PL169347B1 - Powloka PL PL PL PL PL PL PL PL - Google Patents

Powloka PL PL PL PL PL PL PL PL

Info

Publication number
PL169347B1
PL169347B1 PL91291580A PL29158091A PL169347B1 PL 169347 B1 PL169347 B1 PL 169347B1 PL 91291580 A PL91291580 A PL 91291580A PL 29158091 A PL29158091 A PL 29158091A PL 169347 B1 PL169347 B1 PL 169347B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
silane
coating
coating according
solution
substrate
Prior art date
Application number
PL91291580A
Other languages
English (en)
Other versions
PL291580A1 (en
Inventor
Stephen W Carson
Ryan R Dirkx
Victor D Papanu
Original Assignee
Atochem North America
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atochem North America filed Critical Atochem North America
Publication of PL291580A1 publication Critical patent/PL291580A1/xx
Publication of PL169347B1 publication Critical patent/PL169347B1/pl

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/28—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material
    • C03C17/30—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material with silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/46—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with organic materials
    • C04B41/49—Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Organo-clay compounds; Organo-silicates, i.e. ortho- or polysilicic acid esters ; Organo-phosphorus compounds; Organo-inorganic complexes
    • C04B41/4905—Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Organo-clay compounds; Organo-silicates, i.e. ortho- or polysilicic acid esters ; Organo-phosphorus compounds; Organo-inorganic complexes containing silicon
    • C04B41/4922—Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Organo-clay compounds; Organo-silicates, i.e. ortho- or polysilicic acid esters ; Organo-phosphorus compounds; Organo-inorganic complexes containing silicon applied to the substrate as monomers, i.e. as organosilanes RnSiX4-n, e.g. alkyltrialkoxysilane, dialkyldialkoxysilane
    • C04B41/4938—Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Organo-clay compounds; Organo-silicates, i.e. ortho- or polysilicic acid esters ; Organo-phosphorus compounds; Organo-inorganic complexes containing silicon applied to the substrate as monomers, i.e. as organosilanes RnSiX4-n, e.g. alkyltrialkoxysilane, dialkyldialkoxysilane containing silicon bound to hydroxy groups, e.g. trimethyl silanol
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/46—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with organic materials
    • C04B41/49—Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Organo-clay compounds; Organo-silicates, i.e. ortho- or polysilicic acid esters ; Organo-phosphorus compounds; Organo-inorganic complexes
    • C04B41/4905—Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Organo-clay compounds; Organo-silicates, i.e. ortho- or polysilicic acid esters ; Organo-phosphorus compounds; Organo-inorganic complexes containing silicon
    • C04B41/495—Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Organo-clay compounds; Organo-silicates, i.e. ortho- or polysilicic acid esters ; Organo-phosphorus compounds; Organo-inorganic complexes containing silicon applied to the substrate as oligomers or polymers
    • C04B41/4961—Polyorganosiloxanes, i.e. polymers with a Si-O-Si-O-chain; "silicones"
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/82—Coating or impregnation with organic materials
    • C04B41/84—Compounds having one or more carbon-to-metal of carbon-to-silicon linkages
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/0427—Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters
    • C08J2333/06—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters of esters containing only carbon, hydrogen, and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C08J2333/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
    • C08J2333/12—Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2483/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Electric Cable Installation (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Control Of Vending Devices And Auxiliary Devices For Vending Devices (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Details Of Rigid Or Semi-Rigid Containers (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

1. Powloka utworzona za pomoca odlozenia z wodnego roztworu, wolnego od roz- puszczalników, zawierajacego co najmniej jeden silan, zawierajacy grupy silanolowe na podloze szklane, z nastepnym ogrzaniem w temperaturze 50-250°C, przy czym nastepuje odparowanie wody i utwardzenie powloki, znamienna tym, ze jako silan zawierajacy gru- py silanolowe zawiera produkt pochodzacy z mieszaniny wody i silanu o wzorze [ R " ( C H 2 ) m ] n S i ( X R ' ) 4 - n , w którym niezaleznie od siebie R ' oznacza wodór, podstawiona lub niepodstawiona grupe weglowodorowa o 1-10 atomach C, R " oznacza nasycona lub niena- sycona, prosta, rozgaleziona lub cykliczna grupe weglowodorowa o 1-10 atomach C, ewen- tualnie podstawiona przez wodór, atom chlorowca, krzemu lub podstawiona grupe siliko- nowa, grupe hydroksylowa, karboksylowa, karboksylanowa, epoksy, cyjano, alkoksy, ami- noalkilowa, amidowa, karbamylowa lub kombinacje tych grup, n oznacza liczbe 0-3, m oznacza liczbe 0-6, X oznacza chlorowiec, tlen, azot lub siarke z tym, ze jezeli X oznacza chlorowiec, to jego pojedyncza wartosciowosc zwiazana jest atomem krzemu i R ' jest nie- obecne, nadajacy podlozu podwyzszona wytrzymalosc. PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest powłoka utworzona za pomocą odłożenia z wodnego roztworu, wolnego od rozpuszczalników zawierającego co najmniej jeden silan, zawierający grupy silanolowe na podłoże szklane.
