JP5677950B2 - 中空ガラスを補強し引掻きから保護するための組成物、対応する処理方法及びその結果の処理された中空ガラス - Google Patents
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Description
・中空ガラスをおよそ700℃の温度で成形すること、
・「高温処理」と呼ばれる表面処理であって、その際の前記中空ガラスの表面温度が約500℃〜600℃である表面処理、
・前記中空ガラスを徐冷すること、
・「低温処理」と呼ばれる表面処理であって、前記中空ガラスの表面温度が約80℃〜150℃である表面処理、
を含む。
・補強は、前記ガラスの固有の機械的強度を増加させること、すなわち、ガラスの破壊応力を増加させてそれが内圧に耐えるようにし、そして引掻きに関係する新たな欠陥の発生を制限するとともにその実用寿命中に必然的に起こる機械的強度の喪失を制限することを目標としており、
・保護は、ガラスの表面を潤滑性にして、摩耗と引掻き傷の発生を制限し、その結果として新たな表面欠陥の発生を制限することを目標としている。
(A)少なくとも1個のアミン官能基及び/又は少なくとも1個のエポキシ官能基を有する少なくとも1つの付着促進剤、
(B)前記成分(A)のアミン官能基及び/又はエポキシ官能基と共有結合反応することが可能なポリマー系を形成することを目的とする少なくとも1つのモノマー及び/又は少なくとも1つのプレポリマー、
(C)前記成分(B)の化学量論量の±30mol%に相当する量で用いられる少なくとも1つの硬化剤又は架橋剤、
を含み、
前記成分(B)は、当該組成物中に、水中の固形分として表して0.5〜5重量%の量で、特に1.5重量%の量で存在し、
前記成分(A)は、前記成分(B)の100重量部当たり0.2〜3重量部の量で存在することを特徴とする組成物である。
成分(A)は、有利には、成分(B)の100重量部当たり0.5〜2重量部の量で存在する。
R1はメトキシ又はエトキシを表し、
R2はR1又はメチルを表し、
R3は、少なくとも1個の−NH−及び/又は−NH2官能基、特に1〜3個の−NH−及び/又は−NH2官能基、又はエポキシ官能基を含む、一価炭化水素基を表し、
R4は、少なくとも1個の−NH−及び/又は−NH2官能基、特に1〜3個の−NH−及び/又は−NH2官能基を含む、二価炭化水素基を表す)
のシランから選択される。
・アミノシラン類、例えば、3−(トリエトキシシリル)プロピルアミン、3−(トリメトキシシリル)プロピルアミン、3−(ジエトキシメチルシリル)プロピルアミン、N−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]アニリン、N−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン、N−[3−(トリエトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン、N−[3−(トリエトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン、N−[3−(ジメトキシメチルシリル)−2−メチルプロピル]エチレンジアミン、N−(2−アミノエチル)−N’−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン、N−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]−N’−(ビニルベンジル)エチレンジアミン及びその塩酸塩、[3−(トリエトキシシリル)プロピル]尿素、m−アミノフェニルトリメトキシシランなど、
・アミノジシラン類、例えば、ビス(トリエトキシシリルプロピル)アミン、ビス(トリメトキシシリルプロピル)アミンなど、
・エポキシシラン類、例えば、[3−(2,3−エポキシプロポキシ)プロピル]トリメトキシシラン、[3−(2,3−エポキシプロポキシ)プロピル]トリエトキシシラン、[3−(2,3−エポキシプロポキシ)プロピル]ジメトキシメチルシラン、[3−(2,3−エポキシプロポキシ)プロピル]ジエトキシメチルシラン、[2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル]トリメトキシシランなど、
