ES2219190B2 - Metodo de deteccion de recubrimientos muy delgados apenas perceptibles. - Google Patents

Abstract

Método de detección de recubrimientos muy delgados apenas perceptibles sobre un substrato de vidrio, siendo conocidas las propiedades de reflexión de un rayo de luz reflejado por dicho recubrimiento, especialmente en interfase con el aire, caracterizado porque se miden en sucesión la reflexión de un rayo de luz por la superficie que se tienen que ensayar de un substrato de vidrio o una unidad de acristalamiento monolítico, laminado o múltiple, y después por otra superficie, y porque después se comparan los resultados a fin de determinar si se proporciona dicha superficie que se tiene que ensayar con dicho recubrimiento. La invención también se refiere a un dispositivo para implantar este método y a la aplicación de este método a diversas unidades de acristalamiento.

Description

Método de detección de recubrimientos muy delgados apenas perceptibles.

La invención se refiere a la detección de recubrimientos delgados sobre vidrio o un material equivalente, en particular la detección de recubrimientos muy delgados apenas perceptibles.

Entre los recubrimientos que se tienen que detectar, se pueden mencionar todos los recubrimientos que presentan una reflexión diferente de la del vidrio y los recubrimientos referidos como recubrimientos: transparentes, coloreados o no coloreados, fotocatalíticos, hidrófobos/oleófobos, hidrófilos/oleófilos, fáciles de limpiar, antiincrustantes, autolimpiables, de limpieza con agua. Se pueden mencionar recubrimientos a base de: SiO_{2}, SiOC, TiO_{2} y fluorosilano, en particular uno que tenga un grupo funcional (per)fluoroalquilo.

Por lo que se refiere a recubrimientos que tienen una naturaleza fácil de limpiar, de protección solar, autolimpiable, de limpieza con agua, etc., la función de limpieza sólo es eficaz si la cara del acristalamiento sobre el que se deposita(n) el recubrimiento (o los recubrimientos) está en contacto con la atmósfera externa.

Se demuestra, por lo tanto, que es absolutamente esencial asegurar en la fábrica que la cara de "recubrimiento" esté situada apropiadamente sobre una cara externa de una unidad de acristalamiento doble cuando se monta este vidrio recubierto como unidad de acristalamiento doble; también se demuestra que es absolutamente esencial en el campo comprobar que la cara recubierta esté montada de cara al exterior del edificio.

Además, en el caso de lo que se denominan recubrimientos autolimpiables, que son activos químicamente, particularmente a base de anatasa TiO_{2} nanoparticulada, es importante durante la fabricación de unidades de acristalamiento dobles, que el vidrio con dicho recubrimiento esté de cara al lado correcto (recubrimiento en el exterior), de otra manera hay un riesgo de que el recubrimiento activo degrade los cierres orgánicos que cierran la unidad de acristalamiento doble. Asimismo, es necesario asegurarse de que tal recubrimiento químicamente activo no esté en contacto con la capa intermedia de plástico de un acristalamiento laminado o cualquier otro producto de montaje orgánico que después se degradaría progresivamente, conduciendo a deterioro rápido del acristalamiento.

Por lo tanto, es primordial ser capaz de detectar la posición de la cara recubierta del vidrio, tanto durante el montaje de unidades de acristalamiento doble, unidades de acristalamiento múltiple, acristalamiento laminado, etc., como cuando el acristalamiento se esté instalando en edificios o vehículos de transporte.

Las características óptimas descritas anteriormente de estos recubrimientos (ausencia de coloración, transparencia, reflexión cercana a la del vidrio) hacen que la detección visual de la posición de la cara recubierta sobre el acristalamiento, sea imposible durante su montaje y cuando se está instalando en el sitio de trabajo.

La naturaleza dieléctrica del recubrimiento impide el uso de un detector comercialmente disponible que se haga funcionar por conducción eléctrica.

