MXPA06002416A

MXPA06002416A - Articulo recubierto con un recubrimiento de carbono tipo diamante (dlc) tratable por calor.

Info

Publication number: MXPA06002416A
Application number: MXPA06002416A
Authority: MX
Inventors: Vijayen S Veerasamy
Original assignee: Guardian Industries
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2004-08-20
Publication date: 2006-06-20
Also published as: WO2005021454A3; EP1680528A2; US7060322B2; CA2536503A1; BRPI0414044A; DE602004021957D1; EP1680528B1; ATE435841T1; US20050048284A1; EP1680528A4; CA2536503C; ES2328040T3; WO2005021454A2

Abstract

Se proporciona un metodo para elaborar un articulo recubierto (por ejemplo, una unidad de ventana) y que corresponde al articulo recubierto. Una capa que incluye carbono tipo diamante (DLC) se forma en un substrato de vidrio, preferiblemente sobre al menos una capa de barrera. Despues, una capa protectora se forma en el substrato sobre la capa incluyente DLC. Durante el tratamiento por calor (HT), la capa protectora previene a la capa incluyente DLC de un quemado significativo. En consecuencia, el substrato de vidrio recubierto resultante puede usarse como se desee, ha tenido un HT e incluye una capa incluyente del DLC protectora. La capa protectora puede removerse despues del HT.

Description

ARTICULO RECUBIERTO CON UN RECUBRIMIENTO DE CARBONO TIPO DIAMANTE (DLC) TRATABLE POR CALOR CAMPO DE LA INVENCION La invención se refiere a un método para elaborar un artículo recubierto para usarse en una unidad de ventana o en cualquier otra aplicación adecuada. Por ejemplo, ciertas modalidades de esta invención se refieren a un método para elaborar una unidad de ventana (por ejemplo, un ventana de un vehículo tal como el parabrisas de un vehículo, las ventanas de las puertas, quemacocos, la ventana trasera o una unidad de ventana con aislamiento de vidrio (IG por sus siglas en inglés) ) que incluye una etapa de tratamiento con calor para un substrato de vidrio recubierto con al menos una capa que comprende carbono tipo diamante (DLC) . Otras modalidades de la invención se refieren a tal artículo recubierto, el cual puede usarse en aplicaciones de ventanas o en cualquier otra aplicación conveniente.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Las ventanas del vehículo (por ejemplo, el parabrisas, las ventanas de las puertas, quemacocos y ventana trasera) se conocen en el arte. Para los propósitos del ejemplo, los parabrisas del vehículo incluyen típicamente un par de substratos de vidrio doblados laminados al mismo tiempo vía una ínte capa de polímero tal como polivinil butiral (PVB) . Se sabe que uno de los dos substratos de vidrio puede tener un recubrimiento (por ejemplo, un recubrimiento de E bajo) superpuesto, con el propósito de controlar el sol tal como el reflejo de rayos infrarrojos (IR) y/o la radiación UV, de manera que el interior del vehículo pueda ser más confortable en ciertas condiciones ambientales. Los parabrisas de un vehículo convencional se elaboran como se describe a continuación. Se proporcionan un primero y segundo substratos de vidrio plano, uno de ellos tiene opcionalmente un recubrimiento de E bajo pulverizado superpuesto. El par de substratos de vidrio se lavan y se asientan al mismo tiempo (es decir, se juntan entre sí) y mientras se asientan, se inclinan al mismo tiempo debido al calor ajustándose a la forma del parabrisas deseado a una temperatura alta (por ejemplo, 8 minutos aproximadamente a 600-625°C) . Los dos substratos de vidrio inclinados se laminan entonces al mismo tiempo vía la intercapa del polímero para formar el parabrisas del vehículo. Las unidades de ventana con aislamiento de vidrio (IG) se conocen en el arte. Las unidades de ventana IG convencionales incluyen al menos un primer y segundo substratos de vidrio (uno que puede tener un recubrimiento para controlar el sol en la superficie interior del mismo) que se acopla entre sí vía al menos un sello (s) o espaciador (es) . El espacio o hueco resultante entre los substratos de vidrio puede o no llenarse de gas y/o evacuarse a una presión baja en distintos casos. Sin embargo, se requieren muchas unidades IG para templarse. El templado térmico de los substratos de vidrio para tales unidades IG requieren típicamente calentar los substratos de vidrio a la(s) temperatura (s) de por lo menos, aproximadamente 600°C durante un período suficiente de tiempo para habilitar el templado térmico. Otros tipos de artículos recubiertos también requieren un tratamiento de calor (HT) (por ejemplo, templado, doblamiento por calor, y/o fortalecimiento por calor) en ciertas aplicaciones. Por ejemplo y sin limitación, puertas de vidrio para duchas, cubiertas superiores de vidrio para mesas y similares requieren de un HT en ciertos casos. El carbono tipo diamante (DLC) se conoce casi siempre por sus propiedades de resistencia a las raspaduras. Por ejemplo, se discuten diferentes tipos de DLC en las siguientes patentes de E.U.A. : 6,303,225, 6,303,225, 6,261, 693, 6,338,901, 6,312,808, 6,280,834, 6,284,377, 6,335,086, 5,858,477, 5,635,245, 5,888,593, 5,135,808, 5,900,342 y 5,470,661 todas incorporadas en la presente mediante la referencia . Sería deseable en ocasiones, proporcionar una unidad de ventana u otro artículo de vidrio con un recubrimiento protector que incluya DLC para protegerlo de las raspaduras y similares. Desafortunadamente, el DLC tiende a oxidarse y quemarse a temperaturas de aproximadamente 380 a 400°C, debido a que el tratamiento con calor se realiza típicamente en una atmósfera que incluye oxígeno. Así, se apreciará que el DLC es una capa protectora que no puede resistir los tratamientos de calor (HT) a temperaturas extremadamente altas como las descritas anteriormente, que se requieren frecuentemente en la fabricación de ventanas para vehículos, unidades de ventanas IG, cubiertas superiores de vidrio para mesas y/o similares. Por lo tanto, los expertos en el arte apreciarán que existe una necesidad en el arte de un método para proporcionar artículos recubiertos tratados con calor (HT) con un recubrimiento protector (una o más capas) que comprendan DLC. También existe la necesidad de artículos recubiertos correspondientes tanto para tratarse por calor como con un pre-HT.