から選択することができる。
成分(B)は、とりわけ、ビスフェノールAの誘導体、例えば下式(IV)、
により表されるもの、ビスフェノールFとエポキシノボラックの誘導体、例えば下式(V)、
により表されるもの、などから選択される。
成分(C)は、有利には、成分(B)の化学量論量に相当する又は成分(B)の化学量論量の±10mol%に相当する量で用いられる。それは特に、
・下式、
・メラミン(しかしながら、これは260℃でのガラスの焼成を必要としよう)、
・水溶性脂肪族アミン、例えばエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミンなどであり、これらは食品品質のものであるが、ガラスへの前記組成物の被着が80℃より高い温度で実施される場合には機能しない、
・食品品質のものではないポリエーテルアミン、例えば、下式(VI)及び(VII)、
から選択することができる。
成分(D)は、有利には、とりわけ、成分(B)の100重量部当たり0.1〜2重量部、特に0.5重量部の量で存在する。それは特に、
・第三級アミン、例えば2,4,6−トリ(ジメチルアミノメチル)フェノール(Air ProductsのAncamine K54)、2,4,6−トリ(ジメチルアミノメチル)フェノールの2−エチルヘキサン酸塩(同社のK61B)など、
・イミダゾール、例えば、それぞれ下式、
から選択することができる。
任意選択の成分(E)は、有利には、全組成物中における量が、水中の固形分として表して0.02〜0.5重量%、特に0.05〜0.2重量%であることができる。
本発明は、中空ガラスを補強するため及びそれを引掻きから保護するために中空ガラスの表面を処理するための方法にも関し、この方法は、上記の組成物の薄膜を処理すべきガラスの部分に適用すること、及び前記ポリマー系を作り熱の作用下で水性キャリアを除去しながら前記付着促進剤と反応させて、ガラス上に補強及び引掻き傷防止用の薬剤の、不連続であってもよい層を残すことを特徴とする。
(a)中空ガラスを700〜800℃の温度で成形する操作、
(b)中空ガラスを徐冷炉で、ガラスの種類に応じ500℃〜600℃の温度で徐冷する操作、
(c)上記の方法による表面処理操作、
を実施し、成形した中空ガラスを連続的に搬送し、徐冷炉を通過させてから、前記表面処理(c)を施すステーションへ搬送することを特徴とする。
次の3つの配合物を調製した。
・シランA1100は3−(トリエトキシシリル)プロピルアミンであり、
・シランA187は[3−(2,3−エポキシプロポキシ)プロピル]トリメトキシシランであり、
・エポキシ樹脂1は、HexionよりEPIREZ 3510W60という商標で販売されているエポキシ樹脂であり、これはビスフェノールAジグリシジルエーテル(BADGE)の水性エマルジョンであって、その平均モル質量は約370g/molであり、上記の式(III)により表され(式中のn=0.1)、
・エポキシ樹脂2は、HexionよりEPIREZ 3520WY55という商標で販売されているエポキシ樹脂であり、これはビスフェノールAジグリシジルエーテル(BADGE)の水性エマルジョンであって、その平均モル質量は約910g/molであり、上記の式(III)により表され(式中のn=2)、
・触媒は、Ancamine K54という名称で販売されている2,4,6−トリ(ジメチルアミノメチル)フェノールである。
この例は、中空ガラスから作られた物品の総合的な機械的強度に対する本発明の組成物の効果を説明する。
この例は、高温最終処理を行っていない物品に対する本発明による処理による補強を説明する。
・図4aは圧力の平均、
・図4bは内圧の関数としての累積破壊率、
・図4cは低い値での破壊率、
・図4dは破壊原因箇所の分布(全圧力を一緒にしたもの)、
である。
Claims (22)
- 水中に、
(A)少なくとも1個のアミン官能基及び/又は少なくとも1個のエポキシ官能基を有する少なくとも1つのガラス付着促進剤、
(B)前記成分(A)のアミン官能基及び/又はエポキシ官能基と共有結合反応することが可能なポリマー系を形成することを目的とする少なくとも1つのモノマー及び/又は少なくとも1つのプレポリマー、
(C)前記成分(B)の化学量論量の±30mol%に相当する量で用いられる少なくとも1つの硬化剤又は架橋剤、