Se puede detectar el recubrimiento por un dispositivo óptico, cuyo principio se basa en la medición de la reflexión de la luz por las caras del acristalamiento. Estos dispositivos miden la cantidad de luz reflejada especularmente por la superficie con la que están en contacto. Esta medición emplea un sistema optoelectrónico que compara la señal obtenida, de este modo, con un valor de referencia guardado en el detector. Este valor de referencia, que se fija durante el diseño del detector, corresponde a un nivel de señal ligeramente mayor que el obtenido por reflexión sobre una cara de vidrio. Si la señal medida es más débil que la señal de referencia, la cara en contacto con el dispositivo es una cara de vidrio, si la señal es más fuerte que la señal de referencia, el dispositivo está en contacto con la cara de recubrimiento.

Se ha encontrado que, en su uso, tal detector suministra resultados erróneos cabo de un corto tiempo de uso. La causa principal de estos errores de detección se encuentra en la contaminación de la óptica de medición. Cuando, como es inevitable la óptica de medición se contamina progresivamente (con polvo, huellas dactilares, arañazos, etc.) la luz reflejada se atenúa hasta que se alcanza un nivel sistemáticamente por debajo de la señal de referencia, cualquiera que sea la naturaleza de la cara en contacto con el detector. El detector entonces sólo vé caras de vidrio, con el riesgo de que el acristalamiento se esté montando inapropiadamente o instalando inapropiadamente. Puesto que tal dispositivo no se puede limpiar por los usuarios, el detector está entonces fuera de servicio.

El objeto de la invención es hacer disponibles medios de detección de un recubrimiento delgado, especialmente uno que sea muy apenas perceptible, depositado sobre vidrio, que resuelva el problema de cualquier contaminación o deterioro del detector, en particular de la óptica de medición, como se mencionó anteriormente.

Para este propósito, el tema de la invención es un método de detección de un recubrimiento sobre un substrato de vidrio, siendo conocidas las propiedades de reflexión de un rayo de luz reflejado por dicho recubrimiento, especialmente en su interfase con el aire. La característica particular de este método reside en el hecho de que la reflexión de un rayo de luz por la superficie que se tiene que ensayar de un substrato de vidrio o una unidad de acristalamiento monolítico, laminado o múltiple y después por otra superficie, se miden seguidas y después se comparan los resultados a fin de determinar si se proporciona dicha superficie que se tiene que ensayar, con dicho recubrimiento.

La ventaja de este método de detección se encuentra en las dos mediciones que compensan la atenuación de la señal que puede resultar de una contaminación u otro fenómeno (una deriva en los sistemas electrónicos de medición, por ejemplo). Si la primera señal medida S1 se atenúa por un factor r, la segunda señal S2 se atenuará por el mismo factor r. Ahora, para comparar los resultados de las dos mediciones, la relación de las dos señales medidas, en este caso r.S1/r.S2 = S1/S2, se determina de acuerdo con un método ventajoso de implantación. Esta relación es idéntica, por lo tanto, a la obtenida sin atenuación de las señales S1 y S2.

Es posible, cuando se está implantando este método, comparar la superficie que se tiene que ensayar con una superficie de control que consiste, por ejemplo, bien en la superficie "esperada" proporcionada con su recubrimiento, especialmente una lámina de vidrio + recubrimiento o el mismo substrato sin el recubrimiento (lámina de vidrio sola). En el primer caso, la presencia del recubrimiento dará una relación de las señales que esté suficientemente próxima a 1, mientras en el segundo caso estará suficientemente lejos de 1; la ausencia de un recubrimiento conducirá a los resultados opuestos.

Sin embargo, se prefiere que dicha otra superficie sea la cara opuesta de dicha superficie que se tiene que ensayar, de un substrato de vidrio o una unidad de acristalamiento monolítico, laminado o múltiple. Esto es particularmente ventajoso cuando se proporciona sólo una de las dos caras de dicho substrato de vidrio o unidad de acristalamiento monolítico, laminado o múltiple, con el recubrimiento, cuya situación constituye una manera preferida de implantar el presente método. Esto es debido a que en este caso la presencia del recubrimiento en las primeras o las segundas mediciones da como resultado una relación de las señales que es mayor, o alternativamente menor, que 1 asumiendo que la reflexión por el recubrimiento es mayor que aquélla por el substrato sin el recubrimiento.