BREVE SUMARIO DE LOS EJEMPLOS DE LA INVENCION En ciertas modalidades ejemplares de la invención, se proporciona un método para elaborar un artículo recubierto (por ejemplo, una unidad de ventana para un vehículo, construcción o similares) , que incluyen el tratamiento por calor (HT) , en donde el artículo recubierto incluye un recubrimiento (uno o más capas) que comprenden carbono tipo diamante (DLC) . En ciertas modalidades ejemplares; se proporciona un método para elaborar un artículo recubierto al : (a) proporcionar al menos una capa de barrera soportada mediante un substrato de vidrio, (b) revestir un substrato de vidrio con una capa que comprende DLC sobre al menos la capa de barrera, después (c) formar una capa protectora de sacrificio en el substrato de vidrio sobre el DLC, y (d) tratar por calor el artículo recubierto con el DLC y la capa protectora de sacrificio superpuesta con la capa protectora previniendo que la mayoría de las DLC se quemen durante el tratamiento por calor. Continuando con el tratamiento por calor (HT) , puede removerse la capa protectora de sacrificio. Los artículos recubiertos tratados con calor resultantes pueden usarse en el contexto de por ejemplo, y sin limitación, ventanas para vehículos, ventanas para obras arquitectónicas, unidad de ventana con aislamiento de vidrio (IG) , puertas para duchas, cubiertas superiores de vidrio para mesas y/o similares. En ciertas modalidades ejemplares de esta invención, la capa protectora de sacrificio puede comprender nitruro de zirconio.

En otras modalidades ejemplares de esta invención, la capa protectora de sacrificio puede comprender nitruro de cromo . En ciertas modalidades ejemplares de esta invención, se proporciona un método para elaborar un articulo recubierto tratado con calor, el método comprende: proporcionar un substrato de vidrio formando al menos una capa que comprende carbono tipo diamante (DLC) en el substrato de vidrio;" formar una capa protectora que comprende nitruro de zirconio y/o cromo en el substrato de vidrio sobre al menos una capa que comprende DLC; tratar por calor el substrato de vidrio con la capa que comprende DLC y la capa protectora que comprende el nitruro de zirconio y/o cromo superpuesto de manera que durante el tratamiento por calor, la capa protectora evite una quemadura significativa de la capa que comprende DLC; y remover al menos, parte de la capa protectora que comprende el nitruro de zirconio y/o cromo después de dicho tratamiento por calor. En otras modalidades ejemplares de la invención, se proporciona un artículo recubierto que incluye un recubrimiento soportado por un substrato de vidrio, la capa comprende : por lo menos una capa de barrera soportada por el substrato de vidrio, una capa que comprende carbono tipo diamante (DLC) en el substrato de vidrio sobre al menos la capa de barrera; y una capa que comprende un nitruro de zirconio y/o cromo en el substrato de vidrio sobre al menos la capa que comprende DLC.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La FIGURA 1 es una vista en sección transversal de un articulo recubierto, previo al tratamiento por calor, de acuerdo a una modalidad ejemplar de la invención. Las FIGURAS 2 (a) -2 (c) son vistas en sección transversal que ilustran ciertas etapas llevadas a cabo en la elaboración de un artículo recubierto según una modalidad ejemplar de esta invención. La FIGURA 3 es una vista en sección transversal de un artículo recubierto hecho vía el proceso de la figura 2 de acuerdo a una modalidad ejemplar de la invención. La FIGURA 4 es una vista en sección transversal de una unidad de ventana IG que incluye el artículo recubierto de la figura 3 de acuerdo a una modalidad ejemplar de la invención .

DESCRIPCION DETALLADA DE LOS EJEMPLOS DE LA INVENCION Refiriéndose ahora más particularmente a los dibujos acompañantes en los cuales números de referencia similares se indican como partes a lo largo de las diversas vistas.

