PL156810B1

PL156810B1 - Sposób wytwarzania hydrofitowego barwnego szkla kontaktowego PL PL PL PL

Info

Publication number: PL156810B1
Application number: PL1988275925A
Authority: PL
Original assignee: Schering Corp
Priority date: 1987-11-24
Filing date: 1988-11-22
Publication date: 1992-04-30
Also published as: WO1989004978A2; IE60525B1; WO1989004978A3; CN1017833B; CN1035183A; NO902304L; DE3873045D1; MX166473B; HK12895A; IE883480L; ATE78607T1; CZ280314B6; DK128090D0; AU2798489A; FI902488A0; EP0319760B1; MY104113A; EP0395703A1; IL88461A0; DK170566B1

Abstract

1. Sposób wytwarzania hydrofitowego, barwnego szkla kontaktow ego polegajacy na pokryciu szkla kontaktow ego barw na pow- loka zawierajaca pigment i polim er, znamienny tym, ze na szkle kontaktow ym wytworzonym z hydrofilowego polim eru, zasadniczo wolnego od grup funkcyjnych -COO H, -OH, -NH-R, w której R oznacza atom wodoru lub grupe alki- lowa o 1-8 atom ach C, -NCO i epoksy, po- wleka sie co najmniej czesc powierzchni szkla barw na pow loka, zawierajaca co najmniej jeden pigm ent, polim er wiazacy zawierajacy grupy funkcyjne wybrane z co najmniej jednej z grup -C O O H , -O H i N H -R , w której R ozna- cza atom wodoru lub grupe alkilowa o 1-8 atom ach C, oraz dodatkow y zwiazek zawiera- jacy co najmniej dwie grupy -NCO na cza- steczke, a nastepnie powleczone szklo poddaje sie w znany sposób dzialaniu warunków, które pow oduja adhezje barwnej powloki do szkla. WZÓR PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania barwnego, hydrolowego szkła kontaktowego, obajmujęcy następujęce etapy:

156 810

- wytworzenie szkła kontaktowego z hydrofilowego polimeru, zasadniczo wolnego od grup funkcyjnych -COOH, -OH- NH-R, w której R oznacza atom w^i^oru lub grupę alkiowwę o 1-8 atomach C, -NCO i epoksy,

- powweczenie co najmniej części powwerzchni szkła barwną powłoką, zawierającą co najmniej jeden pigment, polimer więżący, zawierający grupy funkcyjne wybrane z co najmniej jednej z grup -COOH, -OH iNIH-R, w której R oznacza atom wodoru lub grupą alkilową o 1-6 atomach C i dodatkowy związek, zawierający co najmniej dwie grupy -NCO na cząsteczkę oraz

- poddanie powleczonego szkła warunkom, powodującym adhezję barwnej powłoki do ezkła.

Barwne ezkła kontaktowe wytwarzane sposobem według wynalazku wykonane są z hydraHlowego polimeru, zasadniczo pozbawionego grup funkcyjnych -COOH, -OH, -NH-R, w której R oznacza atom wodoru lub grupą alkUową o 1-8 atomach C, -NCO i epoksy.

Typowe polimery tego rodzaju wytwarze się przez kopolimeryzację hydrofUowego, heterocyklicznego monomeru winylowego, takiego Jak N-winylopirolidon, N-winyloburaztynoimid, Nwinylokeprolaktam, winylopirydyna lub N-winyloglutarimid oraz hydrofobowego monomeru takiego Jak styren lub estry alk^we kwasów akryoowego lub metakrylowego o 1-8 atomach C w grupie alkilowej, np. metakrylan metylu, akrylan meeylu itd. Polimer szkła jest zazwyczaj ualeciowany środkiem sieciujccmm takim Jak dialliloitaloniαn, allilmmetekrylen lub dimetakrylan glikolu etylenowego. Typowe szkła hydΓofilowt pozbawione grup -OH, -COOH, NH-R, -NCO i epoksy opisane są w opisach patentowych USA nr 4 158 089 /Loshaek/, 4 182 802 /Loehaek/ oraz brytyjskim nr 1 395 501 /National Research Deyelopment Corp./.

SzKła barwione wytwarza się sposobem według wynalazku korzystnie z monommrów, zawierających N-winylopirolidon. Ilość N-winylopirolidonu w szkłach korzystnie wynosi od około 50 do około 90% wagowych, zwłaszcza od około 60 do około 80% wagowwch, a najkorzystniej od około 65 do około 75% wagowych.

(Wywarzanie szkieł przez polimeryzacją i kształtowanie jest dobrze znane i nie etanowi przedmiotu wynalazku. Można stosować dowolną ze znanych technik, np. takich Jak opisano w opisach patentowych St. ZJedn. Ammeyki nr 4 158 089 i 4 182 802.

Barwna powłoka, którą powleka się szkła zawiera co najmniej Jeden pigment, polimer więżący zawierający grupy funkcyjne wybrane z co najmniej jednej z grup -COOH, -OH i -NH-R, w której R ma wyżej podane znaczenie oraz dodatkowy związek, zawierający co najmniej dwie grupy -NCO na cząsteczkę.

Określenie polimer oznacza ϋίβ^βΐ utworzony przez spolaryzowanie Jednego lub więcej monomerów lub mieszaninę takich polimerów. Grupy funkcyjne polimeru więżącego wystają z łańcucha głównego polimeru lub tworzą inną grupę, która wystaje z łańcucha głównego polimeru. Np. spolaryzowany mθtθkrclαn hcdroksyθtclu /z powoarzającą się jednostką monomerową ujętą w nawwasy/, można wyrazić wzorem przedstaw^nym na rysunku.

