PT636588E

PT636588E - Substratos esmaltados em vidro

Info

Publication number: PT636588E
Application number: PT94401650T
Authority: PT
Inventors: Jean-Pierre Wyart
Original assignee: Saint Gobain
Priority date: 1993-07-23
Filing date: 1994-07-19
Publication date: 2001-10-30
Also published as: ES2157965T3; DK0636588T3; DE69427436T2; DE69427436D1; EP0636588A2; EP0636588A3; EP0636588B1; ATE202058T1; FR2707975B1; FR2707975A1

Description

DESCRIÇÃO EPÍGRAFE : “SUBSTRATOS ESMALTADOS EM VIDRO” A presente invenção diz respeito a substratos esmaltados em vidro, os ditos substratos sendo destinados, nomeadamente, à realização de revestimentos de edifícios.

É já conhecido utilizar como revestimento de edifícios, nomeadamente de fachadas de edifícios, vidraças temperadas revestidas, sobre uma das suas faces, de uma camada esmaltada de cor apropriada. Estas vidraças, para ser utilizadas no edifício, devem satisfazer certos regulamentos ou ser conforme certas normas e devem, nomeadamente, apresentar uma boa resistência aos choques, à abrasão e ao envelhecimento. A industria investe assim em encontrar revestimentos sempre mais desenvolvidos conservando um aspecto agradável destes produtos e alargando a gama das cores disponíveis. O objecto da presente invenção é de fornecer substratos em vidro revestidos de esmalte sobre pelo menos uma parte de uma das suas faces e destinados, nomeadamente, ao revestimento das fachadas, estes substratos apresentando ao mesmo tempo características de resistência, nomeadamente mecânica, melhoradas e um aspecto estético agradável, se este não é original. 1

Este objectivo é atingido graças a um substrato em vidro revestido sobre pelo menos uma parte de uma das suas faces de pelo menos duas camadas esmaltadas sobrepostas, a camada de esmalte em contacto com o substrato em vidro compreendendo uma matriz de vidro e partículas reflectoras cujo índice de refracção é diferente daquele da matriz de vidro, estas partículas reflectoras apresentando além disso uma temperatura de fusão superior àquela da matriz de vidro, e a segunda camada de esmalte não compreendendo partículas reflectoras ou compreendendo partículas reflectoras numa proporção inferior ou igual àquela das partículas reflectoras no seio da primeira camada de esmalte.

Os substratos de acordo com a invenção consistem, nomeadamente, em uma ou várias folhas de vidro, ou vidraças, preferencialmente planas, destinadas a servir de peitorais de janela, paramentos de elementos de enchimento, de frisos de lojas... Eles podem igualmente consistir em elementos de vidro não planos (tais como garrafas) ou todos os elementos de vidro servindo para a decoração ou para a realização de revestimentos.

Os substratos de acordo com a invenção destinados ao revestimento de fachadas são, vantajosamente, folhas de vidro temperadas durante a operação de cozimento dos esmaltes e apresentando por este facto uma resistência acrescida aos choques de corpos estranhos e aos choques térmicos, assim como uma boa resistência à flexão. 2 9Γ

As composições de esmalte utilizadas de acordo com a invenção apresentam-se antes do cozimento sob forma, nomeadamente, de massa vítrea calcinada e de um intermediário, o dito intermediário compreendendo um ligante permitindo antes do cozimento a ligação com o vidro e/ou um diluente ou solvente para afinar a viscosidade desejada. Estas composições de esmalte podem igualmente compreender pigmentos à base de óxidos metálicos empregados geralmente como corantes. Diferentes exemplos de componentes entrando nas composições de esmalte podendo ser utilizados no quadro desta invenção são conhecidos, nomeadamente, nas patentes tais como a patente EP 0 174 893, EP 0 074 314 ou ainda no pedido de patente FR 2 672 044.