Ciertas modalidades ejemplares de la invención se refieren a los métodos para elaborar artículos recubiertos que pueden usarse en el tratamiento por calor (HT) , en donde el articulo recubierto incluye (una o más capas) que incluyen carbono tipo diamante (DLC) . En ciertos casos, el HT puede involucrar calentar un substrato de vidrio de soporte con el DLC superpuesto a una temperatura (s) de 550 a 800°C, más preferentemente de 580 a 800°C (que está bastante arriba de la temperatura de quemado del DLC) . En particular, ciertas modalidades ejemplares de la invención se refieren a una técnica que permite al DLC resistir tal HT sin quemarse significativamente durante el mismo. En ciertas modalidades, una capa protectora de sacrificio se forma en el substrato de vidrio sobre el DLC de manera que se reduzca la probabilidad de que se queme el DLC durante HT. Así, la mayoría (si no todos) de los restos del DLC permanecen en el substrato de vidrio, y no se queman durante el HT. Siguiente el HT, la capa protectora de sacrificio puede o no removerse en las distintas modalidades de esta invención. La figura 1 es una vista en sección transversal de un artículo recubierto de acuerdo a una modalidad ejemplar de la invención. Típicamente, el artículo recubierto de la figura 1 existe durante una etapa de fabricación previa al tratamiento por calor, pero también puede existir post-HT en ciertos casos. El artículo recubierto mostrado en la Fig. 1 incluye el substrato de vidrio 1, en por lo menos una capa de barrera 6, la capa de inclusión 11 de DLC y la capa protectora de sacrificio 17. El substrato 1 de vidrio es típicamente de o incluye vidrio de sílice cal-carbonato de sodio aunque pueden usarse en ciertos casos otros tipos de vidrio . Se proporciona una capa de barrera 6 para prevenir o reducir el oxígeno y/o sodio (Na) que emigra desde el vidrio 1 en el DLC 11 durante el HT. _A. este respecto, la capa de barrera 6 mejora todas las características ópticas de los artículos recubierto post-HT. La capa de barrera 6 "es preferiblemente de o incluye óxido de silicio, nitruro de silicio, oxinitruro de silicio, y/o similares, aunque también pueden usarse otros materiales para la barrera. Inesperadamente, se ha encontrado que el uso de óxido de silicio como una capa de barrera 6 (comparada al nitruro de silicio) conduce a menudo a resultados ópticos mejorados del producto final después del tratamiento por calor tal como una transmisión visible superior. Cualquiera de los materiales de capa de barrera 6 pueden estar impuros (por ejemplo, 0.5 a 15%) con aluminio, acero inoxidable o cualquier otro metal (es) en ciertas modalidades de la invención. Las capas de barrera 6 se forman en el substrato 1 de vidrio vía la pulverización de partículas o vía cualquier otra técnica adecuada. La capa de barrera 6 puede ser de aproximadamente 10 a 1,000 Á de espesor en ciertas modalidades e emplares, más preferentemente de 50 a 500 Á de espesor, y más preferentemente de 50 a 200 Á de espesor. La capa 11 incluyente de DLC puede ser de aproximadamente 5 a 1,000 ángstroms (Á) de espesor en ciertas modalidades ejemplares de la invención, más preferentemente de 10-300 Á de espesor, y más preferentemente de 45 a 65 Á de espesor. En ciertas modalidades ejemplares de la invención, la capa de DLC 11 puede tener una dureza promedio de por lo menos aproximadamente 10 GPa, más preferentemente al menos aproximadamente 20 GPa, y más preferentemente de aproximadamente 20-90 GPa. Tales capas 11 suministran dureza resistente a raspaduras, ciertos solventes y/o similares. La capa 11 puede, en ciertas modalidades ejemplares, ser de o incluir un tipo especial de DLC conocido como carbono tetrahédrico altamente amorfo (t-aC) , que puede ser hidrogenado (t-aC:H) en ciertas modalidades. En ciertas modalidades hidrogenadas, el tipo t-aC de DLC puede incluir de 1 a 30% de hidrógeno, más preferentemente de 5-20% de H, y más preferentemente de 10-20% de H. Este tipo de t-aC de DLC incluye más enlaces carbono-carbono sp3 (C--C) que enlaces carbono-carbono (C--C) sp2. En ciertas modalidades ejemplares, al menos aproximadamente 50% de enlaces carbono-carbono en la capa 11 de DLC pueden ser enlaces carbono-carbono sp3 (C--C), más preferentemente al menos aproximadamente 60% de los enlaces carbono-carbono en la capa 11 pueden ser enlaces carbono carbono sp3 (C--C) , y más preferentemente al menos aproximadamente 70% de los enlaces carbono-carbono en la capa 11 pueden ser enlaces carbono-carbono sp3 (C--C) . En ciertas modalidades ejemplares de la invención, el DLC puede tener una densidad promedio de al menos aproximadamente 2.4 g/cm3, más preferentemente al menos 2.7 g/cm3. Ejemplos de fuentes que emiten iones lineales que pueden usarse para depositar la capa 11 incluyente de DLC en el substrato 1 incluyen cualquiera de aquellos en cualquiera de las patentes de E.U.A. Nos. 6,261,693, 6,002,208, 6,335,086, ó 6,303,225 (todas incorporadas en la presente mediante la referencia) . Cuando se usa una fuente que emite iones para depositar capa(s) 11, reserva de suministro de gases de hidrocarburo (por ejemplo, C2H2) , HMDSO o cualquier otro gas adecuado puede usarse en la fuente que emite iones para provocar que la fuente emita una fuente de iones hacia el substrato 1 para formar las capa(s) 11. Se observa que la dureza y/o densidad de las capa(s) 11 puede ajustarse haciendo variar la energía de iones del aparato de deposición.