Wynalazek należy do dziedziny techniki obejmującej powłoki na podłożach i wyrobach szklanych. Wyroby posiadające powłoki według wynalazku odznaczają się jedną lub więcej niż jedną funkcją użytkową.
Bardziej szczegółowo, wynalazek należy do dziedziny techniki obejmującej powłoki nadające podłożom i wyrobom ulepszone, nowe cechy, np. lepszą wytrzymałość, barwę, udarność i zmniejszone przepuszczanie promieniowania podczerwonego i nadfioletowego, dzięki naniesieniu na powierzchnie wyrobu roztworów zawierających silan w celu wytworzenia wyrobu z zawierającą krzem, tlen i węgiel powłokę na powierzchni.
Kruche materiały ogólnie, a zwłaszcza materiały szklane, wykazują pewne właściwości, których zasięg jest mniejszy od pożądanego, a mianowicie takie jak wytrzymałość na rozciąganie, udamość i zdolność do ekranowania zawartości przed szkodliwym promieniowaniem. Przejawy tego stanu rzeczy mogą zaistnieć jako rezultat czynników takich jak występujące niedoskonałości czy niewielkie ilości zanieczyszczeń albo w korpusie albo na powierzchni wyrobu wytworzonego z tego materiału, względnie właściwości wywodzące się z samej natury materiału. Niektóre sposoby poprawienia tej sytuacji obejmują tworzenie struktur wielowarstwowych z otrzymaniem wyrobu o powierzchni znajdującej się pod naprężeniem ściskającym oraz poddanie powierzchni obróbce w taki sposób, aby polimer pokrywał ją zarówno w celu zabezpieczenia powierzchni przed skazami jak i aby zapewnić dodatkowo, w niewielkim stopniu, wzmocnienie wyrobu.
Szkło jest z istoty jednym z najwytrzymalszych materiałów jakie zna człowiek. Teoretycznie, standardowe szkła krzemianowe powinny być zdolne do wytrzymywania naprężenia 0 wielkości 14 do 20 gigapaskali. W praktyce jednak, typowo wytrzymałość jaką się uzyskuje jest rzędu 70 megapaskali (MPa). Wytłumaczeniem rozbieżności między wartościami przewidywanymi a zmierzonymi jest istnienie skaz lub pęknięć powierzchni Wady te w istotnej mierze powodują pęknięcie usieciowania siloksanowego (Si-O-Si), stanowiącego szkielet struktury szkła. To uszkodzenie szkła oddziaływuje tak, że skupia jakąkolwiek przyłożoną siłę do tego stopnia, że powoduje katastrofalne zniszczenie wyrobu ze szkła typowo przy o wiele mniejszych naprężeniach, niż można by to było skądinąd przewidywać.
W przypadku pojemnika szklanego, wady lub defekty powierzchni mogą wywodzić się z licznych źródeł, poczynając od niestopionych składników zestawu, aż do zarysowań utworzonych w wyniku przesuwania się po twardych powierzchniach włączając w to inne wyroby szklane. I tak np., w przypadku typowego urządzenia do wytwarzania pojemników, wyroby szklane mogą doznać ciężkich uszkodzeń przy manipulowaniu nimi i to już od momentu ich wytworzenia. Kontakt z cząstkami i wilgocią w powietrzu, z innymi butelkami, prowadnicami i innym wyposażeniem przesyłowym oraz przenośniki, na których są one transportowane, wszystko to może prowadzić do znacznego zmniejszenia wytrzymałości pojemnika w wyniku powstałych skaz.
169 347
Od dawna prowadzone badania naukowe zmierzają do znalezienia środków łagodzących problemy związane z praktyczną wytrzymałością szkła. Liczne modyfikacje procesu formowania i transportowania prowadzą do wzrostu wytrzymałości, ale nawet te osiągnięcia w manipulowaniu ciągle nie wykluczają pozostawania wad na powierzchni. Z tego powodu znaczne wysiłki w badaniach skierowane zostały na zmniejszenie skutków skaz, gdy już nieuchronnie utworzyły się one na przedmiocie. Procesy te można w sposób ogólny zgrupować na trzy główne kategorie: obróbka powierzchni, obróbka cieplna i powłoki powierzchniowe. Niniejszy wynalazek stanowi przykład tego ostatniego podejścia, przy czym powłokę nakłada się na powierzchnię wyrobu, gdyż już jego wytrzymałość została narażona na szwank.
Dla fachowców w tej dziedzinie jasne jest, że dzięki wzrostowi wytrzymałości wyrobu kruchego, takiego jak np. szkło, potrzebna będzie mniejsza ilość materiału do wytworzenia wyrobu o zasadniczo równoważnej wytrzymałości i ogólnych osiągach mechanicznych. Stąd też, w konkretnym przypadku np. butelki szklanej, butelka ta może być lżejsza od jej odpowiednika nie poddanego obróbce, względnie może mieć tę samą wagę przy ogólnie wyższej odporności na pęknięcie udarowe lub zniszczenie przy naprężaniu.