Notemos que o ou os intermediários utilizados nas composições de esmalte de acordo com a invenção são eliminados pela evaporação e/ou carbonização durante as operações de secagem e/ou de cozimento dos esmaltes, as massas vítreas calcinadas e os pigmentos eventuais, dando, após cozimento e arrefecimento dos esmaltes, matrizes de vidro transparentes ou não, coloridas ou não, estas características das matrizes obtidas dependendo do esmalte utilizado e da posição da camada de esmalte em relação ao substrato em vidro no substrato esmaltado de acordo com a invenção, como explicitado ulteriormente.

Além disso os componentes precedentemente citados, a camada de esmalte em contacto com o substrato em vidro contém, como indicado na definição da invenção, partículas reflectoras. Estas partículas possuem um índice de refracção diferente daquele da matriz do vidro do esmalte em contacto com o substrato e apresentam 3

Tt uma temperatura de fusão superior àquela da dita matriz de vidro, nomeadamente uma temperatura de fusão superior à temperatura utilizada para cozer o esmalte e vitrificar as massas vítreas calcinadas com os eventuais pigmentos.

De preferência, as partículas reflectoras de acordo com a invenção consistem em partículas formadas ou recobertas de pelo menos um metal tal como alumínio, o cromo, o níquel, o zircónio, o paládio, o cádmio, o cobre... e/ou formadas ou recobertas de pelo menos um óxido metálico tal como o dióxido de titânio.

De maneira particularmente preferida, as partículas reflectoras utilizadas consistem em partículas de mica recobertas de pelo menos um metal e/ou um óxido metálico tal como aqueles precedentemente citados.

Geralmente para obter um aspecto brilhante e/ou metalizado conveniente, a camada de esmalte em contacto com o substrato em vidro compreende mais de 3 % em volume de partículas reflectoras e, de maneira preferida, mais de 10 % em volume das ditas partículas, as partículas em questão apresentando de preferência uma granulometria compreendida entre 10 e 200 pm, e a matriz de vidro da camada de esmalte em contacto com o substrato é preferencialmente transparente ou translúcida. O facto de ter uma matriz de vidro transparente ou translúcida para a camada de esmalte em contacto com o substrato em vidro permite reforçar o efeito luminoso de reflexão produzido pelas partículas reflectoras ao mesmo tempo que conserva uma taxa de partículas reflectoras limitada. Convém com efeito notar que a adesão do esmalte contendo as partículas reflectoras ao substrato em vidro em 4 contacto com o qual se encontra faz-se por intermédio da matriz de vidro do dito esmalte e que a presença das partículas reflectoras no seio da dita matriz impede tanto mais a adesão do esmalte ao substrato quanto a taxa das ditas partículas no seio do esmalte é importante. Afim de reforçar o efeito luminoso produzido pelas partículas reflectoras sem utilizar uma taxa muito elevada das ditas partículas podendo prejudicar a boa aderência do esmalte, os componentes outros para além das partículas metálicas de esmalte em contacto com o substrato são pois preferencialmente escolhidos de maneira a dar por vitrificação uma matriz transparente ou translúcida fazendo ressaltar mais fácilmente as partículas reflectoras, mesmo de fraca taxa.

De preferência, o factor de transmissão luminoso da matriz de vidro de esmalte em contacto com o substrato em vidro no substrato esmaltado de acordo com a invenção é de pelo menos 50 % e a taxa de partículas reflectoras no seio do dito esmalte não excede 80 % em volume e, de preferência, 70 % em volume.

Contràriamente à primeira camada de esmalte em contacto com o substrato e, de maneira preferida, a segunda camada de esmalte depositada sobre o substrato não compreende partículas reflectoras. Os componentes desta camada não são além disso necessáriamente idênticos àqueles da camada de esmalte em contacto com o substrato, partículas reflectoras colocadas à parte. A segunda camada de esmalte permite em primeiro lugar melhorar as características de resistência à abrasão do substrato revestido da primeira camada de esmalte. Com efeito, como indicado precedentemente, devido ao facto da presença nesta primeira camada das partículas reflectoras, a adesão da dita camada sobre o substrato pode revelar-se insuficiente e o substrato revestido desta única camada pode apresentar uma resistência à abrasão insatisfatória. O depósito de uma segunda camada permite então melhorar a resistência à abrasão do substrato esmaltado.