La capa 11 de DLC permite al artículo recubierto ser más resistente a las raspaduras aun si el DLC 11 no se proporcionara. Se observa que mientras que la capa 11 está en el substrato de vidrio 1 en ciertas modalidades de la invención, las capa(s) adicionales 6 pueden o no estar bajo la capa 11 entre el substrato 1 y la capa 11 en ciertas modalidades ejemplares de esta invención. Así, la frase "en el substrato" como se usa en la presente, no se limita a estar en contacto directo con el substrato como en otras capa (s) que pueden estar proporcionadas en las mismas. Por ejemplo y sin limitación, la capa 11 de o que incluye DLC puede ser cualquiera de las capas incluyentes DLC de cualquiera de las patentes de E.U.A. Nos. 6,592,993, 6,592,992, 6,531,182, 6,461,731, 6,447,891, 6,303,226, 6,303,225, 6,261,693, 6,338,901 6,312,808, 6,280,834, 6,284,377, 6,335,086, 5,858,477, 5,635,245, 5,888,593, 5,135,808, . 5,900,342 ó 5,470,661 (todas estas patentes que se incorporan en la presente mediante las referencias) , o alternativamente puede ser cualquier otro tipo adecuado de la capa incluyente de DLC. La capa 11 incluyente de DLC puede ser hidrófoba (ángulo de contacto alto) , hidrófila (ángulo de contacto bajo) , o ninguna, en las distintas modalidades de la invención. La capa protectora de sacrificio 17 se proporciona para proteger la capa de DLC 11 durante el HT. Si la capa 17 no fuera proporcionada, el DLC se oxidaría significativamente durante el HT y se quemaría, proporcionando así, un producto final propenso a raspaduras. Sin embargo, la presencia de la capa protectora de sacrificio 17 previene o reduce la cantidad de oxígeno qué puede alcanzar el DLC 11 durante el HT a partir de la atmósfera circundante, impidiéndole así al DLC oxidarse significativamente durante el HT. Como resultado, después del HT, la capa incluyente 11 de DLC permanece en el substrato de vidrio 1 para proporcionar la resistencia a las raspaduras y/o similares. Se ha encontrado sorprendentemente, que el uso del nitruro de zirconio (por ejemplo, ZrN) en una capa de barrera protectora de sacrificio 17 es especialmente benéfica con respecto a la reducción y/o prevención de la difusión de oxígeno en el DLC durante el HT. La capa de barrera de sacrificio 17 de o que incluye nitruro de zirconio puede ser de aproximadamente 300 a 600 Á de espesor en ciertas modalidades ejemplares de esta invención, más preferentemente de 450 a 480 Á de espesor. El nitruro de zirconio es un material muy denso, y proporciona una barrera excelente contra la difusión de oxígeno en el DLC durante el HT. En ciertas modalidades ejemplares de la invención, la capa 17 de nitruro de zirconio puede tener una densidad de por lo menos 6 g/cra3, más preferentemente por lo menos 7 g/cm3. Adicionalmente, en ciertas modalidades ejemplares, la capa 17 de nitruro de zirconio puede tener una dureza promedio de por lo menos 650 kgf/mm, más preferentemente de por lo menos 700 kgf/mm, y/o puede tener una población de traslape de enlace de al menos 0.25 (más preferentemente por lo menos de aproximadamente 0.30) para propósitos de resistencia. En ciertos casos del ejemplo, muchos de los enlaces de ZrN en la capa 17 son del tipo covalente, que son más fuertes que los enlaces iónicos para los propósitos de resistencia. También se observa que en ciertas modalidades ejemplares de la invención, el ZrN de la capa 17 puede tener un punto de fusión de por lo menos 2,500°C y puede ser aproximadamente de 2,980°C en ciertos casos del ejemplo. El nitruro de zirconio de la capa 17 puede o no estar impurificado con otros materiales en las distintas modalidades de la invención. En ciertas modalidades ejemplares de la invención, la capa 17 de nitruro de zirconio no está impurificado con cualquier otro material. Sin embargo, en otras modalidades ejemplares de la invención, la capa 17 de nitruro de zirconio puede estar impurificado con Cu y/o Ni (por ejemplo, desde alrededor de 0 a 15%, más preferentemente desde alrededor de 1-10%) para proporcionar estabilidad adicional y/o resistencia. La presencia de una impureza tal como Cu y/o Ni en el ZrN puede ayudar al ZrN a ser más estable durante el HT y puede por ejemplo, prevenir o reducir los cambios de fase (por ejemplo, un cambio a ZrO) del ZrN durante el HT. Por otra parte, en ciertos casos del ejemplo, la impureza de Ni en la capa 7 de ZrN puede servir como un desgasificador del oxígeno en la capa de ZrN, permitiendo que la capa 7 funcione mejor como una barrera de oxigeno previniendo o reduciendo la difusión de oxígeno en el DLC 11 durante el HT. En ciertas modalidades ejemplares de la invención, el nitruro de zirconio de la capa 17 puede estar representado por ZrxNy, en donde la relación entre x-.y es de 0.8 a 1.2, y es preferentemente de aproximadamente 1.0 en ciertas modalidades ejemplares. En otras