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1. WO2007090983 - ARTICLE COMPRISING A MESOPOROUS COATING HAVING A REFRACTIVE INDEX PROFILE AND METHODS FOR MAKING SAME

Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

[ FR ]

REVENDICATIONS

1. Article comprenant un substrat ayant une surface principale revêtue d'un revêtement dont au moins une partie est mésoporeuse, caractérisé en ce que la partie mésoporeuse dudit revêtement présente un profil d'indice de réfraction à fonction optique, dont la variation est imposée par la teneur en mésopores et/ou le taux de remplissage des mésopores.
2. Article selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la variation d'indice de réfraction est monotone décroissante suivant tout axe perpendiculaire à la surface du substrat sous-jacente à la partie mésoporeuse dudit revêtement et orienté dans le sens de l'éloignement du substrat.
3. Article selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le substrat est un verre minéral ou un verre organique transparent.
4. Article selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement mésoporeux à profil d'indice de réfraction est déposé sur une surface principale d'un substrat nu, ou sur une surface principale d'un substrat déjà revêtu d'un ou plusieurs revêtements fonctionnels, choisis parmi un revêtement de primaire antichocs, un revêtement résistant à l'abrasion et/ou aux rayures ou un revêtement anti- reflets monocouche ou multicouches.
5. Article selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement mésoporeux à profil d'indice de réfraction a une épaisseur allant de 50 à 500 nm.
6. Article selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est une lentille optique ou une fibre optique, de préférence une lentille ophtalmique. 7. Article selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que son facteur moyen de réflexion dans le domaine visible Rm est inférieur à 2 %, mieux inférieur à 1 % et encore mieux inférieur à 0,75 %.
8. Article selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement à profil d'indice de réfraction possède une matrice à base de silice, comprenant des groupes silanols.
9. Article selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins une partie des groupes silanols ont été dérivatisés en groupes hydrophobes par réaction avec un composé réactif hydrophobe.
10. Article selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le revêtement possède une matrice présentant un caractère hydrophobe.
11. Article selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le profil d'indice de réfraction varie par paliers.

12. Article selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que tout le volume occupé par le revêtement à profil d'indice de réfraction est mésoporeux.
13. Article selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'au moins une zone localisée du revêtement à profil d'indice de réfraction est mésoporeuse jusqu'à une certaine profondeur dudit revêtement.
14. Article selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la totalité du revêtement à profil d'indice de réfraction est mésoporeuse jusqu'à une certaine profondeur dudit revêtement.
15. Article selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'au moins une zone localisée du revêtement à profil d'indice de réfraction est mésoporeuse sur toute la profondeur dudit revêtement.
16. Procédé de fabrication d'un article selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant au moins les étapes suivantes :
a) fournir un substrat ;
b) préparer un sol précurseur d'un film mésoporeux comprenant au moins un agent précurseur inorganique, au moins un agent porogène, au moins un solvant organique, de l'eau et éventuellement un catalyseur d'hydrolyse de l'agent précurseur inorganique