Hydroksylowa grupa funkcyjna w tym przyk^^wym polimerze znajduje się na dole przedstawionej struktury.

Przykłady odpowiednich monomrów, które można stosować w celu dostarczenia grup funkcyjnych w polimerach więżących obejmują, ale nie są do nich ograniczone, kwas akrylowy, metakrylowc, estry hydΓoksycC₁-Cg--tlltowt kwasu akry^^wego i mmeakrylowego, takie jak metakrylan hydroksyeeylu , met^l^rylan hydroksypropylu , meeakrylan hydroksybutylu i akrylan hydroksyetylu, estry αmint-C₁-Cg-atkllooe kwasu ak^^wego i metakrylowego, takie jak iθtakryltn aminoeeylu, meeakrylan amlnoottylu, me^t^rylan N-mθtyloamlnottylu, metakrylan N-heksyloaminoetylu oraz akrylan amir^opeenylu, estry gliceryny z kwasem ak^^wym i mθtakrytowym, takie Jak motnomtatΓylan gliceryny, monnoarylan gliceryny i ich komiinnciθ<, Oczywiście możne też stosować polimery dostępne handlowo z odpowOeiniil grupami funkcyjnymi jako polimery więżące, takie jak np. żywica Gantrez TH wytwarzana przez GAF Corporation, która Jest koptllmee^i eteru mθtylowo-winytowtgt z bezwodnikiem maleinowym, który przy hydroUzie wytwarza grupy -COOH.

Poza powyższymi koniecznymi grupami funkcyjnymi polimer więżący może również zawierać kopolimeryzowane ιηοηοϋ^ nie zawierające grup funkcyjnych, np. heterocykliczne monomry

156 810

N-winylowe, takie jak N-winylo-2-pirolidon, etery w.ny]^t^we o 1-6 atomach C, takie Jak eter etylowy, estry C^-Cg-alkilowe kwasu akrylowego lub metakrylowego, takie Jak metakrylan metylu i akrylan propylu; C^-Cg-alkilostyreny, takie jak t-butylostyren, monommry winylowe, takie jak chlorek winylu i octan winylu, monomery dienowe, takie Jak izopren oraz astry Cj-C--alkoksy^Cj-^Cg-alkUowe kwasu akryZowθ-o lub maei^l^ryl^owe, takie jak metaksylan etoksyetylu lub akrylan meeoksyppopylu.

Korzystnym monomerem do wytwarzania polimeru więżącego jest me^l^rylan hydrokeyeeylu. Bardziej korzystne polimery więżące zawierają 75-100% wagowych moooeetru hydrokey-Cg-C^alkllowago, o prostej lub rozgałęzionej grupie alkilowej, kwasu akrylowego lub metakrylowego /zwłaszcza meeakrylanu hydrokkyaeylu/, 0-20% estru Cg-C-alkoksy-Cg-C^-alkilowθgo kwasu akrylooego lub metekrylooego /zwłaszcza np. eθtakrllanu etoksyetylu/ 1 0-4% kwasu akrllowθgo lub mθtakrllowago /korzystnie kwasu eetβkrllowego/.

W sposobie wytwarzania szkieł według wynalazku co najmniej część powierzchni szkieł pokrywa się powłokę barwnę zawlierejęcę co najmniej jeden pigment, polimer wLężęcy, zawierający grupy funkcyjne oraz dodatkowy zwLęzek zawierajęcy co najmniej dwie grupy -NCO ne częsteczkę /korzystnie dwie grupy -NCOO. OdpolfOθdr^iei dodatkowymi zwięzkami sę np. dlizocyjanian heksa^^t^lenu /OCN/-/C/^/--NCO/, diizocyjanian 2,4-toluieenu oraz bis/izocyjanianofenylo/metan.

Powleczona może być przednia lub tylna powierzchola lub obie. Następnie poddaje się szkła działaniu warunków, które utwardzaję barwnę powłokę. Jeżeli pigment jest nieprzeźroczysty, wtedy zwykle pokrywa się tylko część szkieł, odpi^y^w^^^^ęcę tęczówce, pozostawiajęc przeźroczy tę część źrenicową. Ola szkieł, które maję średnicę większę niź tęczówka, pozostawia się oiθpowlaczonę część szkła wystejęcę poza tęczówkę.

Najkorzystniejszy sposób prowadzenia etapu powwakania polega na powlekaniu powierzchni szkieł lub jej części mieszaninę zαwirrrjęcą pigment, polimer więżęcy, zwięzek izocyjanianowy orez rozpuszczalnik. Oczywiście można też stosować inne metody powlekania, np. powlekanie najpierw szkieł mieszaninę zwięzku lzocyjaniozowθgo oraz rozpuszczalnikeam oraz z kolei, powlekanie pierwszej powłoki mieszaninę polimeru wlążącego_f pigmentu i rozpuszczalnika lub też powlekanie najpierw szkieł mieszaninę polimeru wlężącr-o, pigmentu i rozpuszczał nika i następnie powlekanie tej pierwszej powłoki mieszaninę zwięzku izocyJaniooowθgo i rozpuszczalnika .