modalidades ejemplares de la invención, el Zr en la capa 17 puede reemplazarse por Cr (o- NiCr) . Así, en tales modalidades, la capa 17 puede comprender CrN, en donde la capa de CrN puede o no estar en forma de una impureza con Ni o similares en la forma y cantidad (es) explicadas anteriormente . Un ejemplo del proceso de fabricación de una unidad de ventana o similar se describirá ahora con respecto a las figuras 2-3. Inicialmente, como se muestra en la figura 2 (a) , se proporciona el substrato de vidrio 1 y al menos una capa de barrera 6 (por ejemplo, óxido de silicio, nitruro de silicio, oxinitruro de silicio, o similares) se pulveriza de forma iónica en una superficie de la misma. Opcionalmente, un recubrimiento de control solar de múltiples capas (no se muestra) puede depositarse (por ejemplo, via la pulverización iónica) en la superficie del substrato de vidrio 1 opuesto a la capa de barrera 6. Como se muestra en la figura 2 (b) , al menos una capa 11 de o que incluye DLC se deposita (por ejemplo, vía la deposición de la emisión de iones) en el substrato de vidrio 1 sobre al menos la capa de barrera 6. Entonces, como se muestra en la figura 2 (c) , una capa protectora 17 se deposita en el substrato 1 sobre la capa 11 incluyente de DLC. La capa protectora 17 puede estar depositada via pulverización iónica, CVD, deposición de emisión de iones o cualquier otra técnica adecuada. En una modalidad ejemplar de la invención, la capa protectora 17 puede ser de o incluir nitruro de zirconio como se explicó anteriormente. Aun cuando la capa 17 puede comprender nitruro de zirconio en ciertas modalidades, esta invención no está así limitada. Alternativamente, en lugar del nitruro de zirconio, la capa 17 puede ser de o incluir uno o más de: nitruro de cromo, nitruro de níquel -cromo, silicio amorfo, nitruro de silicio, óxido de silicio, oxinitruro de silicio, BCX (carburo de boro en donde x es de 0.75 a 1.5), TiCx (carburo de titanio, en donde x es de 0.47 a 0.99 este puede ser resistente a la oxidación) , HfCx (carburo de hafnium en donde x es de 0.47 a 0.99), TixHfyC (carburo de hafnium de titanio, en donde en ciertos ejemplos no limitantes, los ejemplos x pueden ser de alrededor de 0.6 e y puede ser alrededor de 0.4) , TaCx (carburo de tantalio, donde x es de 0.47 a 0.99), ZrCx (carburo de zirconio, donde x es de 0.47 a 0.99), Cr, NiCr, NiCrOx, Ti, una mezcla pastosa removible de óxido de magnesio, y/o TiOx. Ciertos de estos materiales se discuten en la Solicitud de Patente de E.U.A. No. 10/091,589, presentada el 7 de marzo de 2002, la descripción que se incorpora en la presente mediante la referencia. Opcionalmente, una capa protectora delgada que comprende DLC o similares (no se muestra) puede ser proporcionada sobre la capa de sacrificio 17 previo al HT, para prevenir también que la capa 17 se desprenda anticipadamente (es decir, para impedir que la capa de sacrificio 17 se desprenda antes del HT o durante las etapas recientes del HT) . Un ejemplo de tal capa protectora (no se muestra) es una capa de DLC delgada aproximadamente de 10-30 Á de espesor, o cualquier otro material adecuado que puede quemarse durante el HT o que puede quitarse fácilmente después del HT. Tal capa de DLC delgada (no se muestra) sobre la capa de sacrificio 17 se quemaría rápidamente durante .el HT. Como se muestra en la figura 2 (c) , el substrato 1 de vidrio con por lo menos las capas 6, 11 y 17 superpuestas se tratan entonces por calor (HT) para los propósitos de templado térmico, doblado por calor, resistencia al calor y/o similares. Al menos parte de este HT puede conducirse por ejemplo, en una atmósfera que incluye oxígeno como se conoce en el arte, a la(s) temperatura (s) de 550 a 800°C, más preferentemente de 580 a 800 °C (es decir, las temperatura (s) arriba de la temperatura de quemado del DLC) . El HT puede durar por lo menos un minuto, más preferentemente de 1-10 minutos, en ciertos ejemplos no limitantes de la invención. Durante el HT, la presencia de la capa protectora 17 protege a la capa 11 incluyente del DLC del HT y previene que la capa 11 se queme debido a la presencia de una oxidación significativa. Mientras que en algunos ejemplos, cierta capa 11 puede quemarse durante el HT, la mayoría si no toda la capa 11 incluyente de DLC permanece en el substrato 1 incluso después del HT debido a la presencia de la capa protectora 17. Una ventaja significativa asociada con el uso de nitruro de zirconio en la capa 17 es su facilidad para retirarse después del HT. Las capas protectoras tales como las de nitruro de silicio son algunas veces indeseables puesto que requieren de un grabado complejo para retirarlas después del HT. Por otro lado, se ha encontrado que cuando la capa 17 está hecha de nitruro de zirconio, la capa 17 tiende a empezar a desprenderse sola y/o retirarse fácilmente