c) déposer un film du sol précurseur préparé au cours de l'étape précédente sur une surface principale du substrat ;
d) optionnellement, consolider le film déposé au cours de l'étape précédente ;
e) éliminer l'agent porogène d'au moins une partie du revêtement comprenant le film déposé au cours de l'étape c) ;
f) récupérer un substrat ayant une surface principale revêtue d'un revêtement dont au moins une partie est mésoporeuse,
le procédé étant caractérisé en ce qu'au cours de l'étape e), l'agent porogène est éliminé partiellement d'au moins une partie du revêtement comprenant le film déposé au cours de l'étape c) de façon à créer dans ladite partie du revêtement un gradient d'indice de réfraction perpendiculaire à la surface du substrat sous-jacente à ladite partie du revêtement et dirigé vers la surface dudit revêtement la plus proche du substrat.
17. Procédé de fabrication d'un article selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant au moins les étapes suivantes :
a) fournir un substrat ;
b) préparer un sol précurseur d'un film mésoporeux comprenant au moins un agent précurseur inorganique, au moins un agent porogène, au moins un solvant organique, de l'eau et éventuellement un catalyseur d'hydrolyse de l'agent précurseur inorganique ;
c) déposer un film du sol précurseur préparé au cours de l'étape précédente sur une surface principale du substrat ;
d) optionnellement, consolider le film déposé au cours de l'étape précédente ;
e) déposer sur le film résultant de l'étape précédente un film d'un sol précurseur d'un film mésoporeux comprenant au moins un agent précurseur inorganique, au moins un agent porogène, au moins un solvant organique, de l'eau et éventuellement un catalyseur d'hydrolyse de l'agent précurseur inorganique ;
f) optionnellement, consolider le film déposé au cours de l'étape précédente ;
g) optionnellement, répéter les étapes e) et f) au moins une fois ;
h) éliminer l'agent porogène au moins partiellement d'au moins une partie du revêtement comprenant les films déposés au cours des étapes c), e) et le cas échéant g) ;
i) récupérer un substrat ayant une surface principale revêtue d'un revêtement multicouche dont au moins une partie est mésoporeuse et présente un profil d'indice de réfraction décroissant dans le sens de l'éloignement du substrat suivant tout axe perpendiculaire à la surface du substrat sous-jacente à ladite partie mésoporeuse dudit revêtement,
le procédé étant caractérisé en ce qu'au cours de chaque étape e), l'agent porogène représente un pourcentage de la masse totale du sol précurseur plus élevé que celui que représentait l'agent porogène dans le sol précurseur utilisé pour former le film obtenu à l'étape précédente.
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 ou 17, caractérisé en ce que l'agent précurseur inorganique est choisi parmi les composés de formule :
M(X)4 (I)
dans laquelle M représente un métal ou métalloïde tétravalent choisi préférentiellement parmi Ti, Zr, Hf, Sn et Si, et les groupes X, identiques ou différents, sont des groupes hydrolysables préférentiellement choisis parmi les groupes alcoxy, acyloxy et halogènes, de préférence alcoxy.
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que l'agent porogène est choisi parmi le bromure de cétyltriméthylammonium, le chlorure de cétyltriméthylammonium, les copolymères triblocs d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de propylène, les copolymères diblocs d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de propylène et les poly(éthylènoxy)alkyl-éthers, de préférence le bromure de cétyltriméthylammonium.

20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 19, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'introduction d'au moins un agent précurseur hydrophobe porteur d'au moins un groupe hydrophobe dans le sol précurseur avant l'étape de dépôt du film du sol précurseur.
21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'agent précurseur hydrophobe est choisi parmi les composés et les mélanges de composés de formules (II) ou (III) :
(R1)ni(R2)n2M OU (R3)n3(R4)n4M-R'-M(R5)n5(R6)n6
(II) (III)
dans lesquelles :
- M représente un métal ou métalloïde tétravalent, de préférence Si, Sn, Zr, Hf ou Ti, mieux le silicium,
- R1, R3 et R5, identiques ou différents, représentent des groupes hydrophobes hydrocarbonés saturés ou non, de préférence en Ci-C8 et mieux en CrC4, par exemple un groupe alkyle, tel que méthyle ou éthyle, un groupe vinyle, un groupe aryle, par exemple phényle, éventuellement substitués, notamment par un ou plusieurs groupes alkyles en CrC4, ou représentent les groupes analogues fluorés ou perfluorés des groupes hydrocarbonés précités, par exemple des groupes fluoroalkyles, perfluoroalkyles, ou un groupe (poly)fluoro ou perfluoro alcoxy[(poly)alkylènoxy]alkyle,
- R2, R4 et R6, identiques ou différents, représentent des groupes hydrolysables, choisis préférentiellement parmi les groupes alcoxy, en particulier alcoxy en Ci-C4, acyloxy -0-C(O)R où R est un radical alkyle en Ci-Ce, de préférence méthyle ou éthyle, et les halogènes tels que Cl, Br et I,
- R' représente un groupe divalent, par exemple un groupe alkylène ou arylène,

- ni est un entier de 1 à 3, n2 est un entier de 1 à 3, ni + n2 = 4,
- n3, n4, n5, et n6 sont des entiers de 0 à 3 à la condition que les sommes n3 + n5 et n4 + n6 soient différentes de zéro, et n3 + n4 = n5 + n6 = 3.
22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 20 ou 21, caractérisé en ce que le rapport molaire de l'agent précurseur hydrophobe à l'agent précurseur inorganique varie de 10/90 à 50/50, mieux de 20/80 à 45/55, et est de préférence égal à 40/60. 23. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 22, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de traitement du film après l'étape de dépôt ou si elle existe, après l'étape de consolidation, par au moins un composé réactif hydrophobe porteur d'au moins un groupe hydrophobe, à la condition que si un agent précurseur hydrophobe porteur d'au moins un groupe hydrophobe a été introduit dans le sol précurseur, ledit composé réactif hydrophobe est différent dudit agent précurseur hydrophobe.

