HU214504B - Eljárás és készítmény oxidból álló rideg hordozó szilárdságának javítására és helyreállítására, valamint repedések teljes vagy részleges helyreállítására és szilánnal bevont oxidból álló rideg konténer - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya eljárás őxidból álló rideg hőrdőzó szilárdságánakjavítására. A találmány szeriti eljárást úgy végzik, hőgy a) egyőxidból álló rideg hőrdőzót szeves őldószertől mentes, 1–99tömeg%-banszilánvegyületet tartalmazó őldat főrmájú vizes kőmpzícióval vőnnakbe, ahől az őldatban[3­(metakril­őxi)<- ­prőpil]­trimetőxi­szilán(MPTMO),[3­(glicidil­őxi)­prőpil]­trimetőxi­szilán (GPTMO),vinil­trimetőxi­szilán (VTMO),[2­(3,4­epőxi­ciklőhexil)­etil]­trmetőxi­szilán (CETMO), metil­trimetőxi­szilán (MTMO),(3,3­dimetőxi­prőpil)­trimetőxi­szilán (DPTMO),(5,6­epőxi­hexil)­trimetőxi­szilán (CHTMO), N­(trimetőxi ->­szilil­prőpil)­maleinsavamid, (3­űreidő­prőpil)­trimetőxi­szilán(UPTMO), 1,2­bisz(trimetőxi­szilil)­etán (BTMOE),1,2­bisz(3­/trimetőxi­szilil/­prőpőxil) etán (BTMOPE),[3­(metakril­őxi)­prőpil]­metil­dietőxi­szilán (MPMDEO),dimetil­tetrametőxi­diszilőxán, di(terc­bűtőxi)­diacetőxi­szilán(DBDAS), N­(3­trietőxi­szilil­prőpil)­4­hidrőxi­vajsavimid (HBTEO),valamint ezek hidrőlizált alakjai vagy keverékeik vannak felőldva,majd b) az így kapőtt bevőnatőt 20–240řC-őn keményítve az őxidból állórideg hőrdőzón átlátszó réteget alakítanak ki. A találmány tárgyáhőztartőzik fenti módszerrel bevőnt kőnténer is, valamint a bevőnáshőzhasznált készítmény. A bevőnáshőz használt készítmény 1–99tömeg%-banszilánvegyületet tartalmazó készítményként példáűl[3­(metakril­őxi)­prőpil]­trimetőxi­szilánt (MPTMO),[3­(glicidil­őxi)­prőpil]­trimetőxi­szilánt (GPTMO),vinil­trimetőxi­szilánt (VTMO),[2­(3,4­epőxi­ciklőhexil)­etil]­trimetőxi­szilánt (CETMO),metil­trimetőxi­szilánt (MTMO), (3,­dimetőxi­prőpil)­trimetőxi­szilánt (DPTMO),(5,6­epőxi­hexil)­trimetőxi­szilánt (CHTMO),N­(trimetőxi­szilil­prőpil)­maleinsavamidőt, (3­űreidő­prőpil)­timetőxi­szilánt (UPTMO), 1,2­bisz(trimetőxi­szilil)­etánt (BTMOE),1,2­bisz(3­/trimetőxi­szilil/­prőpőxi)­etánt (BTMOPE),[3­(metakril­őxi)­prőpil]­metil­die őxi­szilánt (MPMDEO),dimetil­tetrametőxi­diszilőxánt, di(terc­bűtőxi)­diacetőxi­szilánt(DBDAS), N­(3­trietőxi­szilil­prőpil)­4­hidrőxi­vajsavimidet (HBTE ),illetve ezek hidrőlizált alakjait vagy mindezek keverékeittartalmazza. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás oxidból álló rideg hordozó szilárdságának javítására.

A találmány szerinti eljárást úgy végezzük, hogy

a) egy rideg oxidból álló hordozót szerves oldószertől mentes, 1-99 tömeg%-ban szilán-vegyületet tartalmazó, oldat formájú vizes kompozícióval vonunk be, ahol az oldatban szilán-vegyületként MPTMO, GPTMO, VTMO, CETMO, MTMO, DPTMO, (3-ureido-propil)-trimetoxi-szilán, l,2-bisz(trimetoxi-szilil)-etán, 1,2-bisz(3-trimetoxi-szilil-propoxi)-etán, (5,6-epoxi-hexil)-trimetoxi-szilán, N-(trimetoxi-szilil-propil)-maleinsavamid, illetve ezek hidrolizált alakjai vagy mindezek keverékei vannak feloldva, majd

b) az így kapott bevonatot 20-240 °C-on keményítve az oxidból álló rideg hordozón átlátszó réteget alakítunk ki.

A találmány tárgyához tartozik a fenti eljárással kezelt konténer is, valamint a bevonáshoz alkalmazható készítmény; a készítményben az 1-99 tömeg%-ban szilánvegyületként MPTMO, GPTMO, VTMO, CETMO, MTMO, DMPTMO, (3-ureido-propil)-trimetoxi-szilán, 1,2-bisz(trimetoxi-szilil)-etán, 1,2-bisz(3-trimetoxi-szilil-propoxi)-etán, (5,6-epoxi-hexil)-trimetoxi-szilán, N-(trimetoxi-szilil-propil)-maleinsavamid vegyületet, illetve ezek hidrolizált alakjait vagy mindezek keverékeit tartalmazza.

A találmány tárgya eljárás rideg (törékeny) oxid hordozók szilárdítására; a találmány tárgyához tartoznak ezenkívül a szilánalapú készítményeket (összetételeket) tartalmazó vizes oldatok; valamint polimerizált, térhálós sziloxánnal bevont, rideg (törékeny) oxid hordozók. Közelebbről, a találmány tárgya eljárás üvegkonténerek szilárdságának fokozására vagy helyreállítására, valamint az így kapott, polimerizált, térhálós sziloxánnal bevont üvegkonténerek.

A rideg anyagok - így az üvegek - általában néhány olyan mechanikai tulajdonságot, például húzószilárdságot mutatnak, amelyek az előre várható értékeknél alapvetően csekélyebbek. Ez a jelenség olyan tényezők következménye lehet, mint például a vizsgálati minta (próbadarab) szerkezetének a hiányosságai vagy kis mennyiségű szennyezések az adott anyagból készült tárgy belsejében vagy felületén. Rideg fémek mechanikai sajátságainak a javítására a múltban megkísérelték a progresszív zónaömlesztést a kristályszerkezet újjáalakítására és a szennyezések kiszabadítására az ömlesztett, rideg anyagból. Nem-fémes, rideg anyagok esetében a mechanikai sajátságok tökéletesítésére a rideg anyagból többrétegű szerkezeteket állítottak elő. Ezen túlmenően a rideg anyagon felületi kezeléseket végeztek a felület védelmére kopással szemben, a rideg tárgyak némi védelmének biztosítására.

Az üveg önmagában véve az ember számára ismert legerősebb anyagok egyike. Elméletileg a standard szilikátüvegeknek 14-20 gigapaszkál igénybevételt is el kellene viselniük; a gyakorlatban azonban az általában elérhető szilárdságuk körülbelül 70 megapaszkál nagyságrendű. Az előrejelzett és mért értékek közötti eltérést felületi repedések és rések magyarázzák. Ezek a repedések lényegében megtörik az üveg gerincét alkotó sziloxán-hálót (Si-O-Si). Az üvegnek ez a károsodása úgy hat, hogy bármilyen alkalmazott erő e pontra (helyre) koncentrálódik, és az üvegtárgy végleges törését idézi elő általában sokkal csekélyebb igénybevétel mellett, mint egyébként várható. Amit itt az üvegre vonatkozóan leírunk, elméletileg ugyanúgy vonatkozik bármely olyan rideg anyagra, amely törése előtt jelentősebb plasztikus torzulást nem mutat.

Egy üvegkonténer esetében például a felületi repedések és hibák a meg nem ömlesztett kiinduló anyagoktól kezdve a kemény felületeken - például más üvegtárgyakkal - végbemenő csúszósúrlódásig számos forrásból eredhetnek. Egy általános konténer-gyártó egységben például az üvegtárgyak a kialakításuktól kezdve végzett kezelések által súlyosan károsodhatnak. A levegőben lévő részecskékkel és a légnedvességgel, valamint más edényekkel, vezetősínnel és más kezelő berendezéssel, továbbá a szállításukra alkalmazott szállítószalaggal való érintkezésük az így kialakuló repedések következtében szilárdságukat nagymértékben csökkentheti.

A kutatók régóta keresik az üveg szilárdságával kapcsolatos problémák megoldását. Az alakító és kezelő eljárás számos módosítása a szilárdság növelésében nem vezetett kielégítő eredményekre, mivel ezek a kezelési módosítások a felületen még mindig repedéseket hagynak hátra. Ezért a kutatók azt a célt tűzték ki, hogy a tárgyon elkerülhetetlenül kialakuló repedések kihatását csökkentsék.

Az alábbiakban néhány kísérletet idézünk az üveg szilárdságának javítására. így például Aratani és munkatársai a 4 859 636 számú egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint az üvegben lévő fémionokat felületi nyomófeszültség kialakítására nagyobb sugarú ionokkal cserélik ki. Poole és munkatársainak 3 743 491 számú egyesült államokbeli szabadalmi leírása szintén a felületi nyomófeszültségre vonatkozik, azonban a további abráziótól (kopástól) való védelem céljából a felületen polimer bevonatot alkalmaznak. Hashimoto és munkatársai a 4891 241 számú egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint az üvegnek a felületét szilán kapcsolószerrel kezelik, ezt követi egy akriloil- és/vagy metakriloil-csoportokat tartalmazó bevonat, majd az e csoportokat tartalmazó molekulákat besugárzással vagy hőkezeléssel polimerizálják. Az idézett 4 891 241 számú egyesült államokbeli szabadalmi leírás továbbá arra utal, hogy a szilánok önmagukban nem szilárdítják a hordozókat, és bármely szilárdítás céljára akrilátok szükségesek.

Jóllehet mindegyik fentebb idézett szabadalom némileg hozzájárul a kezelt üveg szilárdságának javításához, a hátrányokat sem nélkülözik. Egyes ilyen kezelések hosszabb időt igényelnek, mint ami a gyártás során rendelkezésre áll, mivel különálló feldolgozást kívánnak. Továbbá a munka és egészség biztonságával kapcsolatos szempontok is felmerülnek. Konkrétabban, a szerves oldószerek alkalmazása és kezelése, nemkülönben az akrilát- és metakrilátvegyületek a gyártó számára biztonsági és egészségügyi problémákat jelentenek.

Mindezek alapján egy eddig még ki nem elégített igény áll fenn rideg oxid hordozó olyan szilárdítás! eljárására, amely a fenti szempontokat, valamint a rideg oxid

HU 214 504 Β hordozó szilárdságának elfogadható növekedését lehetővé teszi. Fennáll az igény továbbá olyan, bevonat rideg oxid hordozóra is, amelynek szilárdsága lényegesen jobb, mint a bevonat nélküli, rideg oxid hordozóé.