Niektóre rozwiązania zmierzające do polepszenia wytrzymałości szkła obejmuje opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 859 636 Aratani’ego i in., w których jony metali na powierzchni szkła są wymieniane na jony o większym promieniu w celu rozwinięcia naprężenia ściskającego na powierzchni. Poole i in., w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 743 491 także rozwijają naprężenie ściskające na powierzchni, ale wprowadzają powłokę polimeryczną w celu zabezpieczania powierzchni przed dalszym ścieraniem.
Hashimoto i in. w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 891 241 opisują poddanie powierzchni szkła obróbce z użyciem silanowego środka sprzęgającego, a następnie nałożenie na nią polimerowej powłoki zawierającej grupy akryloilowe i/lub metakroilowe, po czym napromieniowanie lub poddanie obróbce cieplnej w celu spohmeryzowania cząsteczek zawierających te grupy.
Aczkolwiek każdy ze wspomnianych powyżej opisów patentowych zapewnia podwyższenie wytrzymałości szkła poddanego obróbce tego rodzaju, nie pozbawione są one słabych stron. Niektóre rodzaje takiej obróbki wymagają czasu dłuższego niż dający się uzyskać w trakcie wytwarzania, zmuszając do osobnego procesu. Występują także obawy dotyczące bezpieczeństwa i zdrowia pracowników. Stosowanie rozpuszczalników i manipulowanie nimi, jak również związkami typu akrylanu i metakrylanu budzą zaniepokojenie wytwórcy, zarówno z punktu widzenia zdrowia i bezpieczeństwa, jak i w odniesieniu do stosowania lub usuwania zużytych materiałów.
Oprócz powyższego, problem odpowiedniej obróbki wyrobu w celu poprawienia parametrów innych niż wytrzymałość (lub oprócz tego) nasuwa konieczność wprowadzenia etapów, które mogą graniczyć z brakiem ekonomiczności. I tak np., inkluzja środka barwiącego jako powłoki w dodatku do środka podwyższającego wytrzymałość wymaga na ogół zainstalowania dodatkowej aparatury, np. przy linii produkcji butelek, z towarzyszącymi temu nakładami kapitału i pracy. Stosowany w niniejszym opisie termin barwa oznacza bezbarwną lub barwną część widma widzialnego, względnie nieprzezroczystą część widma widzialnego, czy to czarną, czy białą, czy jakąkolwiek inną
Do innych właściwości, których przydatność dla kruchych, a zwłaszcza szklanych wyrobów została rozpoznana, należą te, które uzyskano w rezultacie zastosowania np. materiałów do modyfikowania przepuszczania promieniowania nadfioletowego, materiałów do polepszania wyglądu wyrobów z wżerami lub pościeranych, smarów i innych, zarówno osobno jak i w kombinacji dwóch lub większej ilości dodatków przeznaczonych do nadania pożądanych właściwości czy użytkowych funkcji.
Wynalazek dotyczy powłok o jednym lub więcej niż jednym przeznaczeniu, które nadają wyrobom i podłożom jedną lub więcej niz jedną funkcję użytkową, w wyniku naniesienia niżej opisanych roztworów silanu na podłoże szklane.
169 347
Przedmiotem wynalazku jest powłoka utworzona za pomocą odłożenia z wodnego roztworu, wolnego od rozpuszczalników, zawierającego co najmniej jeden silan, zawierający grupy silanolowe na podłoże szklane, z następnym ogrzaniem w temperaturze 50-250°C, przy czym następuje odparowanie wody i utwardzenie powłoki.
Cechą charakterystyczną tej powłoki jest to, ze nadaje podłożu podwyższoną wytrzymałość, zaś jako silan zawierający grupy silanolowe zawiera produkt pochodzący z mieszaniny wody i silanu o wzorze [R(CH2)m]nSi(XR')-.n, w którym R' oznacza wodór, podstawioną lub niepodstawioną grupę węglowodorową o 1-10 atomach C, R oznacza nasyconą lub nienasyconą, prostą, rozgałęzioną lub cykliczną grupę węglowodorową o 1-10 atomach C, ewentualnie podstawioną przez wodór, atom chlorowca, krzemu lub podstawioną grupę silikonową, grupę hydroksylową, karboksylową, karboksylanową, epoksy, cyjano, alkoksy, aminoalkilową, amidową, karbamylową lub kombinacje tych grup, n oznacza liczbę 0-3, m oznacza liczbę 0-6, X oznacza chlorowiec, tlen, azot lub siarkę z tym, ze jeżeli X oznacza chlorowiec, to jego pojedyncza wartościowość związana jest z atomem krzemu i R' jest nieobecne.
Korzystnie powleczonym podłożem jest szkło krzemianowe.
Korzystnie w wymaganym powyżej wzorze R oznacza grupę węglowodorową o 1-3 atomach węgla, a m oznacza 0.