Polimer więzęcy korzystnie wytwarza się przez polimeryzację monomeru w roztworze tak, aby można go było stosować bezpośrednio do mieszanek powłokowych bez potrzeby rozpuszczania polimeru. Ponadto, za pomocę polimeryzacji w roztworze, prowadzonej tak jak tu podano, korzystnie w komelnnαJl z modyf-kator^m ciężaru częsi^^c^s^l^c^wego można uzyskać polimer o dającym się regulować ciężarze częsteczoowym i lepkości. Można jednak stosować i polimery więzęce wytwarzane w inny sposób, taki jak polimeryzacja w manę, w zawiesinie lub reuUsyjna, pod warunkiem, że można Je rozpuścić w rozpuszczalnikach stosowanych do wytwarzania powłok w sposobie według wynalazku lub w inny sposób zapewnić fizyczne i Teologiczne właściwości odpowiednie do powlekanie. W celu wytworzenia polimeru wlążącrgz w roztworze, umieszcza się rozpuszczalnik lub kombinację rozpuszczalników odpi^y^wednich dla monomerów i tworzonych polimerów, modyfikator ciężaru ciąstθczkowego oraz inicjator polimeryzacc i w naczyniu reakcyjnym ogrzewanym i zaopatrzonym w mieszadło i ogrzewa się w czasie wystarczaJącym do uzyskania zadowalającego stopnia pollmθΓyziαJi, zazwyczaj zostaje pewna ilość olθprzera-oiwanθgz eonomeru. Regulowanie ciężaru cząstθczkowego i stopnia ewentualnego uslrcl^owaola pomaga w utrzymaniu lepkości roztworu na poziomie odpowiednim do prowadzenia polimeryzecci i daje polimer więżęcy o właściwościach Teologicznych odpowwednich do nakładana powłok na szkła.

Jeżeli stosuje się eoZdlfkatzrl ciężaru ciąytθczkoiegz polimeru więżęcr-o, to sę to środki przenoszę^ łańcuch dobrze znane fachowcom. Przykładami takich odpowiednich środków sę np. 2-eerkapΓoetanol, l-dodecylomerkaptan i inne ma^ep^ny αlliZowr. Na ciężar częsteczkowy maaę również wpływ ilość i typ rozpuszczalnika stosowanego do polime^zacc i w roztworze. Zwiększenie ilości rozpuszczalnika i modUkatora powoduje ien0θjyienir ciężaru cząyyeczkowego.

156 810

Jako odpowiednie inicjatory polimeryzacji stosuje się np. inicjatory wolnorcdnikowe takie jak 2,2-azabis/izobutyrrontryl/, nadtlenek benzoilu, nadbenzoesan t-butylu oraz nadtlenek t-butylu. Można stosować również polimeryzację w nadfiolecie. Dobór metody polimeryzacji polimeru więzęcago nie stanowi zagadnienia krytycznego.

Przy w^^wi^rzaniu powłok barwnych sposobem według wynalazku korzystne Jest łęczenie polimeru więżącego w roztworze z innymi składnikami, takimi jak dodatkowy rozpuszczalnik lub kombinacje rozpuszczalników, które mogę być takie same lub różne niż te, które stosuje się do polimeryzacci w roztworze.

Jako odpowiednie rozpuszczalniki można erylocellosolvt, cykloheksanon, cyklopentanon, etanol, t-butanol, aceton i inne ιΙζΙθιυοζπι 1 cykliczne katony. Można stosować rozpuszczalników. Mleczan etylu Jest dobrym ^rozpuszczalnikiem, a w pewnych warunkach można stosować jako ko-rozpuszczalnik wodę. Można dodawać monoimry takie jak te, które stosuje się do wytwarzania polimeru więżęcego, np. meaakrylan hydroksyetylu i metakrylan etoksyetylu, przy cz^m działaję one Jako rozpuszczalnik i mogę również polimeryzować. Korzystnym rozpuszczalnikom dla polime^zacci w roztworze Jest cykllptntαnon, zań do wytwarzania barwniej powł<^ł^:i jest ^ι^^β^ι cykllpentlnonu, mleczanu etylu i monommrów. Roztwór polimeru więżęcego i pigmentu mele się do wytworzenia barwięcej pasty.

Jeżeli polimer więzęcy, pigment i zwięzek izocyjanlnowl maję być zastosowane w Jednym etapie, to pastę barwięcę, zwięzek izocyjabiinowl i ewentualne dodatkowe ιβοπομγι miesza się do wytworzenia farby drukarskiej, lakieru lub innej nadajęcaj się do nałożenia barwnej powioki, którę powleka się szkła. Jeżeli nadajęcę się do nałożenia barwnę powłokę ma się przechowywać w clęgu długich okresów czasu, powinno się Ję sporzędzać bez zwięzku izocyjanianowego, który można pomieszać z powyższę powłokę bezpośrednio przed jej nałozaneam na szkła. Jeżeli w powłoce obecne sę rozpuszcczaniki, aawitrajęct reaktywne grupy funkcyjne, np. grupy -OH alkohol, izocyjanian może nadmiernie reagować z tymi grupami i wskutek tego nie móc reagować z funkcyjnymi grupami polimeru więżęcego. Przy takich więc powłokach korzystniej Jest dodać zwięzek izocyjaninowy bezpośrednio przed nakładaniem. Zazwyczaj rlzpuszacziniki szybko paruję po nałożeniu powłoki na szkła tak, że ich grupy funkcyjna nie zużywaJę izocyjanianu po nałożeniu. Trwałość nadajęcej się do nakładania barwnej powłoki zależy od reaktywności zwięzku izlcyJBniilowegl z grupami funkcyjnymi więżęcego polimeru i z ewentualnymi grupami funkcyjnymi w rozpuszczalniku, a także od temperatury matrl-ału. Trwałość nadajęcej się do nakładania powłoki można przedłużyć przez chłodzenie. Na podstawie oceny jakości ostatecznego produktu można łatwo ocenić przydatność dowolnego systemu rozpuszczalników i zw^zanego z tym sposobu postępowania.