Igény van továbbá rideg oxid hordozók szilárdításának olyan eljárására, amellyel elfogadható jelölhetőség és/vagy elfogadható, nedvességgel szembeni ellenállás érhető el.

Továbbá szükség van polimerizált térhálós sziloxánnal bevont, olyan rideg oxid hordozóra, ahol a megszilárdult bevonat átlátszó.

A találmány további céljait és előnyeit részben az alább következő leírásban részletezzük, részben a leírásból vagy a találmány gyakorlatából válik nyilvánvalóvá. A találmány céljai és előnyei különösen a csatolt igénypontokban kifejtett elemek és kombinációik segítségével realizálhatók és elérhetők.

A jelen találmány, céljaival összhangban, e célok elérésére - amint ezt az alábbiakban részletesen leírjuk - rideg oxid hordozók szilárdításának eljárására vonatkozik, amely a következő lépésekből áll.

A rideg oxid hordozót első lépésben szilán-alapú készítményt fentiekben megadott összetételű vizes oldattal vonjuk be. A szilán-alapú készítményt tartalmazó vizes oldat szerves oldószerektől mentes. A vizes oldatban végbemenő hidrolízis után a szilánvegyület (OH)₃SiR általános képletű, ahol R jelentése szerves funkciós csoport. A rideg oxid hordozónak a hidrolizált, szilánvegyületet tartalmazó vizes oldattal végzett bevonása után a bevonatot keményítve a rideg oxid hordozón átlátszó réteget alakítunk ki. A szilánvegyületet tartalmazó készítményben (összetételben) az R jelentését úgy választjuk, hogy (i) a keményített bevonatot viselő rideg oxid hordozó szilárdsága lényegesen jobb legyen a bevonási lépés előtti rideg oxid hordozó szilárdságához képest: és (ii) a keményített bevonat a rideg oxid hordozó jelölhetőségét ne befolyásolja.

A találmány tárgyát képezi továbbá a fentebb leírthoz hasonló olyan eljárás is, ahol R jelentését úgy választjuk meg, hogy (i) a keményített bevonatot viselő, rideg oxid hordozó szilárdsága lényegesen jobb legyen a bevonási lépés előtti rideg oxid hordozó szilárdságához képest; és (ii) a rideg oxid hordozón létesített, keményített bevonat által lényegesen javított szilárdság nedvességgel szembeni tartós ellenállása legalább körülbelül 50% legyen.

A találmány továbbá polimerizált, térhálós sziloxánnal bevont, rideg oxid konténerre is vonatkozik. Közelebbről a polimerizált, térhálós sziloxánnal bevont, rideg oxid konténer egy rideg oxid konténerből és egy polimerizált, térhálós sziloxán átlátszó rétegéből áll, amelyet előnyösen a rideg oxid konténer külső felületére keményítünk. A polimerizált, térhálós sziloxánt vizes oldatban hidrolizált 1-99 tömeg%-ban szilánvegyületet tartalmazó készítményből alakítjuk ki, ahol a szerves oldószer lényegében nincsen jelen. Hidrolizált, szilánalapú készítményként például [3-(metakril-oxi)-propil]-trimetoxi-szilán (MPTMO), [3-(glicidil-oxi)-propil]-trimetoxi-szilán (GPTMO), vinil-trimetoxi-szilán (VTMO), [2-(3,4-epoxi-ciklohexil)-etil]-trimetoxi-szilán (CETMO), metil-trimetoxi-szilán (MTMO), (3,3-dimetoxi-propil)-trimetoxi-szilán (DPTMO), (5,6-epoxi-hexil)-trimetoxi-szilán (CHTMO), N-(trimetoxi-szilil-propil)-maleinsavamid, (3 -ureido-propil)-trimetoxi-szilán (UPTMO), 1,2-bisz(trimetoxi-szilil)-etán (BTMOE), 1,2-bisz(3-[trimetoxi-szilil]-propoxi)-etán (BTMOPE), [3-(metakril-oxi)-propil]-metil-dietoxi-szilán (MPMDEO), dimetil-tetrametoxi-disziloxán, di(terc-butoxi)-diacetoxi-szilán (DBDAS), N-(3-trietoxi-szilil-propil)-4-hidroxi-vajsavimid (HBTEO), valamint ezek hidrolizált alakjai és keverékeik választhatók.

A fentebb általánosságban leírt találmány megoldja a rideg oxid hordozókkal, például üveggel kapcsolatos feldolgozási nehézségeket. A jelen találmány szerinti eljárás a rideg oxid hordozók szilárdságát a bevonás előtti hordozó szilárdságához viszonyítva drámai módon, váratlanul növeli, illetve helyreállítja. Ehhez járul, hogy a találmány szerinti bevonatok átlátszók, és rideg oxid hordozókon biztonsággal alkalmazhatók. A hordozó szilárdságának fokozásán, illetve helyreállításán kívül előnyös, hogy a találmány szerinti bevonatok nem befolyásolják a jelölhetőséget, ami a hordozókon elhelyezett bevonatokkal kapcsolatban a múltban problémát jelentett.

Nyilvánvaló, hogy mind a fenti általános leírás,mind az alább következő, részletes leírás példaként szolgál és csupán magyarázó jellegű, azonban a találmány oltalmi körét nem korlátozza.

A találmány szerinti eljárásban alkalmazott rideg oxid hordozó bármilyen rideg oxid-anyagból előállítható, amilyenek például: az alumínium-oxidok vagy aluminátok; szilícium-oxidok vagy szilikátok; titán-oxidok vagy titanátok; germanátok; vagy például a fenti anyagokból készült üveg. Továbbá a rideg oxid hordozó bármilyen alakú - például üvegpalack - lehet.

A vizes oldatban végbemenő hidrolízis után a szilánvegyületek általános képlete (OH)₃SiR, ahol R jelentése szerves funkciós csoport, amely vizes oldatban hidrolizálhat, vagy nem hidrolizál. Ez a szerves funkciós csoport hidrolizálható sziláncsoportokat foglalhat magában. Az R megválasztását továbbá azon követelményre alapozzuk, hogy a hidrolizált, szilán-vegyületet tartalmazó kompozíció, amely vizes oldat formájában van a bevonás és a rideg oxid hordozón végzett keményítés után a rideg oxid hordozót lényegesen javított szilárdsággal ruházza fel, és a rideg oxid hordozó jelölhetőségét nem befolyásolja.

R előnyös jelentése például 3-(glicidil-oxi)-propil-, 2-(3,4-epoxi-ciklohexil)-etil-, 3,3-dimetoxi-propil-, 3-ureido-propil-csoport és ezek hidrolizált alakjai lehetnek.

Ennek megfelelően hidrolizált, szilánvegyületként előnyösen szerepelhet például: a hidrolizált 3-(glicidil-oxi)-propil-trimetoxi-szilán, a hidrolizált [2-(3,4-epoxi-ciklohexil)-etil]-trimetoxi-szilán, hidrolizált (3-ureido-propil)-trimetoxi-szilán és a hidrolizált (3,3-dimetoxi-propil)-trimetoxi-szilán.

A rideg oxid hordozóra felvitt bevonat két vagy több, hidrolizált, szilán-alapú vegyület keveréke is lehet. Két

HU 214 504 Β vagy több, hidrolizált, szilán-alapú vegyület keveréke különösen előnyös, ha ismeretes, hogy az egyik hidrolizált, szilán-alapú termék kiváló jelölhetőséget, míg a másik hidrolizált, szilán-alapú termék kiváló szilárdságfokozó tulajdonságokat tesz lehetővé. így keverékük a tulajdonságok kívánt egyesúlyát biztosíthatja, azaz olyan bevonatot nyújt, amely fokozza a szilárdságot, és a jelölhetőséget nem zavaija. A sajátságok ilyen egyensúlyának megvalósítására például hidrolizált CETMO és metil-trimetoxi-szilán (MTMO) keveréke alkalmazható.

Az egy vagy több, hidrolizált, szilánvegyületet tartalmazó kompozíciókhoz alkalmazhatók az alábbi szilánvegyületek is: a hidrolizált [3-(metakril-oxi)-propil]trimetoxi-szilán, hidrolizált (3-ureido-propil)-trimetoxi-szilán, hidrolizált 1,2-bisz(trimetoxi-szilil)-etán, hidrolizált l,2-bisz(3-/trimetoxi-szilil/-propoxi)-etán, hidrolizált (5,6-epoxi-hexil)-trimetoxi-szilán, hidrolizált N-(3-/trimetoxi-szilil/-propil)-maleinsavamid, hidrolizált dimetil-tetrametoxi-disziloxán és a hidrolizált N-(3-/tri-etoxi-szilil/-propil)-4-hidroxi-vaj savamid (HBTEO). Ezek a termékek például hidrolizált CETMO-val és/vagy hidrolizált GPTMO-val és/vagy hidrolizált DPTMO-val keverve alkalmazhatók. A keverékben a szilán-alapú termékeket általában egyenlő arányban alkalmazzuk. Természetesen, ha erősebb jelölhetőségi sajátságok kívánatosak, akkor a hidrolizált CETMO, hidrolizált GPTMO vagy hidrolizált DPTMO például nagyobb arányban használható. Továbbá bármely fentebb leírt termék alkalmazható önmagában a rideg oxid hordozó szilárdságának alapvető javítására, ha a jelölhetőséget nem kell figyelembe venni.

Ha erre vonatkozó külön megjegyzést nem teszünk, akkor a jellemző példákként felhasznált szilán-alapú termékek egy vagy több, alábbi forrásból kereskedelmi úton beszerezhetők: Union Carbide, Dow Corning, Huls America és PCR, Inc.

Bár a találmány szerinti bevonatok egy vagy több, hidrolizált, szilán-alapú termék keverékeiből állhatnak, egy rideg oxid hordozó felületére különálló hidrolizált, szilán-alapú termékeket is felvihetünk. így például CETMO bevonatot juttathatunk egy rideg oxid hordozó felületére, majd - míg a CETMO bevonat még nedves vagy száraz, vagy az első bevonást követő keményítés után - egy második bevonatot, egy másik CETMO bevonatot vagy egy különböző, például MPTMO bevonatot vihetünk fel.

Ezen a módon bármilyen számban alkalmazhatunk egymást követő, különálló bevonatokat. Továbbá, így felvihetünk egy felületaktív szert, nevezetesen egy felületaktív szerrel vonhatjuk be egy rideg oxid hordozó felületét a hidrolizált, szilánvegyülettel végzett bevonás előtt és/vagy után. A találmány szerinti bevonatok felvitele után még a Hashimoto és munkatársai bevonataihoz hasonlók (lásd a 4 891 241 számú egyesült államokbeli szabadalmi leírást) is felvihetők.