Notemos a este respeito que a presença de partículas reflectoras no seio da segunda camada de esmalte não é entretanto excluída. Neste caso, para conservar certas características de resistência à abrasão do substrato esmaltado, a proporção destas partículas no seio da dita segunda camada é preferencialmente inferior àquela das partículas reflectoras no seio da camada de esmalte em contacto com o substrato. A segunda camada de esmalte permite igualmente conferir ao substrato revestido da primeira camada de esmalte a opacidade requerida em certas aplicações e, no caso em que a matriz de vidro da primeira camada pré-citada é incolor e transparente ou translúcida, permite conferir a sua coloração ao substrato esmaltado de acordo com a invenção. O facto de utilizar um esmalte apresentando após cozimento uma matriz de vidro de coloração neutra e transparente ou translúcida para a camada de esmalte em contacto com o substrato apresenta a este respeito a vantagem de permitir mais fácilmente a associação desta primeira camada a uma segunda camada independentemente nomeadamente da coloração desta última.

No caso em que o substrato, de acordo com a invenção, consiste em uma ou várias folhas de vidro, a segunda camada de esmalte é preferencialmente opaca e, no caso em que o substrato, de acordo com a invenção, consiste em um elemento de vidro

oco tal como uma garrafa, a segunda camada de esmalte é de preferência transparente.

Qualquer que seja o modo de realização da presente invenção, convém assinalar que a combinação do substrato em vidro e das duas camadas de esmalte, de acordo com a invenção, permite obter um produto apresentando propriedades mecânicas melhoradas em relação a um substrato em vidro revestido de um esmalte tradicional, este produto apresentando além disso um aspecto brilhante e/ou metalizado original. Este aspecto pode-se caracterizar pela taxa de reflexão difusa medida sobre os produtos obtidos. Esta taxa de reflexão difusa é determinada por um espectrofotómetro Minolta CM 2002 com um iluminante D 65, segundo o manual de utilização deste aparelho. No caso dos produtos de acordo com a invenção, a taxa de reflexão difusa ultrapassa geralmente pelo menos 50 % a taxa de reflexão difusa medida sobre os substratos em vidro revestidos de um esmalte tradicional para um mesmo comprimento de onda no espectro visível.

De preferência, a espessura da camada de esmalte de partículas reflectoras depositada sobre o vidro é compreendida entre 30 μΐη e 100 pm, a espessura da segunda camada sendo compreendida entre 30 μΐη e 200 μιτι. Convém notar que, quanto mais a espessura da camada de esmalte em contacto com o substrato em vidro é fraca, mais a concentração das partículas reflectoras no seio da dita camada é vantajosamente fraca para permitir uma adesão suficiente da dita camada ao substrato e uma resistência suficiente à abrasão do substrato esmaltado, e mais é interessante utilizar para a dita camada uma composição de esmalte dando após 7 vitrificação da massa vítrea calcinada e eventualmente pigmentos que ela contém uma matriz de vidro transparente ou translúcida fazendo mais fácilmente ressaltar as partículas reflectoras da dita camada para as fracas concentrações de partículas reflectoras.

Para fabricar o produto esmaltado de acordo com a invenção, pode-se utilizar o processo seguinte: deposita-se a primeira camada de esmalte, a saber aquela contendo as partículas reflectoras, sobre o substrato em vidro por serigrafia, pulverização ou por cortina. Esta camada é de seguida seca, seja por infravermelhos para eliminar os solventes ou diluentes dos intermediários presentes nas composições de esmalte, seja por irradiação U.V. para provocar o endurecimento por polimerização da dita camada, seja por micro-ondas e/ou sopragem de ar quente. Depois deposita-se a segunda camada de esmalte sobre a primeira, de preferência por serigrafia ou por cortina, seca-se e trata-se térmicamente as duas camadas a alta temperatura afim de vitrificar os esmaltes e obter o revestimento definitivo.

