo de aproximadamente 550 nm, ya que esta es la longitud de onda (color) a la que el ojo humano es más sensible. En caso de que se requiera una tonalidad de color, puede elegirse un mínimo a una longitud de onda menor o mayor. El reflejo puede medirse con cualquier reflectómetro o colorímetro adecuado conocido por los expertos en la materia. En general, el reflejo mostrará una pendiente o una curva sobre la longitud de onda de 425-675 nm. El mínimo se define como un mínimo en una curva, o el extremo inferior de la pendiente, que está a 675 o a 425 nm.

Preferiblemente, el reflejo de una placa de vidrio (con un recubrimiento en dos lados) a la longitud de onda que muestra un mínimo es de aproximadamente un 3 % o menos, preferiblemente de aproximadamente un 2 % o menos, más preferiblemente de aproximadamente un 1,5 % o menos. El reflejo promedio sobre un intervalo de longitud de onda de 425-675 nm es preferiblemente de aproximadamente un 4 % o menos, más preferiblemente de aproximadamente un 3 % o menos, incluso más preferiblemente de aproximadamente un 2,5 % o menos. Preferiblemente, el reflejo será de aproximadamente un 0,3 % o mayor, tal como, por ejemplo, un 0,4, 0,5, 0,6 o 0,7 % o mayor.

Preferiblemente, el recubrimiento reductor del reflejo de la luz (o antirreflectante) es un recubrimiento que reduce el reflejo de la luz desde un artículo a una longitud de onda de al menos entre 425 y 675 nm medida en el ángulo incidente normal en aproximadamente un 30 % o más. Las mediciones se realizan sobre el artículo recubierto o no recubierto. Preferiblemente, la reducción en el reflejo es de aproximadamente un 50 % o más, más preferiblemente de aproximadamente un 70 % o más, incluso más preferiblemente de aproximadamente un 85 % o más. La reducción en el reflejo, expresada en un porcentaje, es igual a 100 x (reflejo del artículo no recubierto - el reflejo del artículo recubierto) / (reflejo del artículo no recubierto).

Las propiedades mecánicas pueden ensayarse como resistencia a la lana de acero. Preferiblemente, el recubrimiento tiene una resistencia a la lana de acero "aceptable" que se define como menos de 10 arañazos observables después de 10 frotes con lana de acero 0000 con una carga de 250 g. Más preferiblemente, la resistencia a la lana de acero es "buena", lo que se define como 3 o menos arañazos observables después de 10 frotes con lana de acero 0000 con una carga de 250 g.

La combinación de propiedades de buenas características antirreflectantes y resistencia a la lana de acero aceptable pueden conseguirse, en general, con una cantidad de sólidos de la composición de partículas modificadas en la superficie de un 60 %, en peso de la fracción sólida, o mayor, preferiblemente de aproximadamente un 70 %, en peso de la fracción sólida, o mayor. Cuando las partículas son relativamente grandes y están monodispersadas, o en el caso de partículas alargadas, puede ser posible usar aproximadamente un 50 %, en peso de la fracción sólida, o más de la composición de partículas modificadas en la superficie. El porcentaje ponderal del aglutinante prehidrolizado es de un 1 % o más, preferiblemente de aproximadamente un 3 % o más, incluso más preferiblemente de un 5 % o más. Cuando el agente modificador de la superficie ha reaccionado completamente con las partículas, las propiedades mecánicas se determinan principalmente por la cantidad de aglutinante prehidrolizado mezclado con las partículas. En este caso, se prefiere una cantidad de aproximadamente un 3 % o más, un 4 % o más, un 6 %, en peso, o más, con respecto a las partículas. Preferiblemente, la cantidad de aglutinante es de aproximadamente un 5 %, en peso, o más. La cantidad de aglutinante es de un 50 %, en peso de la fracción sólida, o menos, preferiblemente de aproximadamente un 30 % o menos, incluso más preferiblemente de aproximadamente un 20 % o menos.