Érthető, hogy a találmány szerinti bevonatnak (bevonatoknak) a rideg oxid hordozóra végzett felvitele magában foglalja azt is, hogy a találmány szerinti bevonatot (bevonatokat) bármely előző, a rideg oxid hordozón lévő bevonatra visszük fel. Egy megelőző bevonásra például szolgálnak a hevítéssel létesített bevonatok, amelyeket az iparban általánosan alkalmaznak.

A találmány szerinti eljárásban alkalmazott szilánalapú készítményekben a szilánvegyületek koncentrációja 1 tömeg%-tól 99 tömeg%-ig, előnyösen 1%-tól 30%-ig, legelőnyösebben 2 tömeg%-tól 10 tömeg% -ig terjedő értékig terjedhet a vizes oldatban.

Ami a hidrolizált, szilánvegyületet tartalmazó vizes oldatot illeti, a találmány szerinti vizes oldat elkészítésére használandó víz mennyiségét az előállítandó vizes oldat koncentrációjára számítjuk. Ha hígabb hidrolizált, szilán-alapú készítményt alkalmazunk, akkor ez mindössze azt jelenti, hogy több (hidrolizált, szilánvegyületet tartalmazó) vizes oldatra lesz szükség a rideg oxid hordozó bevonására, a rideg oxid hordozó szilárdságának javítására.

E leírásunkban az „oldat” fogalmán kémiai oldatokat, szuszpenziókat, emulziókat és keverékeket értünk, és ezek mindegyike teljesen vagy korlátozott mértékben keveredhet egymással.

A hidrolizált, szilánvegyületet tartalmazó vizes oldat előállítható egyszerre, ami azt jelenti, hogy a szilánvegyületet a gyártó tartályban a vízhez adjuk. Eljárhatunk azonban úgy is, hogy a hidrolizált, szilán-alapú vegyületet és készítményt önmagában vagy koncentrátum formájában állítjuk elő, majd a felhasználás helyén hígítjuk vízzel a rideg oxid hordozón létesítendő, aktuális bevonathoz szükséges, hidrolizált, szilán-alapú vegyületet tartalmazó vizes oldat előállítására.

A találmány szerinti, szilán-alapú, hidrolizált vegyületet tartalmazó vizes oldat alapvetően mentes szerves oldószertől, azaz az oldathoz szándékosan semmiféle szerves oldószert nem adunk. Jelen lehetnek azonban egyes szerves vegyületek a szilán-alapú vegyületnek vízzel végbemenő reakciójának vagy a vizes oldat keményítőskor végbemenő reakciója során keletkező szennyezésként és/vagy melléktermékként. A kereskedelmi úton beszerezhető szilán-alapú vegyületek olyan szerves oldószereket is tartalmazhatnak, amelyek a vizes oldatba bevíve felhígulnak, így az oldószer százalékos mennyisége megközelítőleg azonos a vizes oldatban lévő szilán koncentrációjával, vagy annál kisebb. Erre példa az UPTMO. Természetesen ismert, hogy oldószer hozzáadása egy oldat stabilitását növelheti.

Az alábbi reakcióvázlat szemlélteti azt a két reakciólépést, amely véleményünk szerint a hidrolizált, szilán-alapú vegyületet tartalmazó vizes oldat előállítása és felvitele során megy végbe:

(R’O)₃SiR+3H₂O—» (OH)₃SíR+3R’OH—> Si-O-Si bevonat

E reakció során a trialkoxi-szilán a vízzel reagálva az oldatban triszilanolt képez. Az oldatban lévő triszilanol oligomereket képezhet. Az oldatban lévő triszilanol kondenzál, s így a keményítés során polimerizált, térhálós sziloxán (Si-O-Si) bevonat alakul ki. Ez a sziloxán (Si-O-Si) bevonat általában szerves szubsztituenst (szubsztituenseket), például R csoportot (csoportokat) hordoz.

A fenti reakcióvázlatban R’O bármilyen, hidrolizál4

HU 214 504 Β ható csoport lehet. A kritériumokat legkedvezőbben a

-CCH

-CH₃, -C2H5, és || csoportok elégítik ki. A szakO területen járatos szakemberek számára jól ismertek más csoportok is, amelyek ezeknek a kritériumoknak eleget tesznek.

Az R csoport szerves funkciós csoport, amely a hidrolízis során hidrolizálva R csoportot képez. Ez a szerves funkciós csoport egy hidrolizálható szilán maradéka lehet. A hidrolízist követően, ha az R csoport hidrolizálható, akkor az R csoport legalább egy hidroxilcsoportot tartalmaz. Ha az R csoport nem hidrolizálható, akkor R és R azonos lehet, például akkor, ha R vinil- vagy metilcsoportot jelent. Általában a fenti reakcióvázlatban feltüntetett R csoportot előnyösen úgy választjuk meg, hogy a találmány szerinti, szilán-alapú vegyületek a megfelelő egyensúlyt biztosítsák a javított vagy helyreállított szilárdság és a jelölhetőség között. Ennek megfelelően az R csoport előnyös jelentése például (glicidil-oxi)-propil-, 2-(3,4-epoxi-ciklohexil)-etil- vagy 3,3-dimetoxi-propil-csoport. Az R csoport előnyös jelentéseihez tartoznak például az R fenti, előnyös jelentéseinek megfelelő, hidrolizált alakok.

A fentebb feltüntetett reakcióvázlat semmiképpen sem korlátozza annak a módját, ahogyan a szilán-alapú vegyületet tartalmazó, vizes oldatot előállítjuk. A trialkoxi-szilánok, mint kiinduló anyagok helyett ugyanolyan könnyen használhatunk bármely más, hidrolizálható szilánt, például halogén-szilánokat, így például szubsztituált triklór-szilán-származékokat.

Amint fentebb megjegyeztük, a hidrolízis során az R csoport hidroxilcsoportot tartalmazó R csoporttá alakulhat. így például a CETMO és GPTMO, melyek mindegyike az R csoportban epoxidgyűrüt tartalmaz, a vizes oldatban végbemenő hidrolízis során az epoxigyűrű felnyílása következtében dihidroxicsoportot tartalmazó származékká alakul, míg az R csoport maradéka hidrofób marad. így az R csoportnak a hidrofil és hidrofób sajátságai között egyensúly áll fenn (a hidrofil sajátságokat a hidroxilcsoportok adják). Az R csoport hidrofil tulajdonságai különösen javítják a szilárdságot és a jelölhetőséget.

A hidrolizált, szilán-alapú vegyületet tartalmazó vizes oldathoz felületaktív szert adhatunk annak érdekében, hogy a hidrolizált, szilán-alapú vegyületet tartalmazó vizes oldatot könnyebben teríthessük fel a rideg oxid hordozó felületén, ami a rideg oxid hordozó szilárdságának javítását és jobb küllemét eredményezi. Általában csak kis mennyiségű felületaktív szert alkalmazunk, hogy lehetővé tegyük a szilánbevonat kedvezőbb szétosztását a rideg oxid hordozón. Ebben a vonatkozásban különösen hasznosnak bizonyultak a nemionos, felületaktív szerek. Ezeknek a felületaktív szereknek egy példája a kereskedelmi forgalomból (az Union Carbide cégtől) beszerezhető Triton X-102 termék, amely oktil-fenoxi-polietoxi-etanolt tartalmaz. Általában az oldat összes tömegére vonatkoztatva 0,001 tömeg%-tól 1,0 tömeg%-ig terjedő mennyiségben alkalmazhatunk felületaktív szert. A felületaktív szert az oldat összes tömegére vonatkoztatva előnyösen 0,01 tömeg%-tól 0,05 tömeg%-ig terjedő mennyiségben adjuk a vizes oldathoz.

A szakember számára világos, hogy a szilán-alapú vegyületet tartalmazó, vizes oldathoz más vegyületek is adhatók a nedvesedés javítására vagy más hatásoknak, így az UV fénnyel szemben mutatott stabilitásnak az elérésére vagy a reológiai tulajdonságok szabályozására.

A szilán-alapú vegyületet tartalmazó vizes oldat pHértékét általában 1,5-től 12-ig terjedő értékre állítjuk; a pH-t előnyösen 2 és 4 közé állítjuk, mivel a vizes oldatok a vizsgálatok során ebben a pH tartományban bizonyultak legstabilabbaknak. A hidrolizált, szilán-alapú vegyületet tartalmazó, vizes oldatok pH-értékét általában a választott R csoport alapján állítjuk be. A vizes oldatok pH-értékét valamilyen bázisos vagy savas vegyület hozzáadásával állítjuk be a kívánt pH-ra.

A hidrolizált, szilánvegyületet tartalmazó vizes oldat tárolás során öregedésnek van kitéve, ami adott esetben a rideg oxid hordozó szilárdságának a javulási mértékét csökkentheti. Érdekes módon, csekély mértékű öregedés bizonyos körülmények között jótékony hatású lehet, például a GPTMO esetében. A további öregedés azonban esetenként a kedvező tulajdonságokat csökkentheti. A hidrolizált, szilán-alapú vegyületet tartalmazó vizes oldatok tárolási élettartama vegyülettől függően változik, így például egy olyan vizes oldat tárolási élettartama, ahol a hidrolizált, szilán-alapú vegyület hidrolizált CETMO, legalább 100 nap, s ez alatt az idő alatt a rideg oxid hordozó szilárdságát kedvezően befolyásoló képessége nem változik.

A hidrolizált, szilán-alapú vegyületet tartalmazó vizes oldatot a hordozó felületére permetezéssel, csepegtetéssel, áztatással, festéssel vagy bármely más, folyadékok, gőzök vagy aeroszolok felvitelére alkalmas technológiával visszük fel. A hidrolizált, szilán-alapú vegyületet tartalmazó vizes oldatot előnyösen permetformában visszük fel egy kiegészítő, permetező lépésben az ipari gyártás során, vagy üvegkonténerek, például üvegpalackok kezelése során - amint ezt alább részletezzük - a szokásos permetező berendezés alkalmazásával végezzük.

A találmány szerinti bevonatot felvihetjük közvetlenül a rideg oxid hordozó bármely felületére (például belső felületre, külső felületre vagy azok részeire), vagy felvihetjük egy olyan külső rétegre, amelynek összetétele a rideg oxid hordozó összetételétől eltérő. így például a találmány szerinti bevonat felvihető ón-, titán-, szilícium- vagy más fém oxidjából készült rétegre, vagy ezeknek az anyagoknak a keverékeiből készült rétegre, amikor is a bevonat hatása a rideg oxid hordozó megszilárdításának szempontjából nem mutat változást.

Általában üvegkonténerek - például palackok - gyártásánál a palackok, melyek egy szállító vonalon haladnak, 1) egy forró, bevonathoz alkalmazott tülkén haladnak keresztül, ahol a palackokra szervetlen ónréteget visznek fel, például ón-oxid alakjában, ezután 2) a palackokat egy csatlakozó üveglágyító kemencén vezetik át, és 3) síkosító (kenő) anyaggal permetezik be. A találmány szerinti eljárás alkalmazásával a szilánvegyü5

HU 214 504 Β letet tartalmazó vizes oldat felvitele előnyösen akkor történik, amikor az üvegpalackok az üveglágyító kemencét elhagyják, s ez végső bevonásnak tekinthető.