を含む組成物の薄膜を、ガラスの処理すべき部分に適用し、前記ポリマー系を作り熱の作用下で水性キャリアを除去しながら前記ガラス付着促進剤と反応させて、前記ガラス上に補強及び引掻き傷防止用薬剤の、平均厚さが100nm未満の不連続であってもよい層を残す処理における、
前記少なくとも1つのモノマー及び/又は少なくとも1つのプレポリマーから形成されるポリマー系と共有結合反応した前記少なくとも1個のアミン官能基又は少なくとも1個のエポキシ官能基を含む少なくとも1つのガラス付着促進剤と、前記モノマー及び/又はプレポリマーの化学量論量に相当するか又は実質的に相当する量で用いられる少なくとも1つの硬化剤又は架橋剤の、中空ガラスを補強し引掻き傷から保護する二重の役割を有する薬剤としての使用。 - 中空ガラスの表面を処理するための組成物であって、該組成物は、水中に、
(A)少なくとも1個のアミン官能基及び/又は少なくとも1個のエポキシ官能基を有する少なくとも1つの付着促進剤、
(B)前記成分(A)のアミン官能基及び/又はエポキシ官能基と共有結合反応することが可能なポリマー系を形成することを目的とする少なくとも1つのモノマー及び/又は少なくとも1つのプレポリマー、
(C)前記成分(B)の化学量論量の±30mol%に相当する量で用いられる少なくとも1つの硬化剤又は架橋剤、
を含んでおり、
前記成分(B)が当該組成物中に、水中の固形分として表して、0.5〜5重量%の量で、特に1.5重量%の量で存在し、
前記成分(A)が前記成分(B)の100重量部当たり0.2〜3重量部の量で存在する組成物であること、そして該組成物の薄膜を、前記ガラスの処理すべき部分に適用し、前記ポリマー系を作り熱の作用下で水性キャリアを除去しながら前記付着促進剤と反応させて、前記ガラス上に補強及び引掻き傷防止用薬剤の、平均厚さが100nm未満の不連続であってもよい層を残す処理に用いられることを特徴とする、中空ガラス表面を処理するための組成物。 - 前記成分(A)が前記成分(B)の100重量部当たり0.5〜2重量部の量で存在することを特徴とする、請求項2に記載の組成物。
- 前記成分(A)が、アミノシラン、アミノジシラン、エポキシシラン及び少なくとも1個の−NH2及び/又は−NH−官能基を有する有機金属付着促進剤から選択されることを特徴とする、請求項2又は3のいずれか一つに記載の組成物。
- 前記成分(A)が下式(I)及び(II)、すなわち、
・R1はメトキシ又はエトキシを表し、
・R2はR1又はメチルを表し、
・R3は、少なくとも1個の−NH−及び/又は−NH2官能基、特に1〜3個の−NH−及び/又は−NH2官能基、又はエポキシ官能基を含む、一価炭化水素残基を表し、
・R4は、少なくとも1個の−NH−及び/又は−NH2官能基、特に1〜3個の−NH−及び/又は−NH2官能基を含む、二価炭化水素残基を表す)
の化合物から選択され、
前記成分(A)が、特に、
・アミノシラン、例えば3−(トリエトキシシリル)プロピルアミン、3−(トリメトキシシリル)プロピルアミン、3−(ジエトキシメチルシリル)プロピルアミン、N−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]アニリン、N−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン、N−[3−(トリエトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン、N−[3−(トリエトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン、N−[3−(ジメトキシメチルシリル)−2−メチルプロピル]エチレンジアミン、N−(2−アミノエチル)−N’−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン、N−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]−N’−(ビニルベンジル)エチレンジアミン、[3−(トリエトキシシリル)プロピル]尿素など、
・アミノジシラン、例えばビス(トリエトキシシリルプロピル)アミン、ビス(トリメトキシシリルプロピル)アミンなど、