En una realización de la invención, las nanopartículas se hacen reaccionar con un 5-20 %, en peso de la fracción sólida, de agente modificador de la superficie hasta la totalidad sustancial y se mezclan preferiblemente con un 8 20 %, más preferiblemente un 10-15 %, en peso de la fracción sólida, de aglutinante prehidrolizado.

En otra realización de la invención, las nanopartículas se hacen reaccionar con un 30-60 % de aglutinante hasta la totalidad sustancial y se mezclan con un 3-10 %, preferiblemente aproximadamente un 4-6, en peso de la fracción sólida, de aglutinante prehidrolizado.

La composición de recubrimiento puede aplicarse a un sustrato.

Preferiblemente, la composición de recubrimiento se aplica al artículo de modo que el grosor de recubrimiento seco resultante sea de aproximadamente 50 nm o mayor, preferiblemente aproximadamente 70 nm o mayor, más preferiblemente aproximadamente 90 nm o mayor. Preferiblemente, el grosor de recubrimiento seco es de aproximadamente 300 nm o menos, más preferiblemente aproximadamente 200 nm o menos, incluso más preferiblemente aproximadamente 160 nm o menos, aún más preferiblemente aproximadamente 140 nm o menos.

En general, se recubre aproximadamente un 20 % o más, preferiblemente aproximadamente un 50 % o más, incluso más preferiblemente aproximadamente un 90 % o más, de una de las superficies del sustrato.

Están disponibles varios métodos para aplicar recubrimientos delgados sobre sustratos. Cualquier método de aplicación de una composición de recubrimiento húmeda adecuada para obtener el grosor requerido sería aceptable. Métodos preferidos incluyen recubrimiento por menisco (leve contacto), recubrimiento por pulverización, recubrimiento por rodillo, recubrimiento por centrifugación y recubrimiento por inmersión. Se prefiere el recubrimiento por inmersión, ya que proporciona un recubrimiento sobre todos los lados del sustrato que se sumerge, y da un grosor repetible y constante. El recubrimiento por centrifugación puede usarse fácilmente si se usan placas de vidrio más pequeñas, tales como las de 20 cm o menos de anchura o longitud. El recubrimiento por menisco, rodillo y pulverización es útil para procesos continuos.

El recubrimiento preferiblemente tiene un grosor de 1-10 pm antes del secado. El grosor en húmedo requerido depende del contenido de sólidos del recubrimiento. El grosor, en general, se mide después del secado y endurecimiento, pero puede medirse después del secado solamente, es decir, después de la evaporación del o de los disolventes no reactivos. El grosor del recubrimiento húmedo se ve influido por la viscosidad del recubrimiento, y la velocidad de inmersión en el caso de recubrimiento por inmersión; cada técnica tiene sus propias maneras de influir en el grosor de un recubrimiento. El grosor del recubrimiento, cuando está sustancialmente seco (es decir, con aproximadamente un 20 % en peso o menos de disolvente no reactivo con respecto al material sólido), en general es de aproximadamente 300 nm o menos, preferiblemente de aproximadamente 200 nm o menos, mucho más preferiblemente de aproximadamente 170 nm o menos. En general, el recubrimiento seco sin endurecer tendrá un grosor de aproximadamente 30 nm o más, preferiblemente de aproximadamente 50 nm o más, mucho más preferiblemente de aproximadamente 60 nm o más. El grosor se mide de manera espectroscópica (reflectometría o elipsometría) o directamente observando una superficie de fractura por microscopia electrónica.

En una realización, precursor de aglutinante de alcoxisilano se reticula y se convierte en el aglutinante. Esta última etapa se realiza, en general, calentando hasta, por ejemplo, aproximadamente 150 °C o más, preferiblemente aproximadamente 200 °C o más. Preferiblemente, la temperatura será de aproximadamente 700 °C o menos, más preferiblemente aproximadamente 500 °C o menos. El endurecimiento tiene lugar, en general, en 30 segundos o más. En general, el endurecimiento se realiza en 10 horas o menos, preferiblemente 4 horas o menos.