A szilánvegyületet tartalmazó vizes oldat a forráspont alatti bármely hőmérsékleten felvihető, általában azonban a felvitelt a szobahőmérsékletet megközelítő hőmérsékleten végezzük.

Jóllehet a szilánvegyületet tartalmazó vizes oldat a rideg oxid felületére felvihető a vizes oldat fagyáspontja fölötti, bármely hőmérsékleten, a műveletet előnyösen 20 °C-tól 200 °C-ig terjedő felületi hőmérséklettartományában végezzük; legelőnyösebb, ha a felvitelt 50 °C és 60 °C közötti felületi hőmérsékleten végezzük.

Mihelyt a rideg oxid hordozót (például üvegpalackot) a szilánvegyületet tartalmazó vizes oldattal bevontuk, a bevont rideg oxid hordozók a keményítő berendezésre, például egy keményítő kemencébe kerülnek, ahol a rideg oxid hordozók felületét legalább 230 °C-ra hevítjük. Hatékonyan lehet a keményítést 230 °C-nál alacsonyabb hőmérsékleten is végezni olyan szilán-alapú bevonatok, mint például BTMOE esetében. Ha a felület ezt a hőmérsékletet elérte, hatékony keményedés következik be. így például a felületi hőmérsékletet 30 másodpercig legalább 230 °C-on tartjuk. A keményítés során alkalmazott hőmérsékletnek megfelelően magasnak kell lennie annak érdekében, hogy a rideg oxid hordozók bevonata a bevonat bámulása nélkül keményedjék. A hatékony keményítés hőmérséklettartománya részben az R csoport megválasztásától függ. így például hidrolizált CETMO esetében a mintegy 200 °C alatti műveleti hőmérsékletek általában csak csekély eredményt hoznak, viszont 350 °C fölötti hőmérsékleten a bevonat elszenesedik.

Jelen találmány szerinti eljárásban a keményítés lépését bármilyen energiaforrás alkalmazásával elvégezhetjük, amennyiben az energiaforrás erőssége elegendő például a víz vagy más, a fedéshez nem szükséges reakcióterméknek a rideg oxid hordozó kezelt felületéről való eltávolításához azzal a feltétellel, hogy ennek az energiának az alkalmazása sem a rideg oxid hordozót, sem a bevonat anyagát nem károsítja. A keményítési lépés energia és idő együttes ráfordítását igényű, így például alkalmazhatunk csekély energiát viszonylag hosszú időn át vagy megfordítva: sok energiát alkalmazhatunk viszonylag rövid időtartamon át. Ilyen energiaforrások például: mikrohullám, infravörös, ibolyántúli (UV) besugárzás vagy magasabb hőmérsékletek behatása, például elektromos úton vagy gázzal fűtött kemencében, környezeti nyomáson vagy alacsonyabb nyomáson; vagy alkalmazhatjuk ezeket a feltételeket kombináltan is.

A keményítési lépés után kilépő terméken szokásos kenőanyagos (síkosítóanyagos) permetezés végezhető mint fentebb említettük - a kenőképesség biztosítása céljából például a rideg oxid hordozókra polimer bevonatot visznek fel. A találmány szerinti bevonatok lehetővé teszik a síkosító anyagnak legalább olyan kedvező tapadását, mint amilyen a síkosító anyag tapadása a fentebb említett, forrón végzett, végső bevonat felvitele esetén.

A találmány szerinti bevonatok segítségével a rideg oxid hordozón megfelelő lubricitást (síkosságot, kenőképességet) érünk el, s így minden kenőanyagos permetezési lépés feleslegessé válik, aminek különösen nagy jelentősége van a palackgyártásnál.

E leírásunkban szilárdságon értjük azt a maximális terhelést, amelynek egy mintadarab képes ellenállni a végleges törés (illetve a tárgy tönkremenetele) előtt. A törőszilárdság mérésére számos módszer ismert a minta geometriai alakjától és a tárgy alkalmazásától függően. E mérések például a hajlítási szilárdságra, merőleges terhelésre, repedési nyomásra, a koncentrikus gyűrűs szilárdságra és ütőszilárdságra irányulnak.

A találmány szerinti eljárás ténylegesen szilárdítja a rideg oxid hordozót. Amint a technika állásának ismertetésénél megállapítottuk, elméletileg mindegyik rideg oxid hordozó - különösen az üveg - valamilyen módon károsodik minimális repedések vagy csekély mennyiségű szennyezések jelenléte következtében. Mivel a rideg oxid hordozóknak elméletileg jóval nagyobb szilárdsággal kellene rendelkezniük, a jelen találmányt úgy jellemezhetnénk, mint egy élj árást a rideg oxid hordozó szilárdságának a helyreállítására; minthogy a találmány szerinti módszer lehetővé teszi a rideg oxid hordozó szilárdságának olyan mértékre történő feljavítását vagy helyreállítást, ami közel áll annak elméleti szilárdságához.

A hidrolizált, szilánvegyületet tartalmazó vizes oldattal bevonat, illetve bevonat nélküli, rideg oxid hordozó valódi szilárdságának mérésére az egyik módszer a koncentrikus gyűrűkkel mért szilárdság vizsgálata (tesztje) [leírását lásd: Journal of Strain Analysis 19, (1984, 3. szám); valamint Journal of Non-Crystalline Solids 38 és 39, 419-424 (1980)]; ezt a vizsgálatot a szakterületen jártas egyének általánosan elfogadják.

A szilárdság mérésének egy másik módja a repedési nyomás szilárdsági vizsgálata, amelynek leírását az ASTM Test C-147-ben ismertetik rámpanyomás-vizsgáló eszközzel (beszerezhető az AGR Inti. Literature intézménytől); ezt a vizsgálati módszert a szakterületen jártas egyének szintén általánosan elfogadják.

A szilárdság mérésének egy további lehetősége az ütőszilárdság vizsgálata, amelynek leírása az AGR Impact Tester-hez megadott instrukciókban van leírva. Ezt a vizsgálatot (tesztet) az iparban elismerik és az AGR Int’l, Butler, PA intézménytől kapott ütközésvizsgáló műszerrel végzik. E szilárdsági próbát a szakterületen jártas egyének szintén általánosan elismerik.

Amint megjegyeztük, a találmány szerinti, hidrolizált, szilánvegyületet tartalmazó vizes oldat felvitele a rideg oxid hordozók szilárdságát alapvetően megjavítja. Ezt az alapvető szilárdság javulást a koncentrikus gyűrűkkel mért szilárdság, a repedési nyomással szemben mutatott szilárdság és az ütőszilárdság vizsgálata igazolja, a szilárdsági értékek legalább 10%-kal javulnak. A szilárdság javulása előnyösen legalább 20%.

A szakterületen jártas egyének számára világos, hogy a rideg oxid hordozó vagy tárgy, például üveg, szilárdságának növelése következtében, egy lényegében egyenértékű szilárdsággal és általános mechanikai teljesítménnyel rendelkező tárgy kialakításához kevesebb mennyiségű oxid hordozó szükséges. így például egy üvegkonténer, például egy palack speciális esetében az edény tömege kisebb lehet, mint a bevonat nélküli edény

HU 214 504 Β tömege. Ezenkívül a szilárdság növekedése csökkenti a termék sérüléseit, például törését a kereskedelmi felhasználások során.

Elméletileg feltételezzük, hogy a térhálós sziloxán-kötés mind a bevonaton belül, mind a bevonat és a rideg oxid hordozó felülete között kialakul. A felülethez való kötődés után a bevonat képes helyreállítani a felületi repedéseket úgy, hogy a repedési felületeken Si-O-Si térhálót képez. A repedések környékén a sziloxánkötések kialakulása növeli a tárgy törőszilárdságát.

Ahhoz, hogy a bevonat egy előzőleg károsult mintadarab szilárdságát valóban helyreállítsa vagy éppen növelje, minimálisra kell csökkenteni a (igénybevételt koncentráló) repedések hatását a feszültséget viselő felületen. Ez megköveteli a feszültséget viselő felületen a repedések részleges vagy teljes helyreállítását. Egy nyomási vizsgálat alatt álló üvegkonténer esetén a feszültséget felfogó felület elsősorban az üveg külső felülete, mivel a palack falai a nyomás növekedésével valójában kifelé hajlanak. Általánosan a külső felület lesz az a felület, amely a terhelés során domború görbülést szenved.

Lehetséges azonban, hogy egy minta ütközési sérüléséhez szükséges terhelés növelhető a hordozó szilárdságának helyreállítása nélkül is. Ezen eljárás során inkább az ütésnek kitett felületen létesítünk bevonatot, mintsem a húzószilárdságot kifejtő oldalon. (Az ütközés általában a konténer belső felületén vált ki húzási igénybevételt.) A mechanizmus ebben az esetben a bevonatnak azon képességén alapul, hogy az ütközési energiát elnyeli, s így az energia nem tevődik át a hordozóra a hajlítási igénybevétel alakjában. A bevonás után a töréshez szükséges, mért ütközési terhelés növekedni fog, a tárgy hajlítási szilárdsága azonban nem fog megváltozni.

Az iparilag előállított üvegkonténereket általában röviddel gyártásuk után fém-oxid-filmmel vonják be; ennek során kémiai felgőzölögtetést végeznek, s az eljárás neve forró végső bevonás („hot-end coating”, rövidítve: HEC). Ezt a bevonatot általában ón-oxiddal készítik, végezhető azonban titán- vagy más fém-oxiddal is, és a bevonat tartalmazhat további komponenseket is a fizikai tulajdonságok javítására, például az elektromos vezetőképesség növelésére. Ez a bevonat általában (50-125) 10 ¹⁰ m vastagságú. A találmány segítségével a károsult (sérült) üveg szilárdsága helyreállítható, illetve növelhető tekintet nélkül arra, hogy a felületen létezik-e előzőleg felgőzölt HEC vagy sem.

Ami a rideg oxid hordozó jelölhetőségét illeti nyilvánvaló, hogy a jelen találmány szerinti, keményített, hidrolizált szilán-alapú bevonatok nem zavaiják ezt a jelölhetőséget, amint ezt a fentiekben kifejtettük. A jelölhetőséget az alább leírt címkeleválasztási vizsgálattal méijük.

Egy négyszögletű, körülbelül 40 cm² területű papírcímkét használunk, amelynek tömegét megméijük, majd a National Starch cégtől beszerezhető 4242 számú kazein típusú ragasztószert viszünk fel a címkére. A címke hátára (ellenkező oldalára) körülbelül 0,6 g kazein típusú ragasztót viszünk fel, és 5 mm méretű üvegbottal vagy hasonló alakú tárggyal hengerelve egyenletesen szétosztjuk a ragasztószert a címkén. A címkét a rideg oxid hordozó egyik felületére nyomjuk, és szobahőmérsékleten legalább két órán át száradni hagyjuk. A címkét ezután mindegyik sarkánál fogva kézzel megkíséreljük leválasztani mindaddig, amíg a címke egy darabját a hordozó mindegyik sarkon le nem szakítja. A találmány céljára egy bevonat akkor tekinthető elfogadhatóan jelölhetőnek, ha a címke tömegének több mint 50 tömeg%-a a rideg oxid hordozó felületén tapadva megmarad.