Wybór pigmentów jest dosyć dowody, ponieważ nie muszę ona koniecznie zawierać grup funkcyjnych. Jako pigmenty można stosować dowolnę substancję barwięcę albo ich klmiinację dajęcę plżądαny kolor. Korzystnymi pigmentami sę np. /symbol CI, oznacza numer w indeksie barw/ dla barwy niebieskiej, błękit ftalocyiiniilowy /plimtitowl błękit 15, C.I. 4160/, błękit kobaltowy towy błękit 36, CI. 77343/; dla barwy zielonej, zieleń ftalocljiilnowa zieleń 7, C.I. 74260/ oraz półtoratlenek chromu; dla barw żółtej , czerwonee , bazowej i czarnej różne tlenki żelaza; dla fioletu fiolet ka^az^ny. (Dożywacie, dla uzyskania pozędanego odcienia stosuje się mieszanki takich substancci barwięcych. Dla wytworzenia nieprzeźroczystej powłoki korzystnym środkiem zmętniającym jest dwutlenek tytanu, środki zmętniaJęce, które uważa się za pigmenty w ilileJallm opisie i zastrzeżeniach miesza się z innymi pigmentami na barwięcę pastę.

Diizocyjanian heksametyl^u /OCN-/CH5/K-NCO/ jest korzysnnym dodatkowym zw^zkiem.

z 0 .

Jednakże w zakres wynalazku wchodzi stlsow^nle każdego izocyjanianu o wzorze R /NCO/ , w , n któr-ym n jest większe lub równe 2, korzystnie 2. R może byc dwu- lub więcej wartośdowym rodnikiem, takim jak rodnik węglowodorowy ^^0^02^, alicykliczny, alfialyczno-aliclkllczny, aromatyczny lub aliiatyziloaalmbitlcznl. Jako przykłady innych odpowiednich izlcljani8nów można nymenić diizocyjanian 2,4-toluilenu i bis/azocyjanianofθπylobmerαn.

Następnie, pooltcaont szkła poddaje się działaniu warunków, które powoduję przylepianie się powłoki barwnej do szkieł, przy czym pigment zostaje schwytany wewontrz polimeru

156 810 więżącego w taki sposób, ze tworzę się bardzo trwałe, barwna szkła kontaktowe. Po powleczeniu szkła możne je np. pozostawić w pokojowej temperaturze otoczenia, gdzie większość rozpuszczalników odparowuje. Zazwyczaj szkła następnie poddaje się utwardzeniu w piecu próżniowym, w ciągu około 2 godzin, w temperaturze 90°C. Można stosować azot gazowy do przepłukania pieca i dla utrzymania obojętnej atmosfery o zmniejszonym ciśnieniu. Powyższe postępowanie można zmienić np. eliminujęc zastosowanie próżni lub azotu lub zmieniajęc temperatury pieca i czasy przebywania w nim szkieł. Ocenę przydatności danego cyklu utwardzania sprawdza się najlepiej badajęc adhezję powłoki do szkieł, w sposób opisany p^nitfc^J. Oczywiście można stosować wszelkie warunki, powoduuęce adhezję barwnej powłoki. Katalizatory przyspieszające reakcję zwięzku izocyjaninnowago z polUier^^m więżącym można dodać do farby drukarskiej bezpośrednio przed jej nałożeniem na szkła. Jako katalizatory takie stosuje się aminy czwartorzędowe, takie jak trietylamming , benzylodimetyloamina, dimetylocykloheksyloamina oraz katalizatory Met^l.i.czne takie Jak kaprylan cynawy i dilaurynian dibutylocyny. Powyższa warunki podano Jako ilustrację, bez ograniczania zakresu wynalazku. Czasy i temperatury można dobrać optymalne dla danej kornminaaji materiałów.

Utwardzone szkła poddaje się ^odcneniu sposobami norMl^ie stosowanymi przy bezbarwnych szkłach hydrolowych.

W poniższej tablicy I podano korzystne ilości składników do wytwarzania farb drukarskich.

	Tablica % wagowy składników w	1
farbie	drukarskiej
		_ r- -
	Składnik Polimer więżęcy /zawierający wszelkie	1 1	szeroki zakres	korzystny zakree
	niepr^z^eeaa^i^wane resztkowe monommey/	1	10-40	1 13-25 ¹ 1 1
	Hość zwięzku izocyjankowego	1	funkcjonalna	1 1
		1 1	Uość ^Z1Z	1 0,5-10 ¹ 1 1
	Nieprzeźroczysta substancja barwięca	1	funkcjonalna	i 0,5-20 1
	/Jeżeli pożędana jest barwa nieprzeźroczysta/	1 1 \|	lOść ^Z1Z	1 1 1 1
	Przeźroczysta substancja ^^rwięca	1	funkcjonalna	i funkcjonalna ,
	/Jeżeli pożędana jest barwa przeźroczysta/	1	i.lo^ść^Z1Z	i ilość'^1Z i
	Oicjator ^polimeryzacc i ^Z4Z	1 1	0-1,0	ⁱ 0-0,3 ΐ
	Ilość dodatkowych monomerów	1 1	funkcjonalna iło^¹/	¹ 0-30 ¹ 1 ł
	Rozpp uzczalnnk^/	1	^q.^s. 100%^/3Z	, g.s.10% ,

/1/ Funkcjonalna ilość oznacza ilość, którę ustali fachowiec dla osięgnięcia pozędanego wyniku.