De acuerdo con métodos preferidos de implantación:

- dicho recubrimiento es, como se indicó anteriormente, un recubrimiento transparente, coloreado o no coloreado, hidrófilo/oleófilo o hidrófobo/oleófobo y/o fotocatalítico, fácil de limpiar, de limpieza con agua, autolimpiable, antiempañante y/o antiincrustante (siendo la incrustación del tipo orgánica y/o mineral), especialmente uno a base de: SiO_{2}, SiOC, TiO_{2} o fluorosilano, en particular uno que tenga un grupo funcional (per)fluoroalquilo; y

- dichos resultados se comparan por ajuste de la relación de la señal S1 de los rayos reflejados por la primera cara, a la señal S2 de los rayos reflejados por la segunda cara, en relación con dos valores numéricos positivos a y b, respectivamente, menor que, y mayor que, 1 (como ejemplo, es posible elegir a = 0,9 y b= 1,1).

El tema de la invención es también un dispositivo para implantar el método descrito anteriormente, comprendiendo al menos un botón para iniciar la medición, un circuito de medición que consiste en una fuente de luz, una ventana de medición, un receptor asociado con un circuito para amplificar y digitalizar la señal y dos diodos emisores de luz.

Ventajosamente, el sistema fuente / ventana /
receptor se dispone en una configuración que hace posible iluminar la cara sometida a la medición en un ángulo de incidencia suficientemente grande para que sólo los rayos reflejados por dicha cara alcancen el receptor.

Otro tema de la invención consiste en la aplicación del método anterior al acristalamiento para edificios, especialmente del tipo acristalamiento doble, a acristalamiento para vehículos del tipo parabrisas, ventana trasera o ventana lateral de automóviles o para vehículos de transporte por tierra, aire o mar, a acristalamiento de utilidad, tal como vidrio, para: acuarios, escaparates, invernaderos, acristalamiento para decoración interior, acristalamiento para duchas, acristalamiento para mobiliario urbano, espejos, pantallas, especialmente pantallas de televisión, y acristalamiento con absorción variable controlada eléctricamente.

La invención se ilustrará ahora por el siguiente ejemplo de implantación.

Se detectará la presencia, sobre una de las caras de una lámina de vidrio flotado sódico-cálcico de 4 mm de espesor, de una capa de TiO_{2} de 25 nm de espesor como se describe en la patente europea 0 850 204.

Se usa un detector en forma de caja que se puede manipular fácilmente, estando éste equipado con un botón para iniciar la medición, con dos diodos emisores de luz (LEDs, por sus siglas en inglés) y con una ventana de medición hecha sobre la cara inferior de la caja, cuya cara estará en contacto con la cara que se tiene que ensayar.

El circuito de medición del detector consiste en una fuente de luz de tipo LED, una ventana de medición protegida por una placa de vidrio delgada o el equivalente y un receptor de tipo fotodiodo o equivalente asociado con un circuito para amplificar y digitalizar la señal.

El sistema fuente / ventana / receptor se coloca en una configuración que hace posible iluminar la superficie que se tiene que medir, en un ángulo de incidencia suficientemente grande (aproximadamente 60º) para que los rayos reflejados sobre diversas caras e interfases estén suficientemente separados y por lo tanto capaces de que se separen fácilmente gracias a la anchura de la ventana o diafragma, siendo el rayo reflejado sobre el recubrimiento el único captado; no se percibe la luz reflejada por las otras caras del acristalamiento (incluyendo vía la interfase entre el recubrimiento y su substrato). Sólo el haz de luz reflejado por la cara que se tiene que medir alcanza el receptor.

