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ES2980988B2 - Vidrio decorado con alta resistencia al conformado - Google Patents

Vidrio decorado con alta resistencia al conformado

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ES2980988B2
ES2980988B2 ES202330190A ES202330190A ES2980988B2 ES 2980988 B2 ES2980988 B2 ES 2980988B2 ES 202330190 A ES202330190 A ES 202330190A ES 202330190 A ES202330190 A ES 202330190A ES 2980988 B2 ES2980988 B2 ES 2980988B2
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Description

DESCRIPCIÓN
Vidrio decorado con alta resistencia al conformado
La presente invención, vidrio decorado con alta resistencia al conformado, en concreto al mecanizado y flexión, describe un vidrio que comprende al menos un recubrimiento decorativo sobre al menos una de las caras del vidrio y al menos un recubrimiento de al menos un silano que está depositado total o parcialmente sobre al menos una de las caras del vidrio.
La invención se enmarca en el campo del vidrio que comprende un recubrimiento sobre su superficie y que se somete a procesos de conformado.
ESTADO DE LA TÉCNICA
Los vidrios son sustancias que se pueden considerar intermedias entre un sólido y un líquido. Por una parte, se comportan como un sólido a temperatura ambiente puesto que, entre otras propiedades, conserva su geometría, volumen y dimensiones. Sin embargo, desde un punto de vista cristalográfico carecen de la ordenación geométrica y periódica propia de un estado sólido cristalino convencional. Precisamente, este desorden estructural los aproxima a un líquido, con el que comparte también ciertas propiedades. Por todo ello, tradicionalmente los vidrios se han descrito como líquidos de viscosidad infinita.
Una propiedad también característica y limitante de los vidrios es su alta fragilidad o debilidad mecánica debida a la existencia de microfisuras superficiales. Ello, unido a las normativas sobre seguridad cada vez más exigentes, obliga a someter a la pieza de vidrio a procesos de refuerzo mecánico, siendo el templado térmico el más habitualmente empleado en el estado de la técnica, como se describe, por ejemplo, en la solicitud de patente EP3109207A1. En este caso, la pieza de vidrio se somete a un tratamiento térmico hasta una temperatura próxima a la de reblandecimiento, seguido de un enfriamiento brusco. De esta forma se generan tensiones de compresión superficiales que aumentan la resistencia mecánica y térmica de la pieza de vidrio, sin que sus propiedades ópticas se vean afectadas. Así, en el caso de someter el vidrio a procesos mecánicos como corte, golpes, curvado, biselado, redondeado de esquinas, perforación, etc., la pieza de vidrio se rompe en pequeños fragmentos con la consecuente reducción del riesgo de cortes. Sin embargo, este procedimiento del estado actual de la técnica exige que la pieza de vidrio sea cortada o conformada previamente a la aplicación del recubrimiento decorativo.
En el estado de la técnica también existen otras metodologías destinadas al refuerzo mecánico del vidrio que se engloban en lo que se denomina templado químico. Este proceso consiste en generar tensiones de compresión producidas por una modificación superficial de la composición química del vidrio. En este sentido, cabe destacar dos vías.
Una primera vía es el desarrollo de capas superficiales de menor coeficiente de dilatación térmica que el vidrio. Así, durante el enfriamiento, el interior del vidrio sufre una contracción mayor que la superficie de manera que se produce una compresión de dicha superficie. Una limitación de este proceso es que no es posible depositar previamente sobre el vidrio recubrimientos decorativos puesto que la capa superficial propia del templado químico afecta a dichos recubrimientos.
La segunda vía es el intercambio de iones del vidrio por otros procedentes de una fuente exterior, principalmente mediante la inmersión del vidrio en baños que contienen sales de metales, como por ejemplo se describe en las solicitudes de patente U S2004/0221615A1 y WO2014/189866A1 y en la patente US6516634B1. Este proceso es especialmente efectivo en el caso de intercambio de iones alcalinos de un vidrio de silicato sódico-cálcico, por ejemplo, la sustitución de iones Na+ y K+ por otros mediante inmersión en sales de cationes fundidas. En este caso se produce una compresión reticular superficial que le aporta el refuerzo mecánico. Sin embargo, este procedimiento presenta una serie de limitaciones. Por una parte, se produce una desvitrificación superficial que conduce a la creación de fases cristalinas que afectan a la transparencia y demás propiedades ópticas. Además, la mejora mecánica depende fuertemente del grado de intercambio iónico y de las condiciones de tratamiento, siendo muy sensible a variaciones de estos parámetros. Una última limitación es que es inviable la aplicación previa de recubrimientos decorativos puesto que se ven afectados cuando se someten a dicho procedimiento.