/2/ Obejmuje rozpuszczalnik z roztworu polimeru więzęcego 1 rozpuszczalnik stosowany przy mieleniu pigmentu.

/3/ q.s. ad 1OC% oznacza Hość potrzebnę do uzyskania 100% /4/ Normaanie stosowany tylko Jeżeli farba zawiera dodatkowe monomθiy.

Poniższe przykłady ilustruję wynalazek bez ograniczenia Jego zakresu. W przykładach stosowano następujęce skróty:

KEMA - metekTy^H 2hhydiroksyatyuu

EOEMA - metakryann 2eeloksyθtyUu

MAA - kwan metaksylłwy

AIBN - azobi8-/ioibutylonltryl/

HOI - diioccyannann heksametyenuu

VP - N-winylo^-pru lUnn

156 810

ΜΜΑ - metakrylan metylu

DAI - itakanian diallilu

IBA - akrylan ioobutylu

DEH - 2,5-limeryko-2,5obis/2-rtylokekgollopkaoksy/he8ian

TBP - nadbenzoeian tolurylu

Przykłady I-VI ilustruję sposóO wytwarzaaia wyjśckowycl produktów, przykłady VII-VIII spksóO według wynalazku, i przykład IX staaowi przykład porównawczy.

Przykład I. Przeźroczysta szkła koataktowo

Składalk

VP

MMA

IBA

Dkl

OEH

TBP

0,7071

0,2625

0,0248

0,0016

0,0030

0i02i0.

1,0000

Sposób : Składniki odgazowujo się pod ciśaieniem około 20 kPa w ciągu około 15 miaut w kolOie, aastępaie umieszcza slę w szklaaej rurze. Napełaioaę rurę zamyka się po^kryw^ką 1 umieszcza w (tępieli, wodnej w ciągu ^{72 g}odz. w ²0°C^, a aast^aio w ci^ęgu ^{96 g}odz. w 30°C. Składniki zestala slę w tym czasie. Rurę szklaaę wyjmuj o się z kąpieli wodnej i ^ddaje aast^ępującej o^Or^óOce w fii-ocu: 2^{4 g}odz. w temp^e^^e Κ)°^ ⁴ godz. w temperaturze 70°C i 24 ^godz. w temppraturze 110^oC. Nast^ępaie ^pollmer s^lę zo szklaaoj rur^{y 1} ogrzewa w ci^ęgu 2 ^godz. w temperaturze 140°C. ^Pollmor formuje s^ię aa szłtła ^ata^owe kkawθncJonalnymi sposobami, ap. Jak opisaao w opisach pateatowycl St. ZJeda. Ammryki ar

158 089 l 4 182 802.

Przykład II. Roztwór polimeru wlęźęcego Składalk Części wagowo

HEMA 0,3743

EOEMA

MAA 0.0087Χ

Cyklolentankn 0,5695

AIBN 0,0021

2-ierkaptkθtlnol 0 0^0^3

Etor lydrkcllnono-iknkmetylowy 00^(0^1

1,0000

0^,C^0²⁹ tej ilości iOyło zawarte w H^EfMA, dostarczonym ^przez ^oducoota Do roztworu dodmo 0,0064

W celu wy tworzenia roztworu polimeru więżącego wprowadza się wszystkie składniki prócz eteru lydrkcllnono-iknometyłowego do kolOy trójszyj^^j. U^meszcza się kolOę w kąpieli wodnej o temperaturze 40°C i miesza si^ę ^woh w atmosferze azotu. tiiesza si^ę do uzdami lepkości pomiędzy 20.000 i 40.000, ileriknej aa Vlskomθtrie Brookkielda z wrzecionem ar 16 przy 3 obr/mm. Zatrzymuje się polimeryzację przez dodanie eteru lydrocllnono-mknkmetylooegk usuwa się kolOę z k^fus^ll wodnej i pozostawia się Ję do ochłodzema w tom^er^turio pokojowej

Przykład III. FarOa

Składalk Czgści wagowo

Roztwór polimeru wiązącegk /z przykładu II/ 0,5095

MLeczaa etylu 0,1635

Błękit fl^^o^t^i^iann^wy 0,0027

Owutleaok tytanu 0,0558

HEMA 0,2136

156 810

EOEMA	0,0243
MAA	0,0050
AIBN	0,0012
HDI	0,0244
	1,000

Ponieważ ta powłoka barwna przeznaczona jest do nakładania na szkła przez drukowanie, nazywa się ję farbę drukarską. Jednakze zastosowanie innych typów barwnych powłok, nakładanych innymi sposobami, wchodzi również w zakres wynalazku.

Sporzędza się pastę przez mielenie ieczanu etylu, błękitu ftalocyjniinowego /Pigmentowy Błękit 15, C.I. 74 1 65/ i dwutlenku tytanu w młynie kulowym z kulkami z tlenku glinu, w ciągu około 72 godz. do osiągnięcia rozmiaru częstek poniżej 5 mikrometrów, według pomiaru na przyrządzie pomiarowym do przemiałów Hegmana. Następnie pastę miesza się z roztworem polimeru więżącego. Farbę wykańcza się przez dommeszanie pozostałych składników bezpośrednio przed użyciem tak, aby HDI nie został nadrnmsrnie zużyty przed nadrukowaniem farby na szkła.