Korzystnie też m oznacza 0, a R oznacza grupę metylową, etylową, propylową, winylową, allilową, butadienylową, cyklopentylową i cykloheksylową.
Również korzystne są związki o powyższym wzorze, w którym n oznacza 1, a także związki, w których R zawiera podstawniki takie jak grupa epoksymetakryloksylowa, aryloksylowa, 4-hydroksybutyroamidowa, 2-hydroksyaminowa i dialkiloacetalowa.
Korzystne są również związki, w których R' zawiera krzem, a zwłaszcza takie, w których R' oznacza jednostkę powtarzalną o wzorze [R(CH;)m]pSi(XR)3.p, a p oznacza liczbę 1 lub 2, a pozostałe symbole mają wyżej podane znaczenie.
Korzystnie powłoka według wynalazku zawiera silan naniesiony przez zamaczanie podłoża silanu lub naniesiony przez opryskiwanie podłoża roztworem silanu.
Ponadto, korzystnie powłoka według wynalazku zawiera silan utwardzony przez utrzymywanie powleczonego podłoża w temperaturze podwyższonej w ciągu okresu wynoszącego od 1 minuty do 1 godziny, a szczególnie przez utrzymywanie powleczonego podłoża w temperaturze otoczenia.
Również korzystnie powłoka według wynalazku zawiera silan utwardzony przez doprowadzenie energii do powłoki na podłożu, a zwłaszcza przez ogrzewanie powłoki na podłożu.
Powłokę według wynalazku można nanosić na wyroby szklane, które mogą posiadać warstwę nałożoną poprzednio, złożoną z materiałów (względnie zawierającą takie materiały) takich jak tlenek cyny, tlenek tytanu, tlenek krzemu lub tlenek innego metalu lub azotku metalu, albo mieszaniny takich materiałów, ewentualnie z dodatkiem innych składników takich jak domieszki, w celu modyfikowania przewodnictwa elektrycznego.
Podłoża i wyroby z powłoką według wynalazku odznaczają się co najmniej jedną ulepszoną właściwością, w wyniku naniesienia na powierzchnie wyrobu tej powłoki. Powłoka, zawierająca silan zawiera wiele grup alkoksylowych przyłączonych do krzemu oraz co najmniej jedno ugrupowanie węglowodorowe związane z krzemem, a roztwór może wprowadzić co najmniej jedną grupę, której działanie daje jedną lub więcej niż jedną wybraną użytkową funkcję, a następnie utwardzanie powłoki na wyrobie. Stosowany w niniejszym opisie termin funkcja czy funkcjonalność odnosi się do oznaczenia charakterystycznej cechy użytkowej podłoża lub wyrobu, która służy dekoracji, albo jest użyteczna lub potrzebna jeśli chodzi o użytkowanie tego podłoża lub wyrobu Nie ograniczające przykłady takich funkcji użytkowych to: barwa, podwyższona wytrzymałość, zdolność do blokowania lub modyfikowania (włącznie z odbiciem i refrakcją) promieniowania w rozmaitych częściach widma elektromagnetycznego, odporność na zarysowanie oraz zdolność maskowania widocznych uszkodzeń powierzchni.
Niezależnie od obecności innej funkcji użytkowej, przed lub po naniesieniu roztworów silanu tu opisywanych, roztwory silanu są użyteczne pod względem zapewnienia podłoża wybranych funkcji użytkowych, włącznie (ale nie ograniczając się jedynie do nich w niniejszym
169 347 opisie) z podwyższoną wytrzymałością mechaniczną, barwnikiem, powłoką maskującą, modyfikatorem właściwości dotyczących promieniowania nadfioletowego (UV), smarem powierzchniowym, pochłaniaczem lub ekranem dla promieniowania podczerwonego (IR), powłoką odblaskową lub przeciwodblaskową w stosunku do dowolnej części widma elektromagnetycznego od promieniowania UV do promieniowania IR lub jakąkolwiek kombinację pożądanych właściwości. Stosowany w niniejszym opisie termin maskująca powłoka oznacza powłokę, której stosowanie polepsza wygląd podłoża poddawanego manipulowaniu lub zużywaniu w inny sposób tak, że wpływa to szkodliwie na wygląd wyrobu. Nadanie zmodyfikowanych właściwości odnoszących się do promieniowania UV lub IR obejmuje zwiększenie lub zmniejszenie przezroczystości powleczonego wyrobu względem promieniowania UV lub IR, lub też zmianę współczynnika załamania netto powleczonego podłoża.
Jako przykłady cech nadawanym podłożom i wyrobom szklanym przez powłokę według wynalazku można wymienić smarowność powierzchni, wytrzymałość szklanej butelki lub ceramicznej płyty oraz spadek przepuszczalności promieniowania UV do przezroczystego pojemnika. Można połączyć w kombinację jedną lub więcej polepszonych właściwości przez wprowadzenie struktury cząsteczkowej, powodującej powstanie takiej właściwości, co cząsteczki czy cząsteczek silanu, albo za pomocą zmieszania roztworu zawierającego inne skutecznie działające składniki z roztworem silanu.