・エポキシシラン、例えば[3−(2,3−エポキシプロポキシ)プロピル]トリメトキシシラン、[3−(2,3−エポキシプロポキシ)プロピル]トリエトキシシラン、[3−(2,3−エポキシプロポキシ)プロピル]ジメトキシメチルシラン、[3−(2,3−エポキシプロポキシ)プロピル]ジエトキシメチルシラン、エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシランなど、
から選択されることを特徴とする、請求項2〜4の一つに記載の組成物。 - 前記成分(A)がアミノジルコアルミネートタイプのカップリング剤、例えばジルコニウム,β−アラニンクロロヒドロキシプロピレングリコールアルミニウム錯体など、から選択されることを特徴とする、請求項2〜4の一つに記載の組成物。
- 前記成分(C)が成分(B)の化学量論量に相当する又は成分(B)の化学量論量の±10mol%に相当する量で用いられることを特徴とする、請求項2〜7の一つに記載の組成物。
- 前記成分(C)が
・ジシアンジアミド、
・メラミン、
・水溶性脂肪族アミン、例えばエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミンなど、
・ポリエーテルアミン
から選択されることを特徴とする、請求項2〜8の一つに記載の組成物。 - 前記成分(C)がジシアンジアミドであり、とりわけ前記成分(B)の5〜10重量部、特に6〜7重量部の量で存在する、請求項2〜9の一つに記載の組成物。
- (D)前記ポリマー系を硬化又は架橋させるための少なくとも1つの触媒をも、とりわけ前記成分(B)の100重量部当たり0.1〜2重量部の量で、含むことを特徴とする、請求項2〜10の一つに記載の組成物。
- 前記成分(D)が、
・第三級アミン、例えば2,4,6−トリ(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6−トリ(ジメチルアミノメチル)フェノールの2−エチルヘキサン酸塩など、及び
・イミダゾール、
から選択されることを特徴とする、請求項11に記載の組成物。 - (E)中空ガラスへのラベルのその後の接着を促進する少なくとも1つの薬剤をも、とりわけ全組成物中に、水中の固形分として表して、0.02〜0.5重量%、特に0.05〜0.2重量%の量で、含むことを特徴とする、請求項2〜12のいずれか一つに記載の組成物。
- 前記成分(E)がドデシル硫酸ナトリウムであることを特徴とする、請求項13に記載の組成物。
- 中空ガラスを補強するため及びそれを引掻きから保護するために中空ガラスの表面を処理するための方法であって、請求項2〜14の一つに記載の組成物の薄膜を、前記ガラスの処理すべき部分に適用すること、及び前記ポリマー系を作り、熱の作用下で水性キャリアを除去しながら前記付着促進剤と反応させて、前記ガラス上に補強及び引掻き傷防止用薬剤の、平均厚さが100nm未満の不連続であってもよい層を残すことを特徴とする、中空ガラス表面の処理方法。
- 前記組成物の薄膜を80〜200℃の温度でスプレーにより適用することを特徴とする、請求項15に記載の方法。
- 次の操作、すなわち、
(a)中空ガラスを700〜800℃の温度で成形する操作、
(b)中空ガラスを徐冷炉で、ガラスの種類に応じ500℃〜600℃の温度で徐冷する操作、
(c)請求項15と16のいずれかに記載の方法による表面処理操作、
を実施し、成形した中空ガラスを連続的に搬送し、徐冷炉を通過させてから、前記表面処理(c)を施すステーションへ搬送することを特徴とする、中空ガラスを製造及び状態調節するための方法。 - 前記中空ガラスを前記成形工程から直接前記徐冷工程に送ることを特徴とする、請求項17に記載の方法。
- 前記中空ガラスを前記徐冷工程に送る前にCVDによりSnO2又はTiO2を適用する表面処理の工程に送ることを特徴とする、請求項17に記載の方法。
- 請求項15と16のいずれかに記載の方法により、請求項2〜14の一つに記載の組成物により処理された中空ガラス。
- 前記ガラス上に被着された硬化組成物が50nm未満、好ましくは10nm未満の平均厚さを有することを特徴とする、請求項20に記載の中空ガラス。
- 中空ガラスを補強するため及びそれを引掻きから保護することへの、請求項2〜14の一つに記載の組成物の使用。
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