Przykład IV. Przeźroczyste szkła kontaktowe

Składnik

VP

MMA

IBA

DAI

DEH

TBP

0,7056

0,2643

0,0249

0,0016

0,0030 .0x0006.

1,0000

Powtórzono polimeryzację i formowanie szkieł według przykładu I, szkła kontaktowe.

otrzymując przeźroczyste

Przykład

Składnik

V. Roztwór polimeru więżącego części wagowe

HEMA 0,3776 EOEMA 0,0416 MAA 0,0064 Cyklopeitannn 0,5699 AIBN 0,0022 2-merkaptoθtannl 0,0022 Eter hydrlchlnonl-moiometylDoy 0,0001

1,0000

Postępuje się według przykładu II, po czym otrzymany roztwór polimeru więżącego rozcieńcza się równą wagowo ilością metanolu i miesza. Mieszaninę wkrapla się do dziesięciokrotnej wagowo ilości octanu etylu dla wytrącenia polimeru, który zbiera się za pomocą próżniowego sączenia i suszy przez noc w piecu próżniowym. Wysuszony polimer więżący rozpuszcza się następnie w takiej ilości cyklopritanonu, aby otrzymać roztwór polimeru więżącego o stężeniu 43% wagowych, który to roztwór zasadniczo nie zawiera iiespnlimθyzoowanegn monommru.

Przykład VI. Farba

Składnik	czjści wagowe
Roztwór wysuszonego polimeru	0,4922
więżącego w cyklnpentaioiie /z przykładu V/
Mleczan etylu	0,1758
Błękit ftalocyJinilOwy	0,0029
Dwu tlenek tytanu	0,0601
Eter bis/2-metoksystylowy/*	0,2445
HDI	_0λ0245_ 1,0000

156 810 * Ten rozpuszczalnik, który nie zawiera grup funkcyjnych reagujących z HDI, stosuje się w celu poprawiania zdolności nakładania farby. Powtarza się operacja mielenia i meszania z przykładu III, otrzymując farbę drukarską, która jak się uważa nie zawiera miespolimeryzowanego monomeru.

Przykład VII. Wykonuje się barwne szkła kontaktowe stosujęc szkła według przykładu I, sporządzone z hydrofilowego polimeru pozbawionego grup -OH, -C00H, -NH-R,

-NCO i epoksy /przy czym R ma wyżej podane znaczenie oraz farbę drukarską z przykładu III, zawierającą HDI i polimer wiążący, zawierający grupy -OH i -C00H.

Sporządzenie barwnych szkieł:

Nieuwodnuna szkła drukuje się we wzór o kształcie pierścienia sposobem opisanym w opisie patθnlowym St. Zjedn. Ammeyki nr 4 582 402 /Knąpp/. Szybko nakłada się farbę drukarską na płytę metalową do grawerowania, z wytrawionymi zagłębieniami, tworzącymi pierścieniowy wzór. Nadrnmar farby usuwa się skrobakiem. Do płyty dociska się giętki tampon w celu przeniesienia farby z zagłębień w płycie na tampon.

Tampon, na którym teraz znajduje się wzór pierścienoowy z farby, przyciska się do powwerzchni szkieł, przez co następuje wydrukowanie wzoru na szkłach. Zadrukowane szkła trzyma się pewien czas w tempera turze pokojowej a następnie umieszcza się w piecu. Piec przepłukuje się trzykrotnie przez kolejne wyciągnięcie powwetrza do ciśnienia 500 mm próżni wodnej i następnie napełnienie azotam do ciśnienia 130 mm próżni wodnne. Wszystkie zawory do pieca następnie się zamyka i temperaturę podnosi się do 90°C i utrzymuje w ciągu 2 godz. Wydrukowane szkła uwadnia się w c^iągu 2 ^godzin w temperaturze o^ko^ło 98°C, zanurza w roztworze solski 0,9% /wagowo/, zbu^^wanym boranem, przy wartości pH około 8.

Testowanie adhaeji:

Uwodnione szkło zamontlwujr się w odległości 10,16 cm od szczotki powOθrrżneJ, podłączonej ze zbiornikemai Zadrukowaną stronę szkła natryskuje się w ciągu 30 sek.

metanolem, sprężonym za pomocą azotu do nadciśnienia 40,43.10 kPa/40 psig/. Szkło następnie umieszcza się w 0,9% /wagowo/ roztworze solanki o wartości pH · 8 na 2-3 mn. Uważa się, że szkło nie spełnia testu na adhezję, jeżeli jakakolwiek część powłoki odlepia się podczas ostatniej obróbki w roztworze solanki lub w jakemkolwiek czasie podczas testu. Jeżeli ani trochę powłoki się nie odlepia, uważa się, że szkło przeszło test pozytywnie.

Wyniki : Pięć z pięciu szkieł przeszło test na adhezję.

Przykład VIII. Powtarza się postępowanie z przykładu VII stosując szkła z przykładu IV i farbę drukarską w przykładu VI. Wszysskie 5 szkieł przeszło test na adhezję. Przykład ten wskazuje, ze powłoka barwna nie mmui zawierać iiespolemerylowaiego monornmru. Powyższe przykłady są zgodne z wynalazkiem. Polimery do szkieł są hydroflloor i wolne od grup -COOH, -OH, -NH-R, -NCO i epoksy. Poza pigmentem, barwna powłoka zawiera polimer więżący, zawierający grupy funkcyjne wybrane z co najmniej jednej z grup -COOH, -OH i -NH-R oraz dodat' kowy związek, zawierający co najmniej dwie grupy -NCO na cząsteczkę.