A találmány szerinti, bevonatos rideg oxid hordozók jelölhetősége (a rideg oxid hordozó felületén maradó címkerész tömeg%-os értéke alapján) 60%-nál nagyobb, legelőnyösebben 70%-nál is nagyobb.

A rideg oxid hordozókra felvitt, keményített bevonatból származó, alapvetően megnövekedett szilárdság a nedvesség káros hatásaival szemben is tartós ellenállást mutat. Valójában egy nedvességellenállási próba elfogadható módszert biztosít annak meghatározására, hogy milyen mértékben biztosítják a találmány szerinti bevonatok egy bevont rideg oxid felület javított vagy helyreállított szilárdságának a megtartását. A nedvességgel szemben mutatott kiváló és tartós ellenállás amelyet a találmány szerinti, szilán-alapú bevonatok mutatnak - általában az R csoporttól függ. A nedvességnek a találmány szerinti bevonatokra gyakorolt hatását több módszerrel határozhatjuk meg; az egyik módszer abban áll, hogy egy bevonatos rideg oxid hordozó szilárdságát - amelyen a bevonat élettartama 3 óránál kevesebb - általában megközelítőleg 40% relatív nedvességtartalmú térben összehasonlítjuk ugyanazon bevont rideg oxid hordozó szilárdságával, amelyet előzőleg 30 napon át 90%-os nedvesség hatásának tettünk ki. Ebben a vizsgálatban a rideg oxid hordozókra felvitt, találmány szerinti, keményített bevonatok nedvességellenállása következtében a szilárdság változása csupán 50%, előnyösen mindössze 20-30%, legelőnyösebben 0-10%; ez kitűnő eredmény különösen olyan üvegpalackok esetében, amelyek igen nagy nedvességtartalmú környezetben, például az Egyesült Államok déli részén kerülnek felhasználásra.

Érdekes módon nem mindegyik hidrolizált, szilánalapú bevonat biztosít kiváló nedvességellenállást a rideg oxid hordozóra felvitt bevonat formájában. így például - és egyszersmind összehasonlítás céljára -, ha egy hidrolizált, szilán-alapú vegyületet, ahol R jelentése vinil- vagy metilcsoport, viszünk fel egy rideg oxid hordozóra, majd megkeményítjük, akkor a hordozó szilárdsága alapvetően javul [a javulás például 110% (a koncentrikus gyűrűs teszt alapján), ha R jelentése vinilcsoport; 200%-os a javulás (a koncentrikus gyűrűs teszt alapján), ha R jelentése metilcsoport; és kiváló a nedvességellenállás (például a szilárdság vesztesége 0%, azaz 100%-ban megmarad), ha R vinilcsoportot jelent; 0% a veszteség, ha R metilcsoportot jelent (azaz a szilárdság 100%-ban megmarad); ha ellenben a bevonást olyan hidrolizált, szilán-alapú vegyülettel végezzük, ahol R jelentése 2-(3,4-epoxi-ciklohexil)-etil- vagy 3(glicidil-oxi)-propil-csoport, majd a rideg oxid hordozón létesített bevonatot keményítjük, akkor a bevonatos hordozó szilárdsága lényegesen, például 200%-kal javul (a koncentrikus gyűrűs teszt alapján), ha R jelentése 2-(3,4-epoxi-cikohexil)-etil-csoport, és 200%-os a

HU 214 504 Β javulás, ha R jelentése 3-(glicidil-oxi)-propil-csoport: ellenben csak közepes nedvességellenállást kapunk [például 40-50%os szilárdságveszteséget (azaz a szilárdság 50-60%-ban marad meg), ha R jelentése 2-(3,4-epoxi-ciklohexil)-etil-csoport: és a veszteség 90-100%-os (azaz a szilárdságnak csak 0-10%-a marad meg), ha R jelentése 3-(glicidil-oxi)-propil-csoport].

Ez az észlelet még érdekesebbé válik, ha ezeknek a bevonatoknak a jelölhetőségét hasonlítjuk össze:

R*	Jelölhetőség
metil	0 %
vinil	0-10 %
2-(3,4-epoxi-ciklohexil)-etil	>60 %
3-(glicidil-oxi)-propil	>60 %

Fentebb azonban már megállapítottuk, hogy a rideg oxid hordozóra felvitt bevonat egy vagy több, hidrolizált, szilán-vegyület keveréke is lehet.

Mindezek alapján a feltalálók olyan keverékeket fedeztek fel, amelyek a szilárdság alapvető javulását kitűnő jelölhetőséggel és a nedvességellenállással együtt teszik lehetővé. Ennek egyik kitűnő példája az a hidrolizált, szilánvegyület-keverék, ahol R jelentése egyrészt metilcsoport, másrészt 2-(3,4-epoxi-ciklohexil)-etil-csoport. Nagyon figyelemre méltó, hogy ha egy ilyen keveréket állítunk elő, akkor a keverék semelyik komponense nem rontja a kívánt tulajdonságok egyikét sem. így például az MTMO jelenléte nem csökkenti a jelölhetőség kedvező mértékét.

A találmány szerinti, hidrolizált szilánvegyületeket tartalmazó vizes oldatok nem gyúlékonyak különös tekintettel azon tényre, hogy a vizes oldat alapvetően mentes szerves oldószerektől.

Ha rideg oxid hordozók, különösen üvegkonténerek bevonását végezzük, akkor a hidrolizált szilánvegyület a konténeren előnyösen nem látható. A szilánbevonatnak a keményítés során nem szabad elszíneződnie vagy texturálttá válnia. A találmány szerinti, hidrolizált szilánvegyületeknek e kritériumokat ki kell elégíteniük. Megjegyezzük, hogy bizonyos, ipari méretű bevonatok során, diffúz (homályos vagy freskószerű) bevonat a kívánatos. A találmány szerinti bevonatokkal a diffúz küllem is elérhető, ha a bevonást (például rideg oxid hordozó felületén) 80 °C és 100 °C közötti hőmérséklettartományban végezzük.

Színes bevonatok előállítására színes festékanyagokat adhatunk a vizes oldathoz. Erre a célra alkalmas színezék például a Celestine-kék, Bismarck-bama és az Eriochrom-fekete.

Színezékeket alkalmazhatunk továbbá a vizes oldatban a keményítés mértékének, valamint a permetező bevonásnak a jelzésére. A vizes oldathoz további komponensek is adhatók, így UV-blokkoló és -fluoreszkáló anyagok. Fluoreszkáló anyag hozzáadása a bevont rideg oxid hordozókat a „sötétben tüzesen fénylő” sajátsággal ruházza fel („glow-in-the-dark”).

A találmány szerinti bevonatok azzal az előnyös képességgel is rendelkeznek, hogy képesek a szemmel látható kopási károsodást a hordozó felületén elrejteni. Ez különösen kívánatos az újra tölthető palackoknál, ahol a palackokon a töltőszalagon lefolytatott, számos ciklusból eredő, kifehéredett vonal jelenik meg körben a palackon.

A találmányt az alábbi példákkal részletesebben megvilágítjuk. Ezek a példák a találmány oltalmi körét semmiképpen sem korlátozzák.

1. példa

Ebben a példában nátronmész-üvegrudakat Vickers gyémánttal recézve megközelítőleg 50 mikrométeres (pm) repedéseket létesítünk. Az üvegrúdmintákat hajlításkor fellépő törésre teszteljük; átlagos szilárdságuk 56 MPa. Azonos recézést tartalmazó mintákat vinil-trimetoxi-szilán (VTMO) 10 tömeg%-os vizes oldatával bepermetezve bevonatot készítünk. Az oldat elegendő kénsavat tartalmaz ahhoz, hogy a pH-érték 3,0 és 3,4 között legyen. Ezt követően a mintákat 200 °C hőmérsékleten 15 percig hőkezeljük, majd hajlítási szilárdságukat teszteljük. A mérés szerint ezen mintáknak az átlagos szilárdsága 56 MPa-ról 90 MPa-ra növekedett.

2. példa

A 2. példa az 1. példának a módosítása. E példában a minták ismét recézett rudak, az oldat 10 tömeg%-os VTMO, az 1. példa szerint savanyítva. Az oldat továbbá 0,75 tömeg% nemionos felületaktív szerként Triton X-102 terméket is tartalmaz. Keményítés után a minták szilárdsága 56 MPa-ról 93 MPa-ra növekedett.

3. példa

A 3. példában az 1. példa szerint járunk el azzal az eltéréssel, hogy az alkalmazott szilán metil-trimetoxi-szilán (MTMO). A kontrollminták átlagos szilárdsága 62 MPa. Bevonás és a bevonat keményítése után a hajlítási szilárdság 95 MPa-ra növekedett.

4. példa

A 4. példa a 2. példának az ismétlése MTMO alkalmazásával. A kontrollminták átlagos szilárdsága ismét 62 Mpa-nak, a szilárdított mintáké átlagosan 103 MPanak adódott,

5. és 6. példa

Az 5. és 6. példa az 1., illetve 2. példa ismétlése, azzal az eltéréssel, hogy szilánként [3-(metakril-oxi)propil]-trimetoxi-szilán (MPTMO) használtunk. E minták esetében a kontrolminták átlagos szilárdságát 60 MPa-nak találtuk.

A bevonat elkészítése után a mintákat hővel keményítjük (a fenti leírás szerint), azonban ezt követőleg UV-fénnyel besugározzuk a keményítés fokozására. Az 5. példa szerinti, szilárdított minták átlagos szilárdsága 126 MPa-nak, a 6. példa szerinti mintáké 124 MPa-nak adódott.

7. példa

Ebben a példában síküvegminták kezelését mutatjuk be, amelyeken Vickers gyémánttal recézve szabályzott

HU 214 504 Β repedést formálunk. A mintákat úgy recézzük, hogy a repedések mérete 90 pm legyen. E mintákat három, azonos tömegarányban lévő szilánból álló oldattal fedjük. Az összes szilánkoncentráció a vízben 10 tömeg%, s így mindegyik szilán körülbelül 3,33 tömeg% mennyiségben van jelen. Az oldat a pH-érték 3,0 és 3,4 közötti beállítására elegendő kénsavat tartalmaz. A nedvesedés fokozása céljából 0,75 tömeg% mennyiségben nemionos felületaktív Triton X-l 02 terméket adunk hozzá. Az 1:1:1 arányban három szilánt tartalmazó oldat komponensei: 3-(glicidil oxi)-propil-trimetoxi-szilán (GPTMO), [2-(3,4-epoxi-ciklohexil)-etil]-trimetoxi-szilán (CETMO), valamint MTMO.