24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que l'étape d'introduction dudit composé réactif hydrophobe est réalisée avant, après ou au cours de l'étape d'élimination de l'agent porogène.
25. Procédé selon l'une quelconque des revendications 23 ou 24, caractérisé en ce que le composé réactif hydrophobe est choisi parmi les composés et les mélanges de composés de formule (IX) :
(R1)3(R2)M (IX)
dans laquelle :
- M représente un métal ou métalloïde tétravalent, de préférence Si, Sn, Zr, Hf ou Ti, mieux le silicium,
- les groupes R1, identiques ou différents, représentent des groupes hydrophobes hydrocarbonés saturés ou non, de préférence en Ci-C8 et mieux en d- C4, tel que méthyle ou éthyle, un groupe vinyle, un groupe aryle, ou représentent les groupes analogues fluorés ou perfluorés des groupes hydrocarbonés précités, ou un groupe (poly)fluoro ou perfluoro alcoxy[(poly)alkylènoxy]alkyle
- le groupe R2 représente un groupe hydrolysable, choisi préférentiellement parmi les groupes alcoxy, en particulier alcoxy en CrC4, acyloxy -0-C(O)R où R est un radical alkyle, préférentiellement en Ci-C6, de préférence méthyle ou éthyle, amino éventuellement substitué par un ou deux groupes fonctionnels, par exemple un groupe alkyle ou silane, et les halogènes tels que Cl, Br et I.
26. Procédé selon la revendication 25, caractérisé en ce que le composé réactif hydrophobe est un trialkylchlorosilane, de préférence le triméthylchlorosilane, un trialkylalcoxysilane, de préférence le triméthylméthoxysilane, un fluoroalkyl alcoxysilane, un fluoroalkyl chlorosilane, de préférence le 3,3,3-trifluoropropyldiméthyl chlorosilane, un trial kylsilazane ou un hexaalkyldisilazane, de préférence l'hexaméthyldisilazane (HMDS).
27. Procédé selon l'une quelconque des revendications 23 à 26, caractérisé en ce qu'un traitement du film par ultrasons est réalisé pendant l'étape de traitement dudit film par au moins un composé réactif hydrophobe porteur d'au moins un groupe hydrophobe. 28. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 27, caractérisé en ce que toutes ses étapes s'effectuent à une température ≤ 150 0C, de préférence ≤ 130 0C, mieux ≤ 120 0C et mieux encore ≤ 110 0C.
29. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 28, caractérisé en ce que l'élimination partielle de l'agent porogène est réalisée par dégradation contrôlée de celui-ci, par oxydation par exposition à un plasma par exemple d'oxygène ou d'argon ou à de l'ozone généré par exemple par une lampe UV, par décharge corona ou bien par photo-dégradation au moyen d'une exposition à un rayonnement lumineux.

30. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 29, caractérisé en ce que l'agent porogène a été éliminé jusqu'à une certaine profondeur d'au moins une zone localisée du revêtement mésoporeux à profil d'indice de réfraction.
31. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 29, caractérisé en ce que l'agent porogène a été éliminé jusqu'à une certaine profondeur de la totalité du revêtement.
32. Procédé selon l'une quelconque des revendications 17 à 29 en tant que non dépendantes de la revendication 16, caractérisé en ce que l'agent porogène a été éliminé dans tout le volume occupé par le revêtement.
33. Procédé selon l'une quelconque des revendications 17 à 29 en tant que non dépendantes de la revendication 16, caractérisé en ce que l'agent porogène a été éliminé sur toute la profondeur d'au moins une zone localisée du revêtement.
34. Procédé selon l'une quelconque des revendications 32 ou 33, caractérisé en ce que l'élimination de l'agent porogène est réalisée par dégradation par oxydation par exposition à un plasma par exemple d'oxygène ou d'argon ou à de l'ozone généré par exemple par une lampe UV, par décharge corona, par photo-dégradation au moyen d'une exposition à un rayonnement lumineux, par calcination, par extraction par solvant ou fluide à l'état supercritique.