En otra realización, el aglutinante se endurece usando un catalizador con temperaturas de aproximadamente 20 °C o más y, en general, será de 200 °C o menos, preferiblemente de 140 °C o menos.

En una realización del proceso, la aplicación del recubrimiento se aplica a una placa de vidrio antes de la etapa de atemperado de esa placa de vidrio. La etapa de atemperado se realiza normalmente para introducir tensiones internas en una placa de vidrio normal, por lo que se fragmentará en pequeñas piezas cuando el vidrio se rompe. La etapa de atemperado se realiza habitualmente a temperatura de hasta 600 °C. Una ventaja del recubrimiento de acuerdo con la invención es que el recubrimiento puede resistir este proceso de atemperado e incluso puede endurecerse antes o durante el proceso de atemperado. En el último caso, el proceso de endurecimiento y atemperado se realizan, por tanto, en una etapa.

En general, en el caso de sustratos planos tales como placas de vidrio, al menos un lado del sustrato tiene que recubrirse, por ejemplo, en el caso de que un producto se pegue al otro lado (no recubierto) del sustrato. Sin embargo, en una realización de la invención, el sustrato es una placa de vidrio que tiene un recubrimiento antirreflectante en ambos lados. Esto puede conseguirse recubriendo ambos lados de la placa de vidrio. También es posible laminar dos placas de vidrio que están recubierta en un lado, por lo que los lados no recubiertos se laminan entre sí. Se prefiere que una placa de vidrio en uso tenga en ambos lados más externos un recubrimiento antirreflectante, más preferiblemente, un recubrimiento antirreflectante de acuerdo con esta invención. Sin embargo, es posible también combinar diferentes técnicas para obtener propiedades antirreflectantes o antirreflejantes. En una realización, un lado de la placa de vidrio se recubre con un recubrimiento antirreflectante generado con un proceso de acuerdo con la presente invención, y el otro lado del vidrio se lamina con una película transparente con un recubrimiento antirreflejante o antirreflectante, preferiblemente un recubrimiento generado de acuerdo con la presente invención; los recubrimientos de acuerdo con la presente invención pueden ser de la misma composición química o distinta. En una realización adicional de la invención, la película usada para pegar dos placas de vidrio juntas puede ser una película de absorción de UV para transmitir propiedades protectoras frente a UV a la fotografía o imagen.

Otros recubrimientos útiles que pueden aplicarse sobre el sustrato son recubrimientos antiestáticos y/o de baja-e; siendo los recubrimientos de baja-e recubrimientos que tienen baja emisión de infrarrojos, teniendo de ese modo una baja emisión de calor a través de la placa de vidrio.

Para todos los procesos de recubrimiento, la limpieza es una etapa importante, ya que pequeñas cantidades de contaminante tales como polvo, grasa y otros compuestos inorgánicos provocan que el recubrimiento antirreflectante, u otros recubrimientos, muestren defectos. La limpieza puede hacerse de varias maneras, tal como quemado (calentamiento hasta 600-700 °C; aplicable si se usa una sustancia inorgánica); y/o limpieza con un líquido de limpieza tal como un jabón en agua desmineralizada, alcohol o sistemas detergentes ácidos o básicos. Cuando se usa un líquido de limpieza, en general, la placa de vidrio se seca a una temperatura entre 20 °C y 400 °C, opcionalmente con aplicación de flujo de aire.

En una realización, el proceso para generar un sustrato antirreflectante comprende la etapa de limpiar el sustrato.