después del HT. Se cree que la capa de nitruro de zirconio 17 es fácil de retirar a partir del DLC 11 después del HT debido a los esfuerzos asociados con la capa 17 y la desigualdad térmica entre las capas 11 y 17. En particular, los esfuerzos de compresión intrínsecos de la capa 17 de nitruro de zirconio combinados con el esfuerzo inducido térmicamente en la misma dirección, provoca la deslaminación de la capa 17 ya sea que se presente automáticamente o fácilmente después del HT. La remoción de la capa 17 de nitruro de zirconio del · DLC después del HT puede ser auxiliada mediante el frotamiento del artículo recubierto con Windextm, agua, alcohol, una solución que incluye hidróxido de amonio, y/o similares. El frotamiento con tales líquidos puede ser especialmente benéfico en la remoción de la capa 17 después del HT cuando el artículo recubierto todavía esté caliente allí (por ejemplo, cuando la capa 17 es de alrededor de 80-200°C, más preferentemente de aproximadamente 100-180°C) . Después de que la capa 17 se ha removido, el artículo recubierto restante se muestra en la figura 3 e incluye una capa externa que comprende el DLC resistente a las raspaduras . Los procesos mencionados anteriormente son ventajosos para proporcionar una técnica que permite a un artículo recubíerto que incluye una capa incluyente de DLC protectora que va a ser tratada sin la capa DLC que se quema durante tal HT. En otras palabras, se hace necesario proporcionar una capa 11 incluyente de DLC protectora en un producto en una forma comercialmente disponible. De acuerdo a ciertas modalidades ejemplares de esta invención, los artículos recubiertos en la presente pierden no más de alrededor de 15% de su transmisión visible debido al HT, más preferiblemente no más de alrededor del 10%. Por otra parte, los artículos recubiertos monolíticos en la presente tienen preferiblemente una transmisión visible después del HT de al menos de alrededor del 70%, más preferiblemente de al menos alrededor del 75%. Como un ejemplo, la transmisión visible de un artículo recubierto monolítico puede caer desde alrededor del 85% hasta alrededor del 78% debido al HT. El artículo recubierto de la figura 3 puede ser usado en varias aplicaciones, que incluyen pero no se limitan a unidades de ventanas IG, parabrisas de vehículos laminados, otros tipos de ventanas para vehículos, aplicaciones en mobiliarios y/o similares. Como un ejemplo, el artículo recubierto de la figura 3 puede usarse en una unidad de ventana IG (que aisla al vidrio) como se muestra en la figura 4. La unidad de ventana IG de la figura 4 incluye un primer substrato 1 de vidrio y un segundo substrato 3 de vidrio que se sellan al mismo tiempo y/o con un espacio entre sí vía uno o más espacios/sellos 5. El hueco o espacio 7 definido entre los substratos opuestos 1 y 3 pueden o no llenarse con gas (por ejemplo, Ar) y pueden o no evacuarse a una presión más baja a la atmosférica en distintas modalidades de esta invención. Los substratos (s) de vidrio 1 y/o 3 pueden ser de vidrio de sílice-cal-carbonato de sodio (por ejemplo, elaborados vía el proceso conocido como de flotación) o cualquier otro tipo adecuado de vidrio (por ejemplo, vidrio de borosilicato) en las distintas modalidades de esta invención. Cada substrato 1, 3 puede ser de alrededor de 1 a 10 mm. de espesor, más preferentemente de 2 a 5 mm de espesor, y el más preferentemente de alrededor de 2.5 a 3.6 mm de espesor en ciertas modalidades ejemplares de esta invención. Refiriéndose aún a la figura 4, opcionalmente el substrato 1 y/o 3 puede tener un recubrimiento para el control solar (por ejemplo, el recubrimiento E bajo de múltiples capas) (no se muestra) proporcionado en la superficie interior de la misma frente al otro substrato. Por ejemplo y sin limitación, el recubrimiento de control solar puede incluir cualquiera de los recubrimientos en cualquier patente E.U.A. Nos. 5,688,585, 5,557,462, 4,898,790, 5,514,476, 3,682,528, 5,376,455, 5,377,045, 5,514,476, 5,770,321, 5,902,505, 5,942,338, 6,059,909, 6,060,178, 6,132,881, ó 6,159,607, o la U.S. No. de serie 09,794,224 (ver la WO 02/04375) todas incorporadas en la presente mediante la referencia. Muchos de estos recubrimientos de control solar incluyen al menos (y algunas veces múltiples) capas que reflejan IR (por ejemplo, que incluyen Ag y/o NiCr) intercalados entre un par de capas dieléctricas; en donde las capas dieléctricas pueden o no estar en contacto con Ag o NiCr. Sin embargo, la invención actual no se limita y cualquier otro tipo de recubrimiento para el control solar puede usarse en lugar de los distintos ejemplos. En ciertas modalidades ejemplares de esta invención, la unidad de ventana IG de la figura 4 tiene una transmisión visible de al menos el 50%, más preferiblemente de al menos 60% y en algunos casos al menos del 70%.