Segundo uma variante vantajosa, as duas camadas são depositadas molhado/molhado sobre o substrato em vidro, quer dizer segundo o método seguinte: a primeira camada é depositada sobre o substrato por serigrafia, pulverização ou cortina e revestida da segunda camada de esmalte, por serigrafia ou cortina, enquanto aquela se encontra ainda no estado húmido. As duas camadas são de seguida secas, depois submetidas a um tratamento térmico a alta temperatura para vitrificar os esmaltes e obter o revestimento definitivo. Este método apresenta δ

nomeadamente a vantagem de suprimir ou de reduzir a etapa intermédia de secagem da primeira camada, dispendiosa em energia e limitando a produtividade.

Assinalamos que o tratamento térmico a alta temperatura do substrato revestido das duas camadas de esmalte é vantajosamente aquele da operação de têmpera térmica do vidro quando se deseja obter um vidro temperado.

Os exemplos seguintes ilustram a presente invenção sem todavia limitar o alcance, dando nomeadamente exemplos de substratos esmaltados de acordo com a presente invenção e comparando as características de resistência mecânica em flexão e de reflexão difusa dos produtos de acordo com a presente invenção com aqueles dos substratos em vidro revestidos de um esmalte tradicional. EXEMPLO 1

Neste exemplo, uma folha de vidro é revestida de uma camada de esmalte A a aproximadamente 15 % em volume de partículas reflectoras compreendendo uma matriz de vidro à base de óxidos metálicos, essencialmente de óxido de chumbo e, no que respeita a partículas reflectoras, partículas de mica recobertas de uma ou várias camadas de óxidos metálicos (partículas comercializadas pela Sociedade Merck sob a referência pigmentos Iriodine) e de granulometria compreendida entre 40 e 200 μίτι, depois revestida de uma camada de um esmalte tradicional B compreendendo uma matriz de vidro à base de óxidos metálicos, essencialmente de óxido de chumbo e óxidos metálicos ou pigmentos conferindo uma coloração cinzenta à dita camada. 9 A composição de esmalte devendo formar a primeira camada de esmalte A e compreendendo um intermediário aquoso é aplicada por pulverização sobre a folha de vidro à temperatura ambiente de 20° C aproximadamente afim de formar uma banda esmaltada de massa superficial de 150 g/m2. A composição de esmalte devendo formar a segunda camada de esmalte B e compreendendo um intermediário aquoso é consecutivamente aplicada por cortina sobre a primeira com uma massa superficial de 230 g/m2. As duas camadas são de seguida secas depois submetidas a um tratamento térmico para obter o revestimento definitivo. O tratamento térmico em questão corresponde àquele da operação de têmpera térmica do vidro de maneira a obter um vidro temperado. O produto esmaltado obtido apresenta uma reflexão difusa de 13 %, esta reflexão difusa sendo medida por um espectrofotómetro Minolta CM 2002 com um iluminante D 65.

Igualmente, a tensão de ruptura em flexão medida para este produto nas condições definidas pela norma ISO R 178 é de 110 Mpa. EXEMPLO 2

Neste exemplo, uma folha de vidro é revestida de duas camadas de esmalte de partículas reflectoras A tal como descrito no exemplo 1, segundo o mesmo processo que precedentemente descrito no dito exemplo e com massas superficiais respectivas de 165 g/m2. 10 O produto esmaltado obtido apresenta uma reflexão difusa de 14 %.

Igualmente, a tensão de ruptura em flexão medida para este produto nas condições definidas pela norma ISO R 178 é de 107 Mpa.

EXEMPLO COMPARATIVO

Neste exemplo, uma folha de vidro é revestida de duas camadas de esmalte tradicional B tal como descrito no exemplo 1 e para uma massa superficial total de 330 g/m2. O produto esmaltado obtido apresenta uma reflexão difusa de 4 %.

Igualmente, a tensão de ruptura em flexão medida para este produto nas condições definidas pela norma ISO R 178 é de 89 Mpa.