En otra realización, el proceso comprende la etapa adicional de someter el sustrato recubierto a una etapa de control de la calidad después del recubrimiento, pero antes de cualquier endurecimiento. Después del recubrimiento, pero antes del endurecimiento, las propiedades antirreflectantes son muy discernible, aunque ligeramente diferentes del sustrato recubierto endurecido. Por ejemplo, tras el endurecimiento, el recubrimiento puede encogerse, causando un desplazamiento en la longitud de onda en el reflejo mínimo. Si los sustratos como las placas de vidrio no estuvieran dentro de las especificaciones, estas placas pueden sacarse antes del endurecimiento, ahorrando de ese modo los costes del endurecimiento. Además, estas placas pueden limpiarse, y usarse de nuevo en el proceso de la invención.

En una realización de la presente invención, el vidrio antirreflectante obtenido de acuerdo con el proceso de la presente invención puede enmarcarse para dar marcos de fotografías u otros artículos enmarcados de acuerdo con la invención. Las placas de vidrio enmarcadas con el recubrimiento antirreflectante son preferiblemente para uso doméstico.

Los presentes recubrimientos pueden resistir los procesos de limpieza domésticos normales con agua, mezclas de agua y alcohol, mezclas de agua y detergente, mezclas de agua y alcohol y detergente y ortos líquidos de limpieza domésticos comunes. Ejemplos de líquidos de limpieza usados habitualmente son Glassex® y Windex® (isopropanol, agua, detergente, pH = 10-11), o líquidos que comprenden acetona, metil-etil-cetona, alcohol y agua. En general, la primera vez que se limpia una placa de vidrio antirreflectante, el reflejo puede cambiar un 0,1-0,4 %, pero después de ello el reflejo se mantiene casi constante. Fue inesperado que el recubrimiento nanoporoso no se rasgara o desgastara por el uso normal constante de productos químicos domésticos. Preferiblemente, el recubrimiento muestra un cambio en la capacidad de reflejo de aproximadamente un 0,4 % o menos después de 2 h de inmersión en Glassex®, más preferiblemente el cambio es de aproximadamente un 0,3 % o menos. Preferiblemente, el recubrimiento muestra una resistencia a la lana de acero, medida como se muestra en los ejemplos, de A. Preferiblemente, el recubrimiento muestra, después de 2 horas de inmersión en Glassex®, una clasificación con lana de acero de B o mejor.

Para proteger la fotografía del daño por luz UV, se prefiere proporcionar un recubrimiento de filtración o bloqueo de UV en la placa de vidrio. El recubrimiento de bloqueo de UV puede proporcionarse al vidrio antes de aplicar el recubrimiento antirreflectante. Esto se prefiere porque, de lo contrario, la estructura microporosa y el carácter de rugosidad pueden disminuir y, de ese modo, las propiedades antirreflectantes se verían influidas negativamente. Sin embargo, si el recubrimiento de filtración de UV no influye sustancialmente en la capa antirreflectante, puede aplicarse sobre la capa antirreflectante. Los recubrimientos de bloqueo de UV son conocidos por los expertos en la materia y se describen, por ejemplo, en el documento US5371138.

En una realización preferida de la invención, el sustrato es vidrio para su uso en un marco de fotografías. Los marcos de fotografías preferiblemente comprenden una placa de vidrio antirreflectante de la invención, un marco que cubre los 4 sitios externos de las placas y un soporte de cartón, madera, plástico u otro material adecuado. A veces, el soporte también está hecho de vidrio. En general, el soporte comprende elementos para sujetar la placa de vidrio, el marco y el soporte entre sí. Dicho medio de sujeción también puede ser artículos separados. Preferiblemente, el soporte comprende una o más arandelas, o similares, o un cordón para colgar el marco de fotografías en una pared.