De acuerdo con todo lo anteriormente descrito, la presente invención viene a resolver y superar los inconvenientes y limitaciones antes citadas.
DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA INVENCIÓN
A lo largo de la invención y las reivindicaciones la palabra "comprende” y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Además, la palabra "comprende” incluye el caso "consiste en”. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención.
Así, la presente invención tiene como objeto de invención un vidrio con dos caras, o superficies, decorado, con alta resistencia al conformado, en particular al mecanizado y flexión, conforme a la reivindicación 1. En particular, dicho vidrio comprende:
a. Al menos un primer recubrimiento decorativo depositado sobre al menos una de las dos caras del vidrio y en un gramaje comprendido entre 10 g/m2 y 500 g/m2.
b. Al menos un segundo recubrimiento de al menos un silano que se selecciona del grupo que comprende tetraetoxisilano, 3-mercaptopropiltrimetoxisilano, 3-mercaptopropiltrietoxisilano, 3-glicidiloxipropiltrimetoxisilano o mezcla de ellos y que está depositado total o parcialmente al menos sobre la cara del vidrio donde se ha depositado el primer recubrimiento, en un gramaje comprendido entre 1 g/m2 y 10 g/m2.
El término recubrimiento decorativo, tal y como se utiliza en la presente invención, se refiere a toda aplicación de una o varias capas de un material de naturaleza orgánica y/o inorgánica que una vez depositado sobre una de las dos caras del vidrio, proporciona una propiedad estética. Dicho recubrimiento decorativo puede comprender, por ejemplo, al menos una o varias partículas, pudiendo dichas partículas ser, a título enunciativo, pero no limitativo, partículas de cuarzo, corindón, silicato de circonio, micas, pigmentos inorgánicos, pigmentos orgánicos, partículas de naturaleza vítrea, entre otras. En este sentido la presente invención contempla que el recubrimiento o recubrimientos decorativos puedan ocupar total o parcialmente la superficie de al menos una de las dos caras o superficies del vidrio. Con ello se consigue una disposición selectiva del recubrimiento decorativo de manera que puede haber uno o varios recubrimientos diferentes combinados en la misma zona u ocupando distintas zonas de la superficie del vidrio.
Una de las vías para proporcionar un recubrimiento decorativo es mediante la aportación de color. Por ello, la presente invención recoge preferiblemente que el recubrimiento decorativo contiene al menos un pigmento inorgánico.
Como se ha descrito anteriormente, la presente invención viene a resolver las limitaciones del estado de la técnica en cuanto a la posibilidad de realizar un conformado de la pieza de vidrio que comprende al menos un recubrimiento decorativo. Para ello, los investigadores descubrieron que la combinación del primer recubrimiento decorativo seguido de un segundo recubrimiento con al menos un silano, seleccionado del grupo que comprende tetraetoxisilano, 3-mercaptopropiltrimetoxisilano, 3-mercaptopropiltrietoxisilano, 3-glicidiloxipropiltrimetoxisilano o mezcla de ellos, permite superar esta limitación. En este sentido, en la presente invención dicho silano está depositado total o parcialmente sobre el recubrimiento decorativo.
Con el fin de ampliar las posibilidades estéticas de la presente invención, se contempla la posibilidad de depositar sobre al menos una de las caras del vidrio partículas con un diámetro comprendido entre 1 micrómetro y 500 micrómetros. Concretamente estas partículas pueden estar depositadas tanto simultáneamente como alternativamente sobre la superficie de la pieza de vidrio, sobre el primer recubrimiento decorativo y/o sobre el segundo recubrimiento de silano. En este sentido, dichas partículas se seleccionan del grupo que comprende cuarzo, corindón, silicato de circonio, micas, minerales, pigmento inorgánico, partículas de naturaleza vítrea, o mezcla de las anteriores.
Asimismo, la presente invención recoge que al menos uno de los recubrimientos está depositado mediante tecnología de inyección digital, aerografía, rodillo, filera, serigrafía o campana, o combinaciones de ellas. La selección de la tecnología dependerá de varios factores como el tipo de recubrimiento, la presencia o no de partículas y sus dimensiones, el gramaje deseado, entre otras. En este sentido, un experto en la materia seleccionará en cada caso la tecnología más idónea para la deposición del recubrimiento. En el caso de la tecnología digital, ésta se basa en tecnología gota bajo demanda(Drop-on-demand).