EJEMPLO Para los propósitos del ejemplo y sin limitación, el ejemplo del artículo recubierto se elaboró y se probó de acuerdo a una modalidad ejemplar de esta invención. Una capa de barrera 6 de nitruro de silicio de aproximadamente 100 Á de espesor, una capa 11 de DLC (tipo ta-C:H) de aproximadamente 70 Á de espesor, y una capa 17 de barrera de ZrN protectora de sacrificio de aproximadamente 460 Á de espesor se depositaron en un substrato 1 de vidrio de sílice-cal-carbonato de sodio como se muestra en la figura 1. Previo al tratamiento por calor, el artículo recubierto tuvo una transmisión visible de más de 80%. El artículo recubierto se trató después por calor a una temperatura de aproximadamente 625°C. Como resultado de este tratamiento por calor, el inicio del deslaminado de la capa 17 de ZrN de sacrificio a partir de su propia DLC 11 se debe tanto a sus esfuerzos intrínsecos inducidos por una desigualad térmica. La capa 17 se limpió entonces usando una toalla de papel y Windextni. La transmisión visible del artículo recubierto monolítico después del tratamiento por calor y después de que la capa 17 se limpió fue tan alta como de aproximadamente 78%. La carga de ralladura para la muestra fue arriba de las 50 libras (22.7 kg) , aunque puede ser más baja en ciertas modalidades. Finalmente, se observa que en una gráfica XPS (no se muestra) se ha indicado que como resultado del HT, el Si y el N del nitruro de silicio en la capa de barrera 6 pueden migrar a la capa 11 del DLC al menos en una porción de interfase de la misma, así como algo de oxígeno. Sin embargo, esto no es particularmente un problema puesto que solo cantidades pequeñas de oxigeno están involucradas . Adicionalmente, después del HT, no se encuentra virtualmente alguna traza de Zr en la superficie del DLC después de la remoción del ZrN antes mencionada. Aun cuando la invención se ha descrito en relación con lo considerado recientemente por ser más practico para las modalidades preferidas, será entendido que la invención no se limita a las modalidades descritas, sino por el contrario, se piensa que cubre varias modificaciones y ajustes equivalentes incluidos dentro del espíritu y alcance de las reivindicaciones añadidas .

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un método para elaborar un articulo recubierto tratado con calor, el método está caracterizado porque comprende: proporcionar un substrato de vidrio; formar al menos una capa que comprende carbono tipo diamante (DLC) en el substrato de vidrio; formar una capa protectora que comprende nitruro · de zirconio en el substrato de vidrio sobre al menos la capa que comprende DLC; tratar con calor el substrato de vidrio con la capa que comprende DLC y la capa protectora que comprende nitruro de zirconio superpuesta de manera que durante el tratamiento por calor, la capa protectora que comprende nitruro de zirconio prevenga el quemado significativo de la capa que comprende DLC, en donde el tratamiento por calor comprende calentar el substrato del vidrio a temperatura (s) suficiente para el templado término, resistencia al calor y/o doblamiento por calor; y remover al menos parte de la capa protectora que comprende nitruro de zirconio después del tratamiento por calor.
2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la capa que comprende DLC se forma via una emisión de iones.
3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la capa protectora que comprende el nitruro de zirconio se forma por lo menos parcialmente en el substrato de vidrio vía pulverización iónica.
4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende pulverización iónica de un recubrimiento de múltiples capas para el control solar sobre una superficie del substrato de vidrio de manera que el recubrimiento del control solar y la capa que comprende DLC se forman en lados opuestos al substrato de vidrio.
5. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el recubrimiento para el control solar comprende por lo menos, una primera y segundas capas dieléctricas, y una capa que refleja rayos infrarrojos (IR) que comprende uno de Ag y NiCr proporcionados entre las capas dieléctricas.
6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además formar una capa de barrera que comprende óxido de silicio y/o nitruro de silicio en el substrato de vidrio para ser localizado entre por lo menos el substrato de vidrio y la capa que comprende DLC .
7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además, después del tratamiento por calor, acoplar el substrato de vidrio con la capa que comprende DLC superpuesta a otro substrato de vidrio para elaborar una unidad de ventana IG.
8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la capa protectora que comprende nitruro de zirconio está impurificada con Ni y/o Cu.
9. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tratamiento por calor comprende calentar el substrato de vidrio con la capa que comprende DLC y la capa protectora superpuesta usando al menos temperaturas de por lo menos 550°C.
10. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tratamiento por calor comprende calentar el substrato de vidrio con la capa que comprende DLC y la capa protectora superpuesta usando al menos temperatura (s) de al menos 580°C.
11. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la capa comprende DLC que incluye DLC amorfo y tiene más enlaces carbono-carbono sp3 que enlaces carbono-carbono sp2.
12. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la capa que comprende DLC tiene una dureza promedio de al menos 10 GPa.
13. El método de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado porque la capa que comprende DLC tiene una dureza promedio de al menos 20 GPa.