Un marco, como se usa en la presente solicitud, es una estructura para mantener la placa de vidrio en un sitio fijo. En una realización, consiste en pinzas en al menos 3 sitios de una placa de vidrio (por ejemplo, dos esquinas superiores y en el centro de la parte inferior de una placa de vidrio cuadrada). Preferiblemente, las pintas están en todas las esquenas de la placa de vidrio. En otra realización, el marco consiste en al menos un cerco parcial para la placa de vidrio. En general, se cercan al menos dos sitios de las placas de vidrio, más preferiblemente dos sitios opuestos. A menudo, se cercan todos los sitios por un marco. El marco puede ser de metal, madera, plástico o similares. Puede usarse cualquier material de marco conocido.

En una realización, el marco es un marco de fotografías, interpretándose la palabra fotografía de manera amplia comprendiendo retratos, cuadros, carteles, grabados, dibujos y similares.

En otra realización, el marco es un expositor, que comprende, en al menos un lado, una placa de vidrio de acuerdo con la invención.

Los autores de la presente invención contemplan que una placa de vidrio tenga un significado amplio, incluyendo cuarzo, policarbonato u otros materiales de tipo placa que tenga alta transparencia, preferiblemente una transparencia de aproximadamente un 80 % o más en 2 mm de grosor, más preferiblemente de aproximadamente un 90 % o más en 2 mm de grosor.

Un expositor de acuerdo con esta invención preferiblemente comprende todas las placas de vidrio que sean antirreflectante de acuerdo con esta invención. A menudo, los expositores tienen uno, dos o tres lados que deben ser transparente y antirreflectantes.

La presente invención se refiere además a mantener una calidad aceptable de la solución de inmersión, por consiguiente, el proceso puede incluir etapas para ajustar las propiedades de un recubrimiento antirreflectante que tiene nanopartículas y un aglutinante reactivo, que comprende las etapas de:

(a) controlar de manera regular las propiedades ópticas y mecánicas de artículos recubiertos endurecidos, (b) si las propiedades ópticas y mecánicas han cambiado más allá de las aceptables en términos de control de la calidad, añadir el aglutinante prehidrolizado en una cantidad tal a la composición de recubrimiento que se recupere el equilibrio elegido de propiedades ópticas y mecánicas.

Durante el control de la calidad, o en mediciones separadas, se puede determinar si los productos obtenidos después de endurecer el recubrimiento tienen las propiedades elegidas y/o requeridas. Por tanto, se puede determinar si las propiedades han cambiado en tal grado que los productos estén fuera de las especificaciones. Cuando parezca que este sea el caso, en general, de que las propiedades antirreflectantes aún sean aceptables (o incluso relativamente buenas), pero las propiedades mecánicas se hayan vuelto insatisfactorias, es posible añadir algo de aglutinante prehidrolizado a la solución de recubrimiento para conseguir de nuevo propiedades satisfactorias. La cantidad de aglutinante a añadir, en general, será de aproximadamente un 1 %, en peso de la fracción sólida, o más, preferiblemente de aproximadamente un 2 % o más. En general, se usará aproximadamente un 30 %, en peso de la fracción sólida, o menos, preferiblemente aproximadamente un 20 % o menos. En caso de que se añada demasiado aglutinante, las propiedades mecánicas serán excelentes, pero las propiedades antirreflectantes serán insuficientes.

En este caso, es posible añadir algunas partículas modificadas en la superficie (por ejemplo, aproximadamente un 5 %, en peso de la fracción sólida, o más, pero, en general, menos de aproximadamente un 20 %, en peso de la fracción sólida) para conseguir un buen equilibrio de propiedades.

El documento JP2005272755 se refiere a partículas de óxido metálico y un aglutinante.

El documento JP200509120 divulga partículas de sílice huecas y un aglutinante y un agente de acoplamiento de silano.

El documento JP11319578 divulga partículas de sílice recubiertas con dióxido de titanio y después recubiertas con polisiloxano que contiene sílice o un alcóxido de partículas de sílice.