W świetle opisu pateiloorgl St. Zjedn. Ameryki nr 4 668 240 /l.lthaek/ jest bardzo zaskakujący fakt, ze szkła wytworzone według powyższego przykładu przeszły test na iadhθzję.

W opisie Loshaeka twierdzono, ze w celu związania polimeru i dldatklwrgl związku stosowanego w farbie według tego przykładu, polimer szkieł musi mieć grupy funkcyjne -OH, -COOH lub -NH-R lub grupy funkcyjne -NCO lub epoksy. W przeciwieństwie do tego, uzyskano zadowalającą adhezję farby drukarskiej do szkła hydΓofllowθgl bez tych grup funkcyjnych, o których uprzednio uważano, ze są konieczne.

Przykład IX - porównawczy. Powtarza się przykład VII /oraz przykłady I, II i III/ z tą różnicę, ze nie daje się HDI do farby drukarskkaj . Żadna z pięciu szkieł nie przeszła testu na adhezję.

Powyższe przykłady ilustrują korzystne postaci wykonania wynalazku, w którego zakres wchodzą jednak wszystkie inne postaci wykonanna, mieszczące się w zastrzeżeniach patentowych.

156 810

tahcuch	' CHo ’ I J Γ ΓΙ—1	ta ń cuch
gtowny	U Ul 19 I ^z	gtowny
polimeru	c=o 1	polimeru
	1 0 1 ch? I ² c h? I ^z OH

WZÓR

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 3000 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowa

1. Sposób wytwarzania hydrofitowego, barwnego szkła kontaktowego, polegający na pokryciu ezkła kontaktowego barwną powłoką zawierającą pigment i polimer, znamienny t y m, że na szkło kontaktowe wytworzone z hydrofioowago polimeru, zasadniczo wolnego od grup funkcyjnych -COOH, -0Hf -NH-R, w której R oznacza atom wodoru lub grupą alkioową o

1-Θ atomach C, -NCO i epoksy, powleka sią co najmniej cząóć powierzchni szkła barwną powłoką, zawierającą co najmniej jeden pigment, polimer wiążący zawierający grupy funkcyjne wybrane z co najmniej jednej z grup -COOH, -OH i NH-R, w której R oznacza atom wodoru lub grupą alkioową o 1-8 atomach C oraz dodatkowy związek zawierający co najmniej dwie grupy -NCO na cząsteczką, a następnie powleczone szkło poddaje sią w znany sposób działaniu wirunków, które powoduję adhezją barwnej powwoki do szkła,
2. Sposób według zastrz.1, znamienny tym, że stosuje sią dodatkowy związek w barwnej powłoce zawierający dwie grupy izocyjanianowe.
3. Sposób według zastrz.2, znamienny tym, że jako dodatkowy związek stosuje sią diizocyjanian heksametylenu, diizocyjanian 2,4-toluilenu lub bis/izocyjenianofanylo/matan.
4. Sposób według zastrz.l albo zastrz.2 albo zastrz.3, znamienny t y rn, ze stosuje sią polimer szkła zbudowany z monomeΓÓo, zawierających co najmniej jeden ιποπο^^ι, wybrany z N-winylopirolidonu, N-winylobursztynoimidu, N-winylo- £-kaprolaktamu, winylopirydyny i N-winyloglutarimidu.
5. Sposób według zastrz.4, znamienny tym, że stosuje sią polimer szkła zbudowany z monomerów, zawierających N-winylopirolidon.
6. Sposób według zastrz.5, znamienny t y m, że stosuje sią polimer szkła zbudowany z monQmeΓÓw, zawierających od około 50 do około 90% wagowych N-winylopirolidonu.
7. Sposób według zastrz.6, znamienny tym, ze stosuje sią polimer szkła zbudowany z monomeΓÓw, zawierających od około 60 do około 80% wagowych N-winylopirolidonu.
8. Sposób według zastrz.7, znamienny tym, ze stosuje sią polimer szkła zbudowany z monomeróo, zawierających od około 65 do około 75% wagowych N-winylopirolidonu.
9. Sposób według zastrz.4, znamienny tym, że stosuje sią polimer wiążący zbudowany z motnoeΓu,zawoerającego co najmniej Jeden monomer wybrany z kwasu akrylowego, kwasu metakrylowegt, estru hydroksy-C^-Cg-atkliwego kwasu akrytowlgo i metakrylooegt, estru aelr^(^-(^J-(^g-^]Lk^Owθgo kwasu akrytowlgt i metakrylowego i estrów gliceryny z kwasu akrylowego i metakrylowego.
10. Sposób według zastrz.9, znamienny tym, że stosuje sią polimer szkła zbudowany z monomerów zawieraj ących N-winylog^^^^.
11. Sposób według zastrz.9, znamienny tym, że stosuje sią polimer wiążący zbudowany z monomeru zawierającego 75-10(% wagowych monoostru hydroksy-C₂-C₄-alkilowego, o prostym lub rozgałązonnym łańcuchu w grupie alkiioowej , kwasu ak^^wego lub mt^l<ryl^oolgo, 0-2C% wagowych estru C₂-C₄-alkoksy-C2-C₄-alkitowego kwasu ak^^wego lub metakrylowego i 0-4% wagowych kwasu akryoowego lub metakryltwegt.
12. Sposób według zastrz.i, znamienny tym, ze stosuje sią polimer szkła zbudowany z monomerów zawierających N-winylopirolidon.
13. Sposób według zastrz.11, znamienny tym, że stosuje sią polimer wiążący zbudowany z (Βοηοι^™, zaollraj^cegt 75-10C% wagowych ^^n^lcryl^^nu hydΓokβyθtylu, 0-2C% wagowych maeakrylanu etoksyetylu i 0-4% wagowych kwasu metakrylowego.