A kontrollminta szilárdsága 45 MPa, míg az 1:1:1 arányban szilárd komponenseket tartalmazó oldattal kezelt minták szilárdsága két lépésből álló keményítés után - keményítés 15 percig 125 °C-on, majd 10 percig 225 °C-on - körülbelül 3,5-szeresére növekedett. Ez az elegy kedvező jelölhetőséget mutatott annak ellenére, hogy a keverék MTMO-t is tartalmazott (amely önmagában általában csak csekély jelölhetőséget biztosít).

8. példa

A 3. példában leírt kontrollmintákat szilárdítjuk GPTMO-t és CETMO-t 1:1 tömegarányban tartalmazó oldattal, amelyek összes koncentrációja szintén 10 tömeg⁰/). Az oldat a pH-értékének 3,0 és 3,4 közé való beállításához elegendő kénsavat tartalmaz. A mintákat a

3. példában leírttal azonos hőkezelésnek vetjük alá.

A kezelt minták szilárdsága a kezdeti 45 MPa értékről 118 MPa-ra emelkedett, ami körülbelül a szilárdság 2,6szoros növekedését jelenti.

9. példa

A 3. példában leírt recézést végezzük borostyánszínű palackok oldalfalán. A recézett konténerek átlagos repedési nyomása 1,9 MPa. Ezután a recézett palackokat 10 tömeg%-os CETMO oldattal szilános kezelésnek vetjük alá, majd a 3. példában leírt keményítési eljárást alkalmazzuk. Az így kezelt, recézett minták átlagos repedési szilárdsága 3,2 MPa-ra növekedett, ami a recézett kontrollmintákhoz képest 68%-os növekedést jelent.

10. példa

350 g tömegű, standard sörösüvegeket a 3. és 9. példákban leírt módon recézünk. Az így recézett konténerek átlagos repedési nyomása 1,9 MPa. A mintákat a 7. példában leírt, hatóanyag-komponenseket 1:1:1 tömegarányban tartalmazó oldattal fedjük, majd keményítjük.

A kezelt minták átlagos repedési szilárdsága az 1,9 MPa kontrollértékről 3,5 MPa-ra növekedett.

11. példa

Könnyű, 350g tömegű palackokat a fentebb leírt módon recézünk, és 10 t% CETMO-t tartalmazó oldattal (leírását lásd a 9. példában) bevonjuk. A recézett kontrollok átlagos repedési nyomása 1,5 MPa. Permetező bevonás és ezt követő keményítés után (amit a 3. példában leírt módon végeztünk) a palackok átlagos repedési nyomása 2,6 MPa-ra növekedett.

12. példa

Könnyű, 350 g tömegű palackokat átvételi állapotban 10 tömeg%-os CETMO oldattal vonunk be. A kontroliminták repedési szilárdsága 1,6 MPa, ezzel szemben a bevonatot hordozó, keményített minták átlagos repedési szilárdsága 3,0 MPa-nak adódott.

13-16. példa

E példákban nátronmész-síküvegekből származó mintákat Vickers gyémánttal recézve az 1. példában leírtak szerint 50 pm méretű repedéseket létesítünk a felületen. E mintákat koncentrikus gyűrűs mérőberendezéssel teszteltük. A bevonat nélküli minták szilárdsága 69 MPa-nak adódott.

13. példa

MPTMO-ból szuszpenziót állítunk elő úgy, hogy a szilánvegyületet megfelelő savval, például kénsavval 2,5 pH-értékre savanyítjuk; 10 tömeg%-os keveréket készítünk. Hozzáadunk 0,5 tömeg% Triton X-l 02 terméket, majd a készítményt szobahőmérsékleten 24 órán át öregítjük. A kondenzálódó oligomerek fázisa szobahőmérsékleten 24 óra elmúltával elkülönül, szuszpenzió képződik. Ezt a szuszpenziót a recézett területre csepegtetve bevonatot alakítunk ki, amelyet 15 percig 125 °Con, majd ezt követőleg UV-fénnyel keményítünk. A síküveg átlagos szilárdságát 223 MPa-nak találtuk.

14. példa

A 10. példában leírt eljárást követve [3-(metakril-oxi)-propil]-metil-dietoxi-szilánból (MPMDEO) 10 tömeg%-os szuszpenziót állítunk elő, s ehhez 1 tömeg% felületaktív szert adunk. A szuszpenziót síküvegre csepegtetve bevonatot képzünk, amelyet előbb 15 percig 125 °C-on, majd 10 percig 225 °C-on keményítünk.

Az így kezelt síküvegminták átlagos szilárdságát 143 MPa-nak találtuk.

15. példa

A 10. példa leírása szerint 1:1 arányban dimetil-tetrametoxi-disziloxán és MPMDEO keverékét tartalmazó, 10 tömeg%-os szuszpenziót állítunk elő, azonban a pH beállítására ecetsavat adunk hozzá 3,5 pH-értékig, és felületaktív szert nem teszünk hozzá. A mintát a 14. példa leírása szerint két lépésben keményítjük.

Az így kezelt síküvegminták átlagos szilárdságát 193 MPa-nak találtuk.

16. példa

Di(terc-butoxi)-diacetoxi-szilán (DBDAS) és MPMDEO 1:1 tömegarányú keverékéből 10tömeg%-os szuszpenziót állítunk elő a 14. példában leírt eljárással azon eltéréssel, hogy a pH értékét kénsavval állítjuk 3,5-re, és 0,025 tömeg% Triton Χ-102-t adunk hozzá. A mintát a 12. példa szerint két lépésben keményítjük.

Az így kezelt síküvegminták átlagos szilárdsága 153 MPa-nak adódott.

HU 214 504 Β

17. példa

E példában nátronmész-síküveg-mintákat Vickers gyémánttal recézve megközelítőleg 50 pm méretű recézést készítünk. A mintákat koncentrikus gyűrűs mérőberendezéssel teszteljük; átlagos szilárdságuk 69 MPa. DBDAS 10 tömeg%-os vizes oldatának pH-értékét ecetsavval 3,5re állítjuk. Az oldatot síküvegmintára folyatva bevonatot alakítunk ki, majd az így bevont tárgyat 15 percig 125 °Con tartva keményítjük.

Az így keményített minták átlagos szilárdságát 133 MPa-nak találtuk.

18. példa

Síküvegmintákat a 17. példában leírt eljárással kezelünk. A 10 tömeg%-ban GPTMO-t tartalmazó vizes oldat pH-értékét kénsavval 3,5-re állítjuk. Az oldatot szobahőmérsékleten két héten át állni hagyjuk, majd a recézett üvegeken a fenti oldat csepegtetésével bevonatot alakítunk ki, amelyet előbb 15 percig 125 °C-on, majd 10 percig 225 °C-on keményítünk.

Az így kezelt minták átlagos szilárdságát 219 Mpanak találtuk.

19. példa

Nátronmész-síküveg-mintákon kerekhegyű gyémánttal könnyen látható ütközési repedést idézünk elő. A minták átlagos koncentrikus gyűrűs szilárdsága 43 MPa. 30 tömeg%-os vizes CETMO oldat pH-értékét kénsavval 3,5-re állítjuk, és az oldat rácsurgatásával bevonatot készítünk a recézett üvegen, majd a bevonatot 125 °C-on 15 percig, utána 225 °C-on 10 percig hővel keményítjük.

Az így bevont minták átlagos szilárdságát 61 MPanak találtuk.

20. példa

Nátronmész-síküveg-mintákat Vickers gyémánttal recézve megközelítőleg 50 pm méretű repedéseket idézünk elő. Ezeket a mintákat a koncentrikus gyűrűs mérőberendezéssel tesztelve átlagos szilárdságukat 69 MPa-nak mértük. N-(3-trietoxi-szilil-propil)-4-hidroxi-vajsavamidből (HBTEO) vízben 10 tömeg%-os oldatot készítünk, amelyet 30 napig állni hagyunk, ekkor pH-értéke 9,5. A recézett síküvegmintákat az oldat rácsorgatásával bevonjuk, majd a bevonatot két lépésben

- előbb 15 percig 125 °C-on, majd 10 percig 225 °C-on

- keményítjük.

E kezelés után végzett tesztelés szerint átlagos szilárdságuk 266 MPa-nak adódott.

21. példa

Nátronmész-síküvegmintákat Vickers gyémánttal recézve megközelítőleg 50 pm méretű repedéseket idézünk elő. A kapott mintákat koncentrikus gyűrűs módszerrel tesztelve átlagos szilárdságukat 69 MPa-nak találtuk.

Síküvegmintákon bemártással bevonatot hozunk létre higítatlan MPTMO-val, és az így kapott bevonatot úgy keményítjük, hogy a mintákat háromszor átvezetjük UVkeményítő berendezésen, amely egyszeri áthaladás során cm²-énként 5,3 Joule energiaszintet biztosít. Az így keményített minták átlagos szilárdsága 104 MPa-ra növekedett.

22. példa

Nátronmész-síküvegmintákat a 21. példában leírt módon recézünk, majd a mintát 150^χ 10 '° m vastagságban pirolitikusan felvitt SnO₂-dal vonjuk be. Ezután a mintákat a megmaradt feszültség kiküszöbölésére kiizzítjuk. Az óndioxiddal bevont kontrollminták szilárdsága körülbelül 83 MPa-nak adódott.

Ezt követően az ón-dioxiddal bevont mintákat a 3. példában és 4. példában leírt módon 10 tömeg%-os MTMO oldattal kezeljük. Az így kapott minták szilárdságát 210 MPa-nak találtuk.

23. példa

Nátronmész-síküvegmintákat Vickers gyémánttal recézve megközelítőleg 50 pm méretű repedéseket alakítunk ki. E mintákat koncentrikus gyűrűs méréssel teszteltük, és átlagos szilárdságukat 69 MPa-nak találtuk. Ezután 3,3-(dimetoxi-propil)-trimetoxi-szilánból (DPTMO) vízben 10 tömeg%-os oldatot készítünk, és a pH értékét 3,5-re állítjuk. Az oldatot szobahőmérsékleten 2 órán át állni hagyjuk, majd egy részéből a recézett üvegmintákon csepegtetéssel bevonatot képezünk. A mintákat előbb 125 °Con 15 percig, majd 225 °C-on 10 percig keményítjük. Az így kezelt minták átlagos szilárdsága 88 MPa-nak adódott. A DPTMO oldat magmágneses rezonanciával (*H-NMR) végzett elemzése csupán a szilántriol -CH(OCH₃)2 csoportját mutatta 4,41 ppm triplett szignállal.

Ugyanennek az oldatnak egy másik részét szobahőmérsékleten 192 órán át állni hagyjuk, majd különböző, de azonosan recézett mintákon csepegtetéssel bevonatot készítünk az oldatból. Az így kapott minták átlagos szilárdsága 256 MPa-nak adódott. Ennek az oldatnak az NMR elemzése azt mutatta, hogy a szilántriol -CH(OH)(CH₃), -CH(OH)₂ és -CHO csoportjai egyensúlyban vannak, és szignáljaik gyakorisága (előfordulása) a 4:4:2 tömegaránynak megfelelő 4,55 (triplett), 490 (triplett), illetve 9,63 (szignulett) ppm szignáljai alapján.