Como se ha mencionado anteriormente, la presente invención supera las limitaciones del estado de la técnica en cuanto a conformado de piezas de vidrio que comprende al menos un recubrimiento decorativo sin que dicho recubrimiento se vea afectado.
Más específicamente, la invención permite emplear cualquier tipo de sistema de corte tales como corte en seco con punta de diamante, corte con chorro de agua, corte mediante láser, entre otros. Además, la pieza de vidrio de la presente invención se puede someter a procesos de conformado, preferiblemente mecanizado y flexión. Ejemplos de procesos de mecanizado y flexión, a título enunciativo, pero no limitativo, son curvado, redondeado de esquinas, adaptación a diferentes geometrías, biselado, perforación, entre otras. En este sentido, la presente invención no limita la inclusión o incorporación de otros procesos o pasos que proporcionan mejoras a la pieza de vidrio final.
Más concretamente, la presente invención contempla que adicionalmente la pieza de vidrio se somete a un tratamiento que se selecciona del grupo que comprende intercambio iónico, implantación iónica, consolidación físico-química, o mezcla de ellos.
En el caso de intercambio iónico se contempla procesos de intercambio de iones Na+, K+, Ca2+ o Mg2+ de la superficie de la pieza de vidrio por otros como, por ejemplo, a título enunciativo, pero no limitativo, Li+, Rb+, Cs+, Bi+, Sr2+, Ba2+, Ag+, Cu2+ o mezcla de ellos.
La implantación iónica consiste en depositar sobre la superficie de la pieza de vidrio un haz de iones focalizados que se hacen impactar sobre la superficie objetivo. Concretamente se contempla la implantación iónica de elementos como N, Cr, C y Ti con el uso de energías de aceleración comprendidas entre 10 V y 500 V.
Finalmente, la consolidación físico-química se define como todo proceso consistente en provocar cambios y/o reacciones físico-químicas a una determinada temperatura, bien sobre la superficie o bien sobre toda la masa de la pieza de vidrio. Ejemplos, a título enunciativo, pero no limitativo, comprende lámpara de radiación IR, lámpara de radiación UV, radiación microondas, entre otros.
Otro aspecto de la presente invención es que es posible conseguir el conformado de la pieza de vidrio con el recubrimiento decorativo empleando un intervalo de espesores muy amplio, comprendido entre 3 mm y 20 mm. Gracias a este amplio rango de espesores de la pieza, es posible su aplicación en numerosos sectores. Ejemplos de aplicación, a título enunciativo, pero no limitativo, son electrodomésticos, arquitectónico y mobiliario, entre otros.
DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
Para facilitar la descripción de la presente invención y con el objeto de contribuir a una mejor comprensión de las características de ésta, se incluye en la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, un juego de figuras con carácter ilustrativo y no limitativo.
La figura 1 muestra un primer ejemplo de realización de la invención.
La figura 2 muestra otro ejemplo de realización de la invención.
La figura 3 muestra otro ejemplo de realización de la invención.
La figura 4 muestra otro ejemplo de realización de la invención.
FORMAS PREFERENTES DE REALIZACIÓN
Con la intención de una mejor compresión de las características de la invención, a continuación, como ejemplos sin carácter limitativo, se describen algunas de las formas preferentes de realización atendiendo al uso de figuras. En este sentido, los ejemplos se proporcionan a título ilustrativo, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención. Además, la presente invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aquí indicadas.
Un ejemplo de forma preferente de realización se muestra en la FIG. 1, donde se representa esquemáticamente la pieza de vidrio según la invención (1a) que comprende la pieza de vidrio (1) de entre 2 mm y 20 mm, al menos un primer recubrimiento decorativo (2) depositado sobre una de las dos caras de la pieza de vidrio (1) y al menos un segundo recubrimiento de un silano (3) depositado sobre la misma cara que el recubrimiento decorativo (2), según la invención. En este ejemplo, el recubrimiento decorativo (2) presenta al menos un pigmento inorgánico y un gramaje comprendido entre 10 g/m2 y 500 g/m2, mientras que el recubrimiento de al menos un silano (3) se selecciona del grupo que comprende tetraetoxisilano, 3-mercaptopropiltrimetoxisilano, 3-mercaptopropiltrietoxisilano, 3-glicidiloxipropiltrimetoxisilano o mezcla de ellos, con un gramaje comprendido entre 1 g/m2 y 10 g/m2.