156 810
14. Sposób według zastrz.13, znamienny tym, że stosuje się polimer szkła zbudowany z monommrów, zawierających N-winylopirolidon.

* * *

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania hydrofilowego, barwnego szkła kontaktowego.

W opisie paternowym USA nr 4 668 240, /Loshaek/ opisano barwne szkło kontaktowe wytwarzane z polimeru, który musi w korzystnych postaciach wykonania, zawierać Jednę lub więcej grup funkcyjnych -COOH, -OH lub -NH-R, w których R oznacza atom wodoru lub grupę alkUwwę o 1-8 atomach C. Co najmniej część powOβrzchni szkieł powleczona Jest barwnę powłokę, zawiarajęcę co najmniej Jeden pigment, polimer więżęcy posiadajęcy w korzystnej postaci wykonania te same grupy funkcyjne oraz dodatkowy związek zawierający co najmniej dwie grupy na częsteczkę wybrane z co najmniej jednej z grup -NCO i epoksy. Szkła i polimery wlężęce zoetaję następnie zwięzane ze sobę za pomocę reakcji grup -COOH, -OH lub -NH-R w szkłach z polimerami więżęcymi z grupami -NCO lub epoksy. W innej postaci wykonania, opisanej w powyższym opisie patenoowym, polimer szkieł zawiera jednę lub więcej z grup funkcyjnych -NCO lub epoksy oraz polimer więżęcy zawiera Jednę lub więcej z grup funkcyjnych -COOH, -OH lub -NH-R. Szkła i polimer więżęcy sę zwięzane ze sobę przez reakcję grup funkcyjnych. Jednakże niektóre hydrofUowe szkła kontaktowe nie zawieraję jednej lub więcej z grup funkcyjnych -COOH, -OH, NHR, -NCO lub epoksy. Typowe z tego rodzaju szkła opisano w opisach patentowych St. ZJedn. Ammryki nr 4 158 089, z 12 czerwca 1979 oraz nr 4 182 802 z 8 stycznia 1980 r. Opisano tam szkła wytwarzane przez polimeryzację hydrofUowych monomerów /zazwyczaj N-winylopirolidonu/ oraz hydrofobowych m^r^om^rów /zazwyczaj estrów alkilowych kwasu akrylowego lub metakrylowego lub styrenu/. Otrzymuje się hydrofUowe szkła, nie zawierające grup funkcyjnych -COOH, -OH, -NH-R, -NCO lub epoksy.

Niniejszy wynalazek oparty Jest na iieoczekOwanym stwierdzeniu, że powłoka barwna opisana w opisie patenlowyi St. ZJedn. ΑϋΓ^^Ι^^ nr 4 668 240, tworzy doskonałe więżenie ze szkłami hydrofilowymi, które nie zawieraję znaczęcych ilości /to Jest sę zasadniczo od// grup funkcyjnych -COOH, -OH, -NH-R, w której R oznacza atom wodoru lub grupę a^Htowę o 1-8 atomach C, -NCO i epoksy.

Dzięki nin^EijszMu wynalazkowi możliwe jest powlekanie barwnę powłokę szkieł, wytworzonych z polimerów, o których wiadomo, ze osięgaję bardzo wysokie zawartości wody przy uwoodmneniu, takich jak N-wliyyo-2-plrllldli, ale które nie zawieraję wy-żej wymieiilnyjh grup funkcyjnych. Przy praktycznym wykonywaniu mniejszego wynalazku zachowuje się zalety barwnych szkieł hydrofioowych, otrzymanych według opisu patentowego nr 4 668 240, polegające na tym, ze można wytwarzać szkła według recepty okulisty dla skorygowania defektów widzenia albo tez bez takiej recepty. Szkła mogę zawierać nieprzeżroczystę powłokę barwną, która może powodować zasadrnczę zmianę koloru tęczówki osoby noszącej szkła, np. z ciemnobrązowego na jasno-niebieski. Alternatywnie, powłoka barwna może być przeźroczysta, w którym to przypadku widoczna barwa oka może być ozmilnllia albo też widoczna barwa Jasnych oczu może być zm^niona, np. z jasno-niebieskiej na zielonę. Można również barwić wybrane części szkieł. Ponadto można barwić szkła na wzór, który naśladuje delikatnę strukturę tęczówki, stosując o ile jest to pożędane, więcej niż jeden kolor. Alternatywnie można też nakładać nieprzeźroczysty wzór na część tęczówkowę szkła w taki sposób, ze można zmieniać widoczny kolor tęczówki, ale umi01ioiająj widoczność struktury tęczówki, co opisano w opisie patentowym Stanów Zjedn. Ammryki nr 4 582 402 /Knapp/. Szkła sę zupełnie trwałe i zachowuję swoję barwę w ciągu długiego czasu używania mimo, że poddaje się je zwykłym procedurom dezynfekcci i oczyszczania. Pigment stosowany w barwnej powłoce nie musi być reaktywny.