El documento EP1 445095 A1 se refiere a una película delgada compuesta que mejora la eficacia de emisión de la luz de dispositivos emisores de luz superficiales.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para preparar un recubrimiento antirreflectante sobre un sustrato, que comprende las etapas:

(ii) prehidrolizar un aglutinante de alcoxisilano;

(iii) mezclar las partículas modificadas en la superficie de la etapa (i) con el aglutinante prehidrolizado de la etapa (ii), formando de ese modo una composición de recubrimiento, en el que la composición de recubrimiento comprende de un 6 % a un 85 % de nanopartículas modificadas en la superficie en peso de la fracción sólida con respecto a la composición de recubrimiento final, y en el que la cantidad de aglutinante en la composición de recubrimiento es de un 1 % o más y un 50 % o menos en peso de la fracción sólida; y

(iv) aplicar la composición de recubrimiento a un sustrato.

2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además la etapa:

(v) endurecer el recubrimiento.

3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que las nanopartículas comprenden al menos un 90 % en peso de dióxido de silicio.

4. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la composición de recubrimiento comprende de un 10 % a un 65 % de nanopartículas modificadas en la superficie en peso de la fracción sólida de la composición.

5. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la composición de recubrimiento comprende al menos un 0,1 % y hasta un 65 % de nanopartículas en peso de la fracción sólida y al menos un 0,1 y hasta un 40 % de agente modificador de la superficie en peso de la fracción sólida.

6. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la cantidad de aglutinante en la composición de recubrimiento es de un 3 % o más y un 30 % o menos en peso de la fracción sólida.

7. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la cantidad de aglutinante en la composición de recubrimiento es de un 5 % o más y un 20 % o menos en peso de la fracción sólida.

8. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la etapa (i) se realiza a una temperatura de la reacción de 50 °C o mayor.

9. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el aglutinante es aglutinante de alcoxisilano o silicato de etilo que se hidroliza usando un catalizador ácido que se usa para llevar el pH de la solución hasta aproximadamente 2 a 5,5.

10. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la etapa (i) del método comprende:

(i-i) hacer reaccionar las nanopartículas en un disolvente orgánico, que comprende aproximadamente un 2 % en peso o menos de agua, con el agente modificador de la superficie que comprende grupos reactivos, en el que la reacción se realiza en ausencia de un catalizador ácido,

(i-ii) después de ello añadir agua a la mezcla en una cantidad suficiente para hidrolizar el agente modificador de la superficie,

(i-iii) hacer reaccionar la mezcla durante tiempo suficiente para hidrolizar el agente modificador.

11. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 10, que comprende además las etapas de: (a) controlar de manera regular las propiedades ópticas y mecánicas de artículos recubiertos endurecidos;

(b) si las propiedades ópticas y mecánicas han cambiado más allá de las aceptables en términos de control de la calidad, añadir aglutinante prehidrolizado en una cantidad tal a la composición de recubrimiento que se recupere el equilibrio elegido de propiedades ópticas y mecánicas.

12. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la reacción del agente de modificación de la superficie y las nanopartículas se realiza en ausencia de un catalizador ácido.

13. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el agente modificador de la superficie se selecciona de tri- o tetraalcóxidos de silano y mezclas de los mismos.

14. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las nanopartículas tienen un tamaño de partícula principal de menos de 350 nm, medido usando SEM.

15. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las nanopartículas tienen una longitud de menos de 350 nm, medida usando SEM.

16. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el aglutinante de alcoxi silano se selecciona de tri- y tetraalcoxisilanos.

17. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que, en la etapa (iv), la aplicación se hace usando recubrimiento por menisco, recubrimiento por pulverización, recubrimiento por rodillo, recubrimiento por centrifugación o recubrimiento por inmersión.

18. Un recubrimiento antirreflectante sobre un sustrato obtenido del método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

19. Un recubrimiento antirreflectante sobre un sustrato de acuerdo con la reivindicación 18, en el que el sustrato es vidrio o cuarzo.