Otro ejemplo de forma preferente de realización se muestra en la FIG.2, donde se representa esquemáticamente la pieza de vidrio según la invención (1b) que comprende la pieza de vidrio (1) de entre 2 mm y 20 mm, al menos un primer recubrimiento decorativo (2) depositado sobre una de las dos caras de la pieza de vidrio (1), al menos un segundo recubrimiento de silano (3) depositado sobre la misma cara que el recubrimiento decorativo (2) y partículas (4) depositadas sobre la misma cara que los dos recubrimientos anteriores, según la invención. En este ejemplo, el recubrimiento decorativo (2) y el recubrimiento de silano (3) presentan las mismas características que en el ejemplo anterior. Asimismo, las partículas presentan un diámetro de entre 1 micrómetro y 500 micrómetros y se seleccionan del grupo que comprende cuarzo, corindón, silicato de circonio, micas, minerales, pigmento inorgánico, partículas de naturaleza vítrea, o una mezcla de los anteriores.
Un tercer ejemplo de forma preferente de realización se muestra en la FIG.3, donde se representa esquemáticamente la pieza de vidrio según la invención (1c) que comprende la pieza de vidrio (1), al menos un primer recubrimiento decorativo (2) depositado sobre una de las dos caras de la pieza de vidrio (1), al menos un segundo recubrimiento de silano (3) depositado sobre la misma cara que el recubrimiento decorativo (2) y al menos una capa resultante de un tratamiento mediante implantación iónica (5) aplicado sobre la misma cara que los dos recubrimientos anteriores. En este ejemplo, el recubrimiento decorativo (2) y el recubrimiento de silano (3) presentan las mismas características que en los ejemplos anteriores.
Otro ejemplo de forma preferente de realización se muestra en la FIG.4, donde se representa esquemáticamente la pieza de vidrio según la invención (1d) que comprende la pieza de vidrio (1), al menos un primer recubrimiento decorativo (2) depositado sobre una de las dos caras de la pieza de vidrio (1), al menos un segundo recubrimiento de un silano (3) depositado sobre la misma cara que el recubrimiento decorativo (2), partículas (4) depositadas sobre la misma cara que los dos recubrimientos anteriores y al menos una capa resultante de un tratamiento mediante implantación iónica (5) aplicado sobre la misma cara. En este ejemplo, el recubrimiento decorativo (2), el recubrimiento de silano (3) y las partículas depositadas, presentan las mismas características que en los ejemplos anteriores.
Conviene destacar que el recubrimiento decorativo (2) y/o el recubrimiento de silano (3) pueden depositarse mediante diferentes tecnologías, como son inyección digital, aerografía, rodillo, filera, serigrafía, campana o combinaciones de ellas.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un vidrio decorado con alta resistencia al conformado caracterizado porque comprende:
a. Al menos un primer recubrimiento decorativo depositado sobre al menos una de las dos caras del vidrio y en un gramaje comprendido entre 10 g/m2 y 500 g/m2.
b. Al menos un segundo recubrimiento de al menos un silano que se selecciona del grupo que comprende tetraetoxisilano, 3-mercaptopropiltrimetoxisilano, 3-mercaptopropiltrietoxisilano, 3-glicidiloxipropiltrimetoxisilano o mezcla de ellos y que está depositado total o parcialmente al menos sobre la cara del vidrio donde se ha depositado el primer recubrimiento, en un gramaje comprendido entre 1 g/m2 y 10 g/m2.
2. Vidrio, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el recubrimiento decorativo ocupa total o parcialmente la superficie de al menos una de las dos caras de dicho vidrio.
3. Vidrio, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el recubrimiento decorativo contiene al menos un pigmento inorgánico.
4. Vidrio, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el recubrimiento que comprende al menos un silano está depositado total o parcialmente sobre el recubrimiento decorativo.
5. Vidrio, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos una de las dos caras del vidrio comprende partículas con un diámetro entre 1 micrómetro y 500 micrómetros.
6. Vidrio, según la reivindicación anterior, caracterizado porque las partículas se seleccionan del grupo que comprende cuarzo, corindón, silicato de circonio, micas, minerales, pigmento inorgánico, partículas de naturaleza vítrea, o mezcla de las anteriores.
7. Vidrio, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos uno de los recubrimientos está depositado mediante tecnología de inyección digital, aerografía, rodillo, filera, serigrafía o campana, o combinaciones de ellas.
8. Vidrio, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se ha sometido a un tratamiento seleccionado del grupo que comprende intercambio iónico, implantación iónica, consolidación físico-química, o mezcla de ellos.
9. Vidrio, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el espesor de dicho vidrio está comprendido entre 3 mm y 20 mm.
10. Vidrio, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque su uso es en el sector de electrodomésticos, arquitectónico y mobiliario, entre otros.
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