24. példa

A találmányt palackozó gyártóberendezésben teszteltük az alábbi eljárással.

120 darab, egyenként 470 g-os italosüveget a kezelés előtt nyomással teszteltünk egy AGR töltőnyomás tesztelő alkalmazásával. Az átlagos repedési nyomást 2,9 MPa-nak mértük; a 2,1 MPa repedési nyomás alatti palackok százalékos mennyisége 15%-ot tett ki. A kezelési eljárás során egy találmány szerinti oldatot (ez esetben CETMO oldatot) felpermetezve bevonatot képeztünk, majd a bevonatot hővel keményítettük 230 °C hőmérsékleten vagy még előnyösebben egy standard hideg, végső bevonást vittünk fel („cool-end-coating”). 120 darab így kezelt konténer repedési nyomását a fentebb leírtak szerint teszteltük, s így az átlagos repedési nyomást 3,4 MPa-nak találtuk (16%-os növekedés); a 2,1 MPa-nál kisebb nyomáson elrepedt palackok mennyisége 6%-ot tett ki (57%-os csökkenés).

25. példa (3-Ureido-propil)-trimetoxi-szilán (UPTMO) 3,4 pHértékű, 10 tömeg%-os vizes oldatához 0,05 tömeg% Triton X-102 felületaktív szert adunk, és Vickers gyémánttal

HU 214 504 Β recézett, úsztatott üvegen az oldat csepegtetésével bevonatot készítünk, majd az így kapott mintákat 125 °C-on 15 percig, s utána 225 °C-on 10 percig hővel kezeljük. A koncentrikus gyűrűs szilárdság értékeit a következőknek találtuk:

bevonat nélkül 66,1 Mpa bevonattal 17 6 Mpa

26. példa

A 25. példa szerint jártunk el azzal az eltéréssel, hogy szilánvegyületként 1,2-bisz(trimetoxi-szilil)-etánt használtunk. A kontrollminták átlagos koncentrikus gyűrűs szilárdságát 79,8 MPa-nak találtuk. Bevonás és keményítős után az átlagos koncentrikus gyűrűs szilárdság 136 MPa-nak adódott.

27. példa

Ismét a 26. példa szerint jártunk el azzal az eltéréssel, hogy a keményítést csak 15 percig végezzük 125 °C hőmérsékleten. Bevonás és keményítés után bevonat nélküli minták szilárdságát 79,8 MPa-nak, a bevont minták szilárdságát 164 MPa-nak találtuk.

28. példa

A 25. példa szerint jártunk el azzal az eltéréssel, hogy szilánvegyületként 1,2-bisz(3-/trimetoxi-szilil/-propoxi)-etánt (BTMOPE) használunk. A (BTMOPE) anyagot az alábbi eljárással állítjuk elő.

0,33 mól etilénglikol, 1,25 mól 50 tömeg%-os vizes nátronlúg és 0,025 mól tributil-metil-ammónium-klorid elegyéhez keverés közben másfél óra alatt 0,7 mól allil-bromidot csepegtetünk, majd a reakcióelegyet 80-90 °C hőmérsékleten 12 órán át melegítjük. Ekkor az elegyet 25 °C-ra hűtjük, a vizes fázist elkülönítjük és elvetjük. A szerves fázist ötszörös térfogatú dietíl-éterrel hígítjuk, telített konyhasóoldattal mossuk, nátrium-szulfáton szárítjuk. Az l,2-bisz(allil-oxi)-etánt (röviden: BAOE) vákuumban desztillálva különítjük el, forráspontja 6,7 kPa nyomáson 89-90 °C.

0,075 mól BAOE és 50 μΐ xilolos platina-divinil-komplex elegyét (Huls America, katalógus száma PC073) 85 °C-ra melegítjük, és keverés közben 0,160 mól trimetoxi-szilán csepegtetünk hozzá 2 óra alatt közömbös atmoszférában. Az elegyet 85 °C hőmérsékleten 2 órán át keverjük, majd vákuumban desztilláljuk. Az így kapott BTMOPE-t 135-136 °C hőmérsékleten, 33 Pa nyomáson forráspontján izoláljuk. A bevonat nélküli minták koncentrikus gyűrűs szilárdsága 69,9 MPa-nak adódott, bevonás és keményítés után ez az érték 201 MPa-ra növekedett.

29. példa

A 27. példa szerint járunk el, azonban a 28. példában leírt szilánvegyületet alkalmazzuk. A bevonás és keményítés után kapott minták átlagos szilárdsága 208,0 MPa-nak, míg a kontrollminták átlagos szilárdsága 69,9 MPa-nak adódott.

30. példa

0,025 tömeg% Triton X-l 02 felületaktív szert tartalmazó, 5%-os CETMO oldathoz 0,5 tömeg% Celesztinkék színezéket (CAS # 1562-90-9) adunk, és az oldatot 470 g átlagos tömegű konténerekre permetezzük úgy, hogy palackonként 2,0 g oldatot használunk fel. Ezután a mintákat infravörös kemencében 700 °C hőmérsékleten 33 másodpercig hővel kezeljük. így a palackok egyenletes kék bevonatot nyernek.

31. példa

0,05 tömeg% Triton X-l02 felületaktív szert tartalmazó 10 tömeg%-os CETMO oldathoz 1 tömeg% Uvinul MS-40 terméket (beszerezhető a BASF cégtől) és 1 tömeg% CBS-X terméket (beszerezhető a ClbaGeigy cégtől) adtunk. Az oldatot síküvegre vittük fel permetezés útján. A mintákat a 25. példában leírt eljárással hőkezeltük. így 0,9 mikrométer vastagságú végső bevonatot kaptunk. Mértük a minták UV transzmisszióját bevonás és keményítés előtt és e kezelések után. Az alábbi eredményeket kaptuk.

Minta Transzmisszió %

340 mtt-en 380 nm-en bevonat nélkül 89 90 bevonás és keményítés után 5 27

32. példa

Szilánkeveréket állítunk elő a következőképpen:

g Nafion 50 perfluorozott savas gyantát, 2 g (0,0085 mól) GPTMO-t és 2 g (0,11 mól) ásványmentesített vizet műanyagpohárban szobahőmérsékleten összekeverünk. 15 perc múlva még 91,9 g vizet, 3 g (0,017 mól) MTEO-t (metil-trietoxi-szilánt) és 0,1 g Triton X-l02-t hozzáadva összesen 100 g tömegű oldatot kapunk.

E készítményt 1 órán és 20 napon át állni hagyjuk, majd percvonallal szimulált, 470 g tömegű italpalackokra permetezzük 55 °C felületi hőmérséklet mellett (AGR vonalszimulátor alkalmazásával). A palackokat 30 másodpercig 225 °C átlagos felületi hőmérsékleten keményítősnek vetjük alá. A kezelt palackok repedési nyomása 51 és 71%-kal növekedett a kezeletlen kontrollokhoz képest.

Ekkor a palackokra 0,6 g tömegű, négyszögletes címkét ragasztottunk; a felületen a címkére 0,6 g ragasztószert vittünk fel. A ragasztót másnapig szobahőmérsékleten megkötni hagytuk. Ezt követően a palack 75-80%os címketartást (kohéziós hiányt) mutatott a címkén végzett négy eltávolítási kísérlet után (ugyanis a címkét minden egyes sarkán kézzel választottuk le mindaddig, míg a címke egy része leszakadt). Összehasonlítást végeztünk 5 g MTEO-t és 0,1 g Triton X-l 02-t tartalmazó, 1 órán át öregített készítménnyel, amelyet az előbbivel azonos módon vettünk fel ugyanolyan típusú palackokra. Az így kezelt palackok a címkét nem tartották meg (adhéziós hiány).

33. példa

Négyszögletes keresztmetszetű alumínium-oxid-rudakat hárompontos hajlítással teszteltünk a jelen találmány szilárdító képességének a kiértékelése céljából. Az alumínium-oxid-minták (n=6) felét kontrollként vizsgáltuk a hárompontos hajlításra beállított Instron mérőmű11

HU 214 504 Β szerrel. A minták másik felét 10 tömeg% CETMO-t, 0,025 tömeg% Triton X-102-t és 0,025 tömeg% RP-40 terméket (beszerezhető a T. H. Goldschmidt cégtől, Németország) tartalmazó készítménnyel vontuk be permetezéssel, majd hővel keményítettük kétlépéses kezeléssel (15 percig 125 °C-on, majd 10 percig 225 °C-on). A kontrollminták átlagos törési szilárdságát 160 MPa-nak, míg a kezelt minták átlagos szilárdságát 194 MPa-nak találtuk. Ez 21%-os átlagos növekedésnek felel meg.

Figyelembe véve Hashimoto és munkatársai eredményeit (lásd a 4 891 241 számú egyesült államokbeli szabadalmi leírást), különösen tekintettel 1., 2., 3. összehasonlító példáikra (lásd ott: 25. hasáb, 27-29. sorok), ahol ők nem figyelték meg a szilárdság növekedését, ha kizárólag szilánokat alkalmaztak a bevonásra - a jelen találmányt bemutató példák szerinti kezeléssel elért szilárdságjavulás mértéke nagyon meglepő. Amint a leírásban megjegyeztük, semmiféle kiegészítő kezelést nem alkalmaztunk (amilyet például Hashimoto és munkatársai ismertetnek), mégis a kezelt üveg szilárdsága a kezeletlen kontrollokhoz képest kétszeresére vagy többszörösére növekszik, és a megfigyelt szilárdság változékonysága viszonylag csekély. A jelen találmány által elért javulás különösen meglepő Hashimoto és munkatársai kitanításának figyelembevételével (lásd: 5. oszlop, 36. és következő sorok), ahol megjegyzik, hogy a hordozónak önmagában sziloxánokkal végzett kezelése nem elegendő a szilárdításhoz, és a közölt szilárdságok kialakításához a polimer bevonat esszenciális.

A szakterületen jártas egyének számára a leírás és a leírásban közölt gyakorlati megvalósítás egyéb lehetőségei nyilvánvalók. Szándékunk szerint e leírás és a példáink csak példáknak tekinthetők; a találmány valódi oltalmi körét és szellemét az alábbi igénypontok határozzák meg.