Stosowany w niniejszym opisie termin skutecznie działający składnik, czy to w liczbie pojedynczej czy w mnogiej, oznacza związek lub mieszaninę, której skład, włącznie z konkretną strukturą cząsteczkową (ale nie ograniczając się jedynie do niej) nadaje, na ogół pożądaną użytkową funkcję powierzchni poddawanej takiej obróbce. Przykładowym skutecznie działającym składnikiem jest emulsja wielkocząsteczkowego węglowodoru alifatycznego naniesiona na powierzchnię pojemnika szklanego, w rezultacie czego otrzymuje się powierzchnię wykazującą większy poślizg aniżeli powierzchnia nie poddana takiej obróbce. W odniesieniu do powłoki według wynalazku, nadanie rozlicznych użytkowych funkcji obejmuje kombinację dwu lub więcej właściwości w lub na podłożu, takich jak podwyższona wytrzymałość i smarowność w przypadku pojemnika szklanego; smarowności, barwy i modyfikacji właściwości dotyczących promieniowania UV w przypadku butelki, albo podwyższona wytrzymałość i zdolność maskowania w przypadku wrażliwego na działanie karbu materiału szklanego. Dla potrzeb niniejszego opisu termin materiał szklany wrażliwy na działanie karbu klasyfikuje się jako materiał kruchy.
Powłokę według wynalazku można nakładać na poprzednio nie poddaną obróbce powierzchnię wyrobu lub nakładać na warstwę zewnętrzną, której skład jest taki sam lub różniący się od składu materiału podstawowego. W wyniku nałożenia na powierzchnie wyrobu kompozycji wody i silanu, w której silan zawiera grupy ulegające hydrolizie przyłączone do krzemu i może zawierać także jedno lub więcej niż jedno ugrupowanie organiczne przyłączone do krzemu, może zostać polepszona jedna lub więcej niż jedna użytkowa funkcja kruchego wyrobu. Następnie usuwa się wodę, co najmniej w części, w wyniku czego tworzy się powłoka zawierająca Si, O i C. Podłoże może mieć jakąkolwiek temperaturę powyżej temperatury krzepnięcia roztworu, korzystnie od około 200°C, a najkorzystniej od około 25°C do około 130°C.
Roztwór silanu zawiera monomery lub oligomery z grupami SiOH. Fachowcy w tej dziedzinie techniki zrozumieją, że termin grupa silanolowa czy grupa SiOH może być technicznie niedokładna. Dla potrzeb niniejszego opisu, terminy te odnoszą się do produktu hydrolizy ugrupowania zawierającego krzem, w którym jedna lub więcej grup hydroksylowych przyłączonych jest do krzemu, nawet jeżeli te grupy hydroksylowe są tylko w równowadze z nieprzereagowanymi związkami lub produktami następnych reakcji. Stosowany w niniejszym opisie termin węglowodorowy oznacza związek węgla zawierający wodór związany z węglem i ewentualnie zawierający podstawniki.
Roztwór silanu zawiera materiały dobrane tak, aby zapewnić jedną lub więcej pożądanych funkcji i to albo jako materiały osobne, albo jako stosowane grupy zintegrowane z ugrupowaniem silanu. Jak wyżej zauważono, ugrupowania silanu same z siebie obejmują monomery lub oligomery zawierające grupy SiOH. Materiał przeznaczony do nadawania pożądanej
169 347 użytkowej funkcji można dodać do roztworu silanu, np. jako środek poślizgowy. Alternatywnie lub dodatkowo, do struktury cząsteczkowej samego silanu włączyć można barwnik.
Korzystnymi materiałami według wynalazku są silany zawierające co najmniej jedną grupę ulegającą hydrolizie połączoną z krzemem, a korzystnie silany zawierające wiele takich grup z grupą lub materiałem dobranym tak, aby nadać pożądaną funkcję użytkową, wprowadzonym do roztworu względnie stanowiącym integralną część cząsteczki silanu. Korzystne są silany zawierające co najmniej dwie grupy ulegające hydrolizie związane z krzemem. W najkorzystniejszym rozwiązaniu, jako silan stosuje się jeden lub liczne alkoksysilany zmieszane z wodą z utworzeniem wodnego roztworu związków zawierających grupy silanolowe i inne grupy funkcyjne. Najkorzystniejsze alkoksysilany stosuje się w stężeniu od około 1% wag. do około 100% wag., korzystnie od około 5% wag. do około 40% wag. i najkorzystniej od 7% wag. do około 25% wag.
Silan stosowany w niniejszym wynalazku ma wzór: [R(CH2)m]nSi(XR')4-n, w którym n oznacza wartość liczbową od 0 do 3, m oznacza wartość liczbową od 0 do 6, korzystnie m oznacza wartość liczbową od 0 do 3.