La longitud de onda de emisión del LED se elige de acuerdo con el espectro en la reflexión por el recubrimiento que se tiene que detectar. Puesto que los recubrimientos de limpieza con agua, autolimpiables, etc., mencionados anteriormente, presentan un máximo de reflexión en la parte azul del espectro visible, en que reflejan más que el substrato de vidrio que recubren (por ejemplo 8% de los rayos en lugar de 4%), se elige un LED que emita en esta banda espectral.

Los sistemas electrónicos de procesamiento consisten en un controlador electrónico adecuado y periféricos necesarios (memoria, etc.).

La fase de ensayo consiste en colocar el detector en contacto con la superficie que se tiene que ensayar del acristalamiento y en presionar un botón para llevar a cabo la primera medición. A continuación, el operador coloca el detector sobre la segunda cara del acristalamiento y después inicia una segunda medición. Dos LEDs referidos, cara 1 (primera medición) y cara 2 (segunda medición), informan al operador del número de la cara de recubrimiento. Si se ha detectado el recubrimiento durante la primera, o alternativamente la segunda, medición, se enciende el LED de la cara 1, o alternativamente el LED de la cara 2. En ausencia de un recubrimiento, la relación de las señales está, por ejemplo, entre 0,9 y 1,1, es decir, no se considera ni menor ni mayor que 1, y no se enciende ningún LED a menos que se proporcione un tercer LED para este propósito. Una disposición juiciosa de los LEDs y la adición de impresión en pantalla informativa sobre la caja, facilita el uso y la interpretación de los resultados.

Claims (4)

1. Método de detección de un recubrimiento sobre un substrato de vidrio, caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

-

en primer lugar, se mide el espectro de reflexión del recubrimiento mediante medición de la intensidad normalizada reflejada por el recubrimiento a ensayar en función de la longitud de onda incidente, eligiéndose para las mediciones posteriores aquella longitud de onda que ofrezca un máximo de intensidad en el espectro; a continuación

-

se realiza una primera medición, utilizando la longitud de onda seleccionada en la primera etapa, por un detector de la reflexión de un rayo de luz por la superficie de un substrato de vidrio o una unidad de acristalamiento monolítico, laminado o múltiple a ensayar; a continuación

-

se realiza una segunda medición, utilizando la longitud de onda seleccionada en la primera etapa, de la reflexión de un rayo de luz por otra superficie utilizando el mismo detector, y después

-

se comparan los resultados a fin de determinar si dicha superficie a ensayar está provista de dicho recubrimiento,

y además porque dicha otra superficie es la cara opuesta de dicha superficie de un substrato de vidrio o una unidad de acristalamiento monolítico, laminado o múltiple a ensayar, y porque dichos resultados se comparan posicionando la razón entre la señal S1 de los rayos reflejados por la primera cara y la señal S2 de los rayos reflejados por la segunda cara con respecto a dos valores numéricos positivos a y b, respectivamente, menor que y mayor que 1.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque sólo una de las dos caras de dicho substrato de vidrio o unidad de acristalamiento monolítico, laminado o múltiple, está provista del recubrimiento.

3. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho recubrimiento es un recubrimiento: transparente, hidrófilo/oleófilo, fácil de limpiar, de limpieza con agua, antiempañante y antiincrustante, a base de al menos uno de los compuestos: SiO_{2}, SiOC y TiO_{2}.

4. Aplicación del método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, a acristalamiento para edificios, especialmente del tipo acristalamiento doble, a acristalamiento para vehículos del tipo: parabrisas, ventana trasera o ventana lateral de automóviles, o para vehículos de transporte por tierra, aire o mar, a acristalamiento de utilidad, tal como vidrio, para: acuarios, escaparates, invernaderos, acristalamiento para decoración interior, acristalamiento para duchas, acristalamiento para mobiliario urbano, espejos, pantallas, especialmente pantallas de televisión y acristalamiento con absorción variable controlada eléctricamente.