14. El método de conformidad con la reivindicación lf caracterizado porque la capa que comprende DLC tiene una densidad de por lo menos aproximadamente 2.7 g/cm3, y en donde la capa que comprende DLC se hidrogena.
15. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la capa que comprende DLC comprende carbono amorfo tetrahédrico altamente hidrogenado (ta-C:H) .
16. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la capa protectora que comprende nitruro de zirconio es de 300 a 600 Á de espesor.
17. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la capa protectora comprende nitruro de zirconio es de 450 a 480 Á de espesor.
18. Un método para elaborar un artículo recubierto tratado con calor, el método está caracterizado porque comprende: proporcionar un substrato de vidrio; formar al menos una capa que comprende carbono tipo diamante (DLC) en el substrato de vidrio; formar una capa protectora que comprende un nitruro de zirconio y/o cromo en el substrato de vidrio sobre al menos la capa que comprende DLC; tratar por calor el substrato de vidrio con la capa que comprende DLC y la capa protectora que comprende nitruro de zirconio y/o cromo superpuestos de manera que durante el tratamiento por calor, la capa protectora prevenga el quemado significativo de la capa que comprende DLC; y remover al menos parte de la capa protectora que comprende el nitruro de zirconio y/o cromo después del tratamiento por calor.
19. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la capa que comprende DLC se forma vía una emisión de iones.
20. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la capa protectora se forma por lo menos parcialmente vía pulverización iónica.
21. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque además comprende, pulverización iónica, un recubrimiento de múltiples capas para el control solar sobre una superficie del substrato de vidrio de manera que el recubrimiento para el control solar y la capa que comprende DLC se formen en los lados opuestos del substrato de vidrio .
22. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el recubrimiento para el control solar que comprende al menos una primera y segunda capas dieléctricas, y una capa que refleja rayos infrarrojos (IR) que comprende uno de Ag y NiCr proporcionados entre las capas dieléctricas.
23. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque comprende formar una capa de barrera en el substrato de vidrio de manera que pueda localizarse entre al menos el substrato de vidrio y la capa que comprende DLC .
24. El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque la capa de barrera comprende óxido de silicio y/o nitruro de silicio, y en donde el método comprende además, después del tratamiento por calor, acoplar el substrato de vidrio con la capa que comprende DLC superpuesto a otro substrato de vidrio para formar una unidad de ventana IG.
25. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la capa protectora comprende el nitruro de zirconio y/o cromo que está impurificado con Ni y/o Cu.
26. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el tratamiento por calor comprende calentar el substrato de vidrio con la capa que comprende DLC y la capa protectora superpuesta usando al menos la temperatura (s) de al menos 550 °C.
27. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la capa que comprende DLC incluye DLC amorfo y tiene más enlaces carbono-carbono sp3 que enlaces carbono-carbono sp2.
28. El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque la capa que comprende DLC tiene una dureza promedio de al menos 10 GPa.
29. El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque la capa que comprende DLC tiene una densidad de al menos aproximadamente 2.7 g/cm3, y caracterizado porgue la capa que comprende DLC se hidrogena .
30. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la capa protectora que comprende el nitruro de zirconio y/o cromo es de 300 a 600 A de espesor.
31. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la capa protectora que comprende nitruro de zirconio y/o cromo es de 450 a 480 Á de espesor.
32. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la capa protectora comprende un nitruro de cromo .
33. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la capa protectora comprende un nitruro de NiCr.
34. Un artículo recubierto que incluye un recubrimiento soportado por un substrato de vidrio, caracterizado porque el recubrimiento comprende: una capa de barrera soportada por el substrato de vidrio; una capa que comprende carbono tipo diamante (DLC) en el substrato de vidrio sobre al menos la capa de barrera, y una capa que comprende nitruro de zirconio en el substrato de vidrio sobre al menos la capa que comprende DLC.
35. El artículo recubierto de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque la capa de barrera comprende óxido de silicio y/o nitruro de silicio, y una o más de las capas de barrera pueden ser proporcionadas entre el substrato de vidrio y la capa que comprende DLC.
36. El artículo recubierto de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque la capa que comprende nitruro de zirconio es de 300 a 600 A de espesor.
37. El artículo recubierto de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque la capa que comprende nitruro de zirconio es de 450 a 480 A de espesor.
38. El artículo recubierto de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque la capa que comprende nitruro de zirconio comprende esfuerzos inducidos intrínsecamente y/o térmicamente que permiten que sea fácilmente removida del artículo recubierto siguiendo el tratamiento por calor.
39. El artículo recubierto de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque comprende una capa que incluye DLC localizada sobre la capa que comprende nitruro de zirconio.
40. Un artículo recubierto que incluye un recubrimiento soportado por un substrato de vidrio, el recubrimiento está caracterizado porque comprende: al menos una capa de barrera soportada por el substrato de vidrio; una capa que comprende carbono tipo diamante (DLC) en el substrato de vidrio sobre al menos la capa de barrera; y una capa que comprende un nitruro de zirconio y/o cromo en el substrato de vidrio sobre al menos la capa que comprende DLC.
41. El artículo recubierto de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque la capa que comprende nitruro de zirconio y/o cromo comprende un esfuerzo que permite removerse fácilmente del articulo recubierto siguiendo el tratamiento por calor.