Assim a reflexão difusa de um vidro esmaltado de acordo com a invenção comportando nomeadamente uma camada de esmalte de partículas reflectoras em contacto com o vidro é superior a pelo menos 50 % àquela de um vidro esmaltado comportando únicamente camadas de esmalte tradicional, isto para um comprimento de onda no espectro visível dado. A taxa de reflexão difusa é aproximadamente 3 vezes mais importante no exemplo 1 do que no exemplo comparativo, as camadas esmaltadas sobre o substrato apresentando em cada caso uma coloração cinzenta. 11

Os substratos esmaltados de acordo com a presente invenção são, mais particularmente, destinados aos revestimentos de fachadas (peitorais de janelas ventilados ou elementos de enchimento, frisos de lojas....). Eles podem igualmente ser utilizados como revestimento para coberturas de laboratórios ou embalagens...

Lisboa, 17 de Julho de 2001 O AGENTE OFICIAL 5wvcyrC/ 12

Claims

REIVINDICAÇÕES 1a - Substrato esmaltado em vidro, caracterizado pelo facto de ele compreender, sobre pelo menos uma parte de uma das suas faces, pelo menos duas camadas de esmalte sobrepostas, a primeira camada de esmalte em contacto com o substrato em vidro compreendendo uma matriz de vidro e partículas reflectoras cujo índice de refracção é diferente daquele da matriz de vidro, estas partículas reflectoras apresentando além disso uma temperatura de fusão superior àquela da matriz de vidro, e a segunda camada de esmalte não compreendendo partículas reflectoras ou compreendendo partículas reflectoras numa proporção inferior ou igual àquela das partículas reflectoras no seio da primeira camada de esmalte. 2a - Substrato esmaltado em vidro de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o substrato em vidro ser uma vidraça plana compreendendo, pelo menos, uma folha de vidro. 3a - Substrato esmaltado em vidro de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo facto de a vidraça conter, pelo menos, uma folha de vidro temperada. 4a - Substrato esmaltado em vidro de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo facto de as partículas reflectoras serem partículas formadas ou recobertas de pelo menos um metal tal como alumínio, o cromo, o níquel, o zircónio, 1

o paládio, ο cádmio, ο cobre e/ou formadas ou recobertas de pelo menos um óxido metálico tal como o dióxido de titânio. 5a - Substrato esmaltado em vidro de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo facto de as partículas reflectoras serem partículas de mica recobertas de pelo menos um metal e/ou de pelo menos um óxido metálico. 6a - Substrato esmaltado em vidro de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo facto de as partículas reflectoras terem uma granulometria compreendida entre 10 e 200 μηη. 7a - Substrato esmaltado em vidro de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo facto de a taxa de partículas reflectoras na camada de esmalte em contacto com o substrato em vidro ser superior a 3 % em volume e, de preferência, superior a 10 % em volume. 8a - Substrato esmaltado em vidro de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo facto de a taxa de partículas reflectoras na camada de esmalte em contacto com o substrato em vidro ser inferior a 80 % em volume e, de preferência, inferior a 70 % em volume. 9a - Substrato esmaltado em vidro de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo facto de a matriz de vidro da camada de esmalte em contacto 2 ψ- com ο substrato em vidro ser transparente ou translúcida e apresentar preferencialmente um factor de transmissão luminosa de pelo menos 50 %. 10a - Substrato esmaltado em vidro de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo facto de a taxa de reflexão difusa do dito substrato esmaltado ser superior a pelo menos 50 % da taxa de reflexão difusa de um esmalte tradicional para um comprimento de onda no espectro visível dado. 11a - Substrato esmaltado em vidro de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo facto de a espessura da camada de esmalte em contacto com o substrato em vidro ser compreendida entre 30 μηι e 100 pm e aquela da camada de esmalte mais longe do substrato em vidro ser compreendida entre 30 pm e 200 pm. 12a - Processo para fabricar o substrato esmaltado em vidro de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo facto de se depositar a primeira camada de esmalte, contendo as partículas reflectoras, sobre o substrato em vidro por serigrafia, pulverização ou cortina, depois depositar-se a segunda camada de esmalte sobre a primeira, antes da secagem e tratamento térmico a alta temperatura para vitrificar os esmaltes. 13a - Processo para fabricar o substrato esmaltado em vidro de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo facto de as duas camadas de esmalte serem depositadas em molhado/molhado. 3 Lisboa, 17 de Julho de 2001 O AGENTE OFICIAL

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