W przypadku gdy m oznacza wartość liczbową 0, korzystnie grupa węglowodorowa o symbolu R stanowi grupę o łańcuchu prostym o długości od 1 do 3 oraz w przypadku gdy m oznacza wartość liczbową od 2 do 6, może być grupą wywodzącą się od węglowodoru nasyconego lub nienasyconego, taką jak grupa metylowa, etylowa, winylowa, propylowa, allilowa, butadienylowa itp. Te łańcuchy węglowodorowe mogą być podstawione grupami, do których należą (ale nie ograniczając się jedynie do nich) jednostki takie jak węglowodory o łańcuchu prostym, rozgałęzionym i cykliczne, czy to nasycone czy nienasycone; wodór, halogeny, krzem i podstawione grupy zawierające krzem, grupa hydroksylowa, karboksylowa, karboksylanowa, epoksy, cyjanowa, alkoksylowa, aminoalkilowa, amidowa, karbamoilowa oraz kombinacje tych grup. Korzystnymi grupami są grupy zawierające funkcję hydroksylową, epoksydową i akryloksylową lub metakryloksylową.
Grupą o wzorze XR' jest grupą będącą ugrupowaniem (lub ulegającą hydrolizie do ugrupowania), które może reagować z powierzchnią wyrobu poddawanego obróbce. Powierzchnia może zawierać ugrupowania metal=OH zdolne do kondensacji z grupą o wzorze XR'. Powierzchnią korzystną, jeśli chodzi o taką obróbkę, jest szkło zawierające wiązania cyna-tlen lub krzem-tlen.
Atomem o symbolu X może być halogen, tlen, azot lub siarka, z tym, że w przypadku gdy X oznacza halogen, jego jedyna wartościowość zostaje wyczerpana przez jego związanie się z atomem krzemu i R' nie może występować. X korzystnie oznacza tlen. Grupą o symbolu R' może być wodór lub grupa wywodząca się z węglowodoru nasyconego lub nienasyconego, zawierająca od 1 do około 10 atomów węgla. Mozę ona zawierać atomy tlenu, azotu i siarki w łańcuchu, z utworzeniem struktury eteru, aminy i tioeteru itp. Dalej PL' może obejmować krzem i podstawione grupy zawierające krzem, tak że struktura związku o wzorze [R(CH2)m]nSi(XR')4-n jest oligomeryczna, to znaczy, że grupa R' może stanowić jednostkę powtarzalną. Korzystna długość łańcucha węglowego wynosi od 1 do 3. Najkorzystniejszą grupą o symbolu R' jest grupa metylowa.
Jak zauważono, w silanie o wzorze opisanym w powyższej części niniejszego opisu, R' może oznaczać jednostkę powtarzalną. Jednostką powtarzalną korzystnie jest utworzona w wyniku kondensacji grup silanowych grupa o wzorze [R(CH2)m]PSi(XR)3-p, w którym R ma podstawniki, takie jak grupa hydroksylowa, epoksy, metakryloksylowa, akryloksylowa, 4-hydroksybutyroamidowa, 2-hydroksyaminowa i dialkiloacetalowa, p oznacza wartość liczbową 1 do 2, a inne symbole mają wyżej podane znaczenie.
Korzystnie albo jedna z grup o symbolach R' i R, albo obie te grupy, mogą zawierać lub wprowadzać jedną grupę lub dowolną kombinację grup, w celu nadania podłożu wzmocnienia, modyfikowania właściwości, dotyczących promieniowania UV, ekranowania promieniowania IR lub też innej użytkowej funkcji. Gdy grupa o symbolu R' wprowadza użytkową funkcję, może ulegać hydrolizie i na tej drodze zostać usunięta z macierzystej cząsteczki, ale pomimo to pozostaje częścią składową utworzonego roztworu użytego do obróbki podłoża.
169 347
W praktycznym zastosowaniu wynalazku sporządza się roztwór silanu i odstawia na czas do około 10 minut. Aczkolwiek twórcy wynalazku nie chcą być ograniczeni jakąkolwiek teorią, przypuszcza się, że ten okres starzenia, przynajmniej częściowo, pozwala na hydrolizę cząsteczki silanu, z utworzeniem grup SiOH, które mogą istnieć przelotnie, względnie znajdować się w równowadze z cząsteczkami innych rodzajów obecnymi w roztworze. Następnie, grupy SiOH mogą oddziaływać wzajemnie jedna na drugą lub na inne grupy na powierzchni podłoża poddawanego obróbce.
Poddany starzeniu roztwór nanosi się na powierzchnię podłoża za pomocą oprysku, malowania pędzlem, maczania, zanurzania lub jakąkolwiek metodą służącą do wytworzenia jednej lub wielu skutecznych w funkcjonowaniu powłok, włączając w to np. wielokrotne zamaczanie lub opryskiwanie. Naniesienia dokonać można w jakiejkolwiek temperaturze stosowanej w konkretnym przypadku. I tak np., w przypadku wyrobów szklanych, naniesienia roztworu silanu korzystnie dokonuje się w wyjściowym lub zimnym końcu odprężarki tunelowej. Następnie, wytworzoną powłokę poddaje się utwardzaniu za pomocą pojedynczego odstawienia lub kombinacji odstawień, w temperaturze otoczenia, albo za pomocą doprowadzenia energii, takiej jak np. promieniowanie nadfioletowe lub promieniowanie podczerwone. Korzystny sposób utwardzania polega na ogrzewaniu powleczonego wyrobu w temperaturze od około 50°C do 250°C.
