Por Jim DeCoux, Director de I+D de Tru Vue
El acrílico antiestático con revestimiento por pulverización catódica (sputter-coated) protege y exhibe obras de arte frágiles. La carga estática de muchos de los productos de acristalamiento convencionales puede ser suficiente para dañar soportes friables, como el carboncillo, el pastel o las obras con superficies delicadas, papeles ligeros y textiles. Los medios friables contienen una cantidad mínima de aglutinantes y, sin la protección adecuada, pueden desprenderse de su soporte o desintegrarse en forma de polvo. Las partículas más pequeñas y ligeras, como los pigmentos en polvo fino de los pasteles, tienen más probabilidades de verse afectadas negativamente por la carga estática.
Por qué funciona
Con el acristalamiento antiestático de alto rendimiento de Tru Vue, la carga no solo se disipa de inmediato, sino que permanece disipada. Estas cualidades antiestáticas son inherentes al producto y permanentes. No se eliminan con la limpieza ni es necesario volver a aplicarlas. De hecho, reduce la necesidad de limpieza, ya que el material no atrae el polvo ni las pelusas.
El revestimiento antiestático por pulverización catódica de Tru Vue está unido al sustrato acrílico a nivel atómico. Se aplica al vacío para controlar los gases utilizados en el proceso de revestimiento. Este rendimiento antiestático es una característica permanente del proceso de sputtering de Tru Vue y durará toda la vida útil del sustrato.
Cómo se fabrica
El primer paso en el proceso de pulverización catódica es eliminar los gases atmosféricos (aire). Durante todo el proceso, el aire se evacua continuamente de la cámara mediante turbobombas de vacío. Esto se denomina "descenso de presión" (pump down), lo que permite a Tru Vue mantener tipos y cantidades específicas de gases presentes en la cámara.
Óxido de estaño
Tru Vue ha utilizado óxido de estaño como componente en su revestimiento antirreflectante por pulverización catódica durante más de 10 años. Los óxidos de estaño son estándares en la industria de revestimientos conductores transparentes (por ejemplo, en pantallas táctiles), pero no se utilizan ampliamente en revestimientos reflectantes de bajo índice (antirreflectantes). Tru Vue reconoció las propiedades antiestáticas del óxido de estaño y su beneficio en la enmarcación de conservación. Actualmente, se utiliza en todos los revestimientos antirreflectantes de Tru Vue. El espesor de la capa de óxido de estaño depositada varía de un producto a otro, lo que confiere a algunos sus propiedades antiestáticas.
Pulverización catódica (Sputtering)
El equipo de recubrimiento por pulverización catódica con magnetrón de Tru Vue se extiende a lo largo de más de un campo de fútbol. El proceso está completamente automatizado, desde la carga del material hasta la fase de inspección. Durante este proceso de pulverización, los átomos de silicio se agrupan en la superficie de largos tubos metálicos. Esta acumulación de átomos se conoce como «blanco» (target) y tiene un grosor de millones o miles de millones de átomos. El blanco constituye el material que se deposita sobre el acrílico.
En el interior del tubo se colocan potentes barras magnéticas. Los blancos se refrigeran con agua y comienzan a girar. Los imanes crean un campo magnético a través de los blancos. Cuando se aplica un alto voltaje a los blancos, el gas argón se ioniza y se forma un plasma a lo largo del campo magnético. Dentro del plasma, los electrones libres golpean los átomos de argón. Los átomos se convierten en iones con carga positiva y se crean electrones secundarios. Estos iones se aceleran continuamente hacia la superficie con carga negativa de los blancos.
Los iones de argón bombardean la superficie del blanco y le transfieren su energía cinética. Mediante este proceso, los átomos del material del blanco son expulsados. Esta eyección de átomos se denomina pulverización catódica o sputtering. Los átomos expulsados vuelan hacia el sustrato acrílico en diferentes ángulos. Allí, se condensan y depositan una fina capa sobre el acrílico.
(Vea un vídeo animado de un proceso de recubrimiento por pulverización catódica)
Revestimiento uniforme
Al desplazar de forma constante el sustrato a través de la cámara de pulverización durante la deposición, el acrílico queda revestido uniformemente con el material del blanco aplicado. El conjunto de capas añadidas al acrílico se denomina "paquete de revestimiento" (coating stack). Por ejemplo, el paquete de revestimiento de Optium Museum Acrylic® incluye:
Esta fórmula ha ofrecido décadas de rendimiento probado para los clientes de Tru Vue; la mezcla de óxido de estaño proporciona un material muy estable.
La prueba de rendimiento
El uso de óxido de estaño crea vacantes de oxígeno que permiten que los electrones se muevan en la fina película del revestimiento. La resistividad superficial mide la movilidad de los electrones y la disipación estática mide el tiempo que se tarda en neutralizar una carga. La protección antiestática de Optium Museum Acrylic® de Tru Vue disipa la estática 2,000 veces más que el acrílico convencional, lo que lo hace seguro para materiales friables y minimiza la limpieza.
Dos tipos de pruebas evalúan este rendimiento: el tiempo de decaimiento de la carga estática y la resistencia superficial de descarga electrostática (ESD).
- Decaimiento estático según el Método de Prueba Estándar Federal n.º 101C, Método 4046: especifica que un objeto cargado a 5000 voltios debe drenar el voltaje a 500 voltios en menos de 2.0 segundos. Optium Museum Acrylic® tarda solo 0.01 segundos, prácticamente de forma instantánea, en disipar una carga estática.
- Resistencia superficial según ANSI/ESD S11.11: mide la resistencia entre dos puntos de la superficie de un material y se expresa en Ohmios. Según ASTM D357, la resistividad se expresa en Ohmios/cuadrado. Cuanto mayor sea la resistividad superficial, menos conductor será el material. Por lo tanto, los valores más bajos indican un mejor rendimiento.
Consideraciones sobre la humedad
Los laboratorios de ensayo cualificados revisan el rendimiento del material de acristalamiento a diferentes niveles de humedad, como del 12 % de humedad relativa (ambiente seco) al 70 % (ambiente húmedo), ya que el contenido de humedad reduce la resistividad superficial, puesto que las partículas húmedas anulan la acumulación de carga. En condiciones menos húmedas y más secas, es más probable que se acumule carga estática. Deben revisarse cuidadosamente los informes de las pruebas de decaimiento estático y de resistencia superficial para realizar una selección informada. Por ejemplo, un vidrio laminado antirreflectante puede tener un nivel de conductividad de 1.0E+13 Ohmios/cuadrado, demostrando una resistividad superficial adecuada; pero a un 12 % de humedad relativa, también puede tener un decaimiento estático de 11 segundos, tiempo suficiente para que se produzcan daños. El Optium Museum Acrylic® de Tru Vue mantiene consistentemente un decaimiento estático de 0.01 segundos cuando se prueba al 12 %, 50 % y 70 % de humedad relativa.
Diseñado para perdurar
Los productos de acristalamiento Optium® de Tru Vue también han sido sometidos a pruebas de longevidad en cuanto a sus propiedades antirreflectantes, antiestáticas, de protección UV y de transmisión de luz. Las pruebas no mostraron un deterioro significativo durante un período prolongado. Las muestras físicas más antiguas se fabricaron hace más de 13 años y actualmente no muestran cambios perceptibles en su rendimiento. Las pruebas de envejecimiento acelerado proporcionan un respaldo adicional, indicando que la protección del acristalamiento Optium Museum Acrylic® tiene una vida útil superior a los 100 años.