Claims (38)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás oxidból álló rideg hordozó szilárdságának javítására, azzal jellemezve, hogy

   a) egy oxidból álló rideg hordozót szerves oldószertől mentes, 1-99 tömeg%-ban szilánvegyületet tartalmazó készítményként például [3-(metakril-oxi)-propil]-trimetoxi-szilánt (MPTMO), [3-(glicidil-oxi)-propil]-trimetoxi-szilánt (GPTMO), vinil-trimetoxi-szilán (VTMO), [2-(3,4-epoxi-ciklohexil)-etil]-trimetoxi-szilán (CETMO), metil-trimetoxi-szilán (MTMO), (3,3-dimetoxi-propil)-trimetoxi-szilán (DPTMO), (5,6-epoxi-hexil)-trimetoxi-szilán (CHTMO), N-(trimetoxi-szilil-propil)-maleinsavamid, (3-ureido-propil)-trimetoxi-szilán (UPTMO), 1,2-bisz(trimetoxi-szilil)-etán (BTMOE), l,2-bisz(3-/trimetoxi-szilil/-propoxi)-etán (BTMOPE), [3-(metakril-oxi)-propil]-metil-dietoxi-szilánt (MPMDEO), dimetil-tetrametoxi-disziloxánt, di(terc-butoxi)-diacetoxi-szilánt (DBDAS), N-(3-trietoxi-szilil-propil)-4-hidroxi-vajsavimidet (HBTEO), valamint ezek hidrolizált alakjai vagy keverékeik vannak feloldva, majd

   b) az így kapott bevonatot 20-240 °C-on keményítve az oxidból álló rideg hordozón átlátszó réteget alakítunk ki.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan szilánvegyületet alkalmazunk, amelyben 3-(glicidil-oxi)-propil-, 2-(3,4-epoxi-ciklohexil)-etil-, 3,3-dimetoxi-propil- vagy 3-ureido-propil-csoport van jelen.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az oxidból álló rideg hordozó jelölhetősége a címkeleválasztás vizsgálatával mérve 50%-nál nagyobb.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az oxidból álló rideg hordozó jelölhetősége a címkeleválasztás vizsgálatával mérve 60%-nál nagyobb.
5. 5. Az 1, igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy oxidból álló rideg anyagként üveget alkalmazunk.
6. 6. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az oldatban alkalmazott szilánvegyület a keményítős során az oxidból álló rideg hordozóval kémiai reakcióba lép.
7. 7. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szilán tartalmú kompozíció adott esetben legalább egy síkosító anyagot, színezéket, fluoreszkálószert és/vagy ibolyántúli fényt elnyelő anyagot tartalmaz.
8. 8. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az a) lépés előtt az oxidból álló rideg hordozóra adott esetben fém-oxid-réteget viszünk fel.
9. 9. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szilánvegyületet tartalmazó, vizes oldat formájú bevonó készítmény pH-értéke 1,5 és 11 között van.
10. 10. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szilánvegyület koncentrációja a bevonáshoz használt vizes oldatban 1-90 tömeg%-ig terjed.
11. 11. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szilánvegyület tartalmú készítményként 2-(3,4-epoxi-ciklohexil)-etil-trimetoxi-szilánt, felületaktív szert és savas kémhatású vizet tartalmazó elegyet alkalmazunk.
12. 12. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan üveget alkalmazunk, ahol a bevonat nélküli üvegkonténer szilárdsága a repedési nyomás vizsgálatával mérve 69 kPa és 4,14 MPa közötti tartományban van.
13. 13. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy üvegként 0,1 mm-től 6 mm-ig terjedő falvastagságú üvegkonténert alkalmazunk.
14. 14. Szilánnal bevont oxidból álló rideg konténer, azzal jellemezve, hogy az (a) egy oxidból álló rideg konténerből és (b) az oxidból álló rideg konténer felületén egy polimerizált, térhálósított, sziloxántartalmú átlátszó, 1. igénypont szerinti eljárással felvitt rétegéből áll, ahol adott esetben a konténer felülete és a szilántartalmú réteg között egy fém-oxid-réteg van.
15. 15. A 14. igénypont szerinti konténer, azzal jellemezve, hogy a konténer üvegpalack.
16. 16. A 15. igénypont szerinti konténer, azzaljellemezve, hogy az üvegpalack falvastagsága 0,1 mm-től 6 mm-ig terjedő tartományban van.
17. 17. A 14. igénypont szerinti konténer, azzal jellemezve, hogy az a polimerizált, térhálósított sziloxántartalmú átlátszó réteg felületén címkét hordoz.
18. 18. A 17. igénypont szerinti konténer, azzal jellemezve, hogy annak felületi jelölhetősége a címkeleválasztás vizsgálatával mérve 60%-nál nagyobb.

    HU 214 504 Β
19. 19. A 14. igénypont szerinti konténer, azzaljellemezve, hogy a konténer külső felülete és a polimerizált, térhálósított sziloxántartalmú átlátszó réteg között egy fém-oxid-réteg is van.
20. 20. A 14. igénypont szerinti konténer, azzal jellemezve, hogy az a polimerizált, térhálósított sziloxántartalmú réteg felületén lubrikáns bevonatot is tartalmaz.
21. 21. A 20. igénypont szerinti konténer, azzal jellemezve, hogy az a lubrikáns bevonat felületén egy címkét is hordoz.
22. 22. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szilánvegyületként MTMO és hidrolizált CETMO keverékét; vagy MTMO, hidrolizált CETMO és hirolizált GPTMO keverékét; vagy hidrolizált CETMO és hidrolizált GPTMO keverékét; vagy VTMO és hidrolizált CETMO keverékét; vagy hidrolizált DMPTMO és hidrolizált CETMO keverékét alkalmazzuk.
23. 23. Eljárás oxidból álló rideg hordozó szilárdságának a helyreállítására, azzal jellemezve, hogy

    a) egy oxidból álló rideg hordozót az 1. igénypont szerinti eljárással szerves oldószertől mentes, szilánvegyületet tartalmazó oldat formájú vizes kompozícióval vonunk be, amelyben 1—99 tömeg%-ban szilánvegyületet tartalmazó készítményként például [3-(metakril-oxi)-propilj-trimetoxi-szilán (MPTMO), [3-(glicidil-oxi)-propilj-trimetoxi-szilán (GPTMO), vinil-trimetoxi-szilán (VTMO), [2-(3,4-epoxi-ciklohexil)-etil]-trimetoxi-szilán (CETMO), metil-trimetoxi-szilán (MTMO), (3,3-dimetoxi-propil)-trimetoxi-szilán (DPTMO), (5,6-epoxi-hexil)-trimetoxi-szilán (CHTMO), N-(trimetoxi-szilil-propil)-maleinsavamid, (3-ureido-propil)-trimetoxi-szilán (UPTMO), 1,2-bisz(trimetoxi-szilil)-etán (BTMOE), l,2-bisz(3-/trimetoxi-szilil/-propoxi) etán (BTMOPE), [3-(metakril-oxi)-propil]-metil-dietoxi-szilánt (MPMDEO), dimetil-tetrametoxi-disziloxánt, di(terc-butoxi)-diacetoxi-szilánt (DBDAS), N-(3-trietoxi-szilil-propil)-4-hidroxi-vaj savimidet (HBTEO), valamint ezek hidrolizált alakjai vagy keverékeik vannak feloldva; és

    b) az így kapott bevonatot 20-240 °C hőmérsékleten keményítve az oxidból álló rideg hordozón átlátszó réteget alakítunk ki.
24. 24. Eljárás repedések teljes vagy részleges helyreállítására egy feszültségnek kitett felületen, azzal jellemezve, hogy

    a) egy feszültségnek kitett felületet az 1. igénypont szerinti eljárással szerves oldószertől mentes szilán-vegyületet tartalmazó oldat formájú kompozícióval vonunk be, amelyben az 1. igénypont szerinti szilánvegyületek vannak jelen; és

    b) az így kapott bevonatot 20 és 240 °C közötti hőmérsékleten keményítve a feszültségnek kitett felületen átlátszó réteget alakítunk ki.
25. 25. A 24. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy feszültségnek kitett felületként oxidból álló rideg hordozót alkalmazunk.
26. 26. A 24. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a feszültségnek kitett felület üvegkonténer.
27. 27. Oxidból álló rideg hordozók bevonására alkalmazható készítmény, azzal jellemezve, hogy az 1-99 tömeg%-ban szilánvegyületet tartalmazó készítményként például [3-(metakril-oxi)-propil]-trimetoxi-szilánt (MPTMO), [3-(glicidil-oxi)-propil]-trimetoxi-szilánt (GPTMO), vinil-trimetoxi-szilánt (VTMO), [2-(3,4-epoxi-ciklohexil)-etil]-trimetoxi-szilánt (CETMO), metil-trimetoxi-szilán (MTMO), (3,3-dimetoxi-propil)-trimetoxi-szilánt (DPTMO), (5,6-epoxi-hexil)-trimetoxi-szilánt (CHTMO), N-(trimetoxi-szilil-propil)-maleinsavamidot, (3-ureido-propil)-trimetoxi-szilánt (UPTMO), 1,2-bisz(trimetoxi-szilil)-etánt (BTMOE), l,2-bisz(3-/trimetoxi-szilil/-propoxi)-etán (BTMOPE), [3-(metakril-oxi)-propil]-metil-dietoxi-szilánt (MPMDEO), dimetil-tetrametoxi-disziloxánt, di(terc-butoxi)-diacetoxi-szilánt (DBDAS), N-(3-trietoxi-szilil-propil)-4-hidroxi-vajsavimidet (HBTEO), valamint ezek hidrolizált alakjait vagy keverékeit tartalmazza.
28. 28. A 27. igénypont szerinti készítmény, azzal jellemezve, hogy az szilánvegyületként CETMO és MTMO keverékét tartalmazza.
29. 29. A 27. igénypont szerinti készítmény, azzal jellemezve, hogy az szilánvegyületként GPTMO, CETMO és MTMO keverékét tartalmazza.
30. 30. A 27. igénypont szerinti készítmény, azzal jellemezve, hogy az szilánvegyületként GPTMO és CETMO keverékét tartalmazza.
31. 31. A 27. igénypont szerinti készítmény, azzal jellemezve, hogy az szilánvegyületként CETMO és VTMO keverékét tartalmazza.
32. 32. A 27. igénypont szerinti készítmény, azzal jellemezve, hogy az szilánvegyületként UPTMO-t tartalmaz.
33. 33. A 27. igénypont szerinti készítmény, azzal jellemezve, hogy az szilánvegyületként l,2-bisz(trimetoxi-szilil)-etánt tartalmaz.
34. 34. A 27. igénypont szerinti készítmény, azzal jellemezve, hogy az szilánvegyületként l,2-bisz(3-trimetoxi-szilil-propoxi)-etánt tartalmaz.
35. 35. A 27. igénypont szerinti készítmény, azzal jellemezve, hogy szilánvegyületként DMPTMO és CETMO keverékét tartalmazza.
36. 36. A 24. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szilánvegyületet tartalmazó kompozíciót a rideg oxid hordozóra 80 °C-tól 100 °C-ig terjedő hőmérséklettartományban visszük fel, s a keményítős során homályos küllemet alakítunk ki.
37. 37. A 24. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az oxidból álló rideg hordozó jelölhetősége a címkeleválasztási vizsgálattal mérve 50%-nál nagyobb.
38. 38. A 24. igénypont szerinti eljárás, azzaljellemezve, hogy az oxidból álló rideg hordozó jelölhetősége a címkeleválasztási vizsgálattal mérve 60%-nál nagyobb.