Po naniesieniu podstawowej cząsteczki lub produktu jej hydrolizy na powierzchnię materiału, który ma zostać powleczony, otrzymana zewnętrzna powierzchnia służy jako materiał, zapewniający jedną lub więcej niz jedną właściwość polegającą na wzmocnieniu wyrobu, a to dzięki złożonej strukturze podłoża i powłoki. W przypadku, gdy grupa jest związana z grupą o symbolu R' lub gdy jest włączona do grupy o symbolu R', może ona ulec hydrolizie i na tej drodze zostać usunięta z macierzystej cząsteczki silanu, ale pomimo tego będzie ona obecna w powłoce nałożonej na podłoże.
W celu nadania smarowności kruchemu wyrobowi powleczonemu sposobem według wynalazku, albo jedna z grup o symbolach R' i R, albo obie te grupy, powinny zawierać 6 lub więcej atomów węgla i obejmować takie struktury jak -(CH2)8CH3, -(CH2)i 8CH3, -CH2CH2(CF2)5CF3 i podobne, w wyniku czego uzyskuje się śliską czy smarowną zewnętrzną stronę podłoża.
Podobnie R' i R mogą obejmować struktury przedstawione w tabeli 1, a to w przypadku materiałów zapewniających modyfikację właściwości dotyczących promieniowania nadfioletowego. W strukturach tych, R oznacza grupę alkilową lub arylową zawierającą od 1 do 10 atomów węgla.
Tabela 1
Struktury modyfikujące właściwości dotyczące promieniowania UV związek o wzorze 1 związek o wzorze 2 związek o wzorze 3 związek o wzorze 4
W niniejszym wynalazku grupy takie jak grupa p-nitrozonaftalowa i podobne struktury bogate w elektrony, nadają właściwości chromoforowe. Do grup tego rodzaju należą grupy przedstawione w tabeli 2.
169 347
Tabela 2
Grupy chromoforowe grupa o wzorze 5 grupa o wzorze 6 grupa o wzorze 7 grupa o wzorze 8 grupa o wzorze 9
Stosowany w niniejszym opisie termin roztwór obejmuje chemiczne roztwory, zawiesiny, emulsje i mieszaniny, z których każda może wykazywać całkowitą lub niecałkowitą wzajemną mieszalność.
Wodny roztwór silanu nanosi się na powierzchnię wyrobu za pomocą oprysku, nakapywania, zamaczania, malowania lub dowolnej innej techniki nadającej się do nanoszenia cieczy, par lub aerozoli. Po naniesieniu na powierzchnię, proces, który wydaje się stanowić reakcję kondensacji prowadzącej do utworzenia wiązań siloksanowych (Si-O-Si), zostaje zaindukowany przez np. napromieniowanie mikrofalowe, IR lub UV, albo wystawienie na działanie temperatury otoczenia lub temperatury podwyższonej, pod ciśnieniem atmosferycznym, albo wyższym lub niższym od atmosferycznego.
Aczkolwiek nie jest to konieczne do wykorzystania niniejszego wynalazku, można teoretyzować, że w materiałach krzemianowych, a zwłaszcza szkle, występuje w powłoce wiązanie polisiloksanowe, tak w obrębie powłoki jak i pomiędzy powłoką a powierzchnią. Powłoka silanowa, po związaniu się z powierzchnią może m. in. działać w kierunku likwidowania pęknięć powierzchni przez tworzenie usieciowania Si-O-Si w poprzek powierzchni ze skazami. Tworzenie wiązań siloksanowych w rejonie z wadami w sposób oczywisty działa w sposób zapewniający wzrost wytrzymałości niszczących w wyrobie takim jak np. butelka do piwa itp. Zauważony wzrost wytrzymałości wynikający z zastosowania roztworów silanu według wynalazku wynosi ponad 350%.
Dzięki zastosowaniu roztworów silanowych według wynalazku, włącznie do powłoki wyrobu części cząsteczki mającej np. znaczną nieprzezroczystość względem UV, zapewnia zabezpieczenie zawartość butelki przed rozkładem.
Podłoże może mieć jakąkolwiek temperaturę wyższą od temperatury krzepnięcia roztworu, korzystnie od około 20°C do około 200°C, a najkorzystniej od około 25°C do około 130°C.
Fachowcy w tej dziedzinie techniki zdają sobie sprawę z tego, że do roztworu silanu można wprowadzić inne związki w celu polepszenia zwilżania, jak np. środki powierzchniowo czynne. Pod tym względem szczególnie użyteczne są niejonowe środki powierzchniowo czynne.
Jak zauważono w niniejszym opisie, do roztworu silanu można wprowadzić związki zdolne do wzajemnego oddziaływania z grupami silanolowymi, w celu tworzenia struktury kopolimerycznej lub utworzenia struktur wzajemnie się przenikających i można ich użyć łącznie z silanami. Jak to zaznaczono powyżej, do monomerycznej struktury silanu lub do roztworu, w którym obecny jest silan, można wprowadzić nienasycenie lub inną funkcję cząsteczkową. Szczególnie użyteczne są w tym przypadku monomery, które przyczyniają się do utworzenia struktur polimerycznych, takich jak aminowo-formaldehydowa, epoksydowa i poliakrylanowa.
W przykładach podanych w poniższej części niniejszego opisu nie wyszczególniono sposobów przygotowywania i badania próbek, które to metody są dobrze znane fachowcom w tej dziedzinie techniki i jako takie nie stanowią części niniejszego wynalazku.
Wzmacnianie.
Przykład I. W przykładzie tym, pręty ze szkła sodowo-wapniowego nacina się diamentem Vickers z utworzeniem około 50-mikrometrowych rys na powierzchni. Te próbki prętów bada się pod względem wytrzymałości na zginanie i wykazują one przeciętną wytrzymałość 56 MPa. Próbki z identycznymi rysami powleka się, za pomocą oprysku, 10% wag. wod10
169 347 nym roztworem winylotnmetoksysilanu (VTMO). Roztwór zawiera kwas siarkowy w ilości wystarczającej do doprowadzenia pH do wartości od 3,0 do 3,4. Następnie próbki te poddaje się obróbce cieplnej w ciągu 15 minut w temperaturze 200°C, po czym bada się pod względem wytrzymałości na zginanie. Jak stwierdzono, średnia wartość wytrzymałości dla tych próbek wzrasta od 56 MPa do 90 MPa.
Przykład II. Przykład II stanowi modyfikację powyższego przykładu I. W przykładzie tym próbkami są porysowane pręty, a jako roztwór stosuje się 10% wag. roztwór VTMO, zakwaszony tak, jak to podano w powyższym przykładzie I. Roztwór ten zawiera także 0,75% wag. niejonowego środka powierzchniowo czynnego. Po utwardzeniu, zarysowane próbki wykazują wzrost wytrzymałości od 56 MPa do 93 MPa.
Przykład III. Przykład III jest identyczny z powyższym przykładem I, z tą różnicą, ze jako silanu używa się metylotrimetoksysilanu (MTMO). Próbki kontrolne wykazują średnią wartość wytrzymałości 62 MPa. Po powleczeniu i utwardzeniu, wytrzymałość na zginanie wzrasta do 96 MPa
Przykład IV. Przykład IV stanowi powtórzenie powyższego przykładu II, ale z użyciem MTMO. Średnia wartość wytrzymałości dla próbek kontrolnych wynosi ponownie 62 MPa, ale próbki wzmocnione wykazują średnią wartość 103 MPa.
Przykłady V i VI. Przykłady V i VI stanowią powtórzenie powyższych przykładów, odpowiednio, I i II, z tą różnicą, że jako silanu używa się metakryloksypropylotrimetoksysilanu (MPTMO). W przykładach tych średnia wartość wytrzymałości dla próbek kontrolnych wynosi 60 MPa.
Próbki powleczone poddaje się termicznemu utwardzaniu jak to opisano w powyższej części niniejszego opisu, ale także poddaje się je dodatkowemu napromienianiu UV w celu wzmożenia utwardzenia. Próbki wzmocnione w przykładzie V osiągają średnią wartość wytrzymałości 126 MPa, a próbki w przykładzie VI osiągają wartość 124 MPa.
Maskowanie.
Przykład VII. Butelki, które przeszły manipulowanie w ilości cykli normalnego czyszczenia i ponownego napełniania dostatecznej do tego, aby mieć ogólnie pościerany i podniszczony wygląd, pokrywa się 10% wodnym roztworem silanolowym zawierającym trzy silany w stosunku 1:1:1. Roztwór ten zawiera więc glicydoksypropylotrimetoksysilan (GPTMO), 2-(3,4-epoksycykloheksylo)etylotnmetoksysilan (CETMO) i metylotrimetoksysilan (MTMO). Ilość każdego silanu wynosi około 3,33% wag. Roztwór zawiera kwas siarkowy w ilości wystarczającej do doprowadzenia pH do wartości od 3,0 do 3,4. W celu zwiększenia zwilżalności dodaje się niejonowy środek powierzchniowo czynny w ilości 0,75% wag. Tak powleczone butelki mają wygląd butelek, które przeszły jedynie minimalną ilość cykli czyszczenia i ponownego napełniania.
Modyfikacje przepuszczania promieniowania nadfioletowego.
Przykład VIII. 2-Hydroksybenzofenon, którego cząsteczki posiadają zdolność ekranowania promieniowania nadfioletowego, włącza się do cząsteczek GPTMO. 1,85 g tego związku dodaje się do 10 g VTMO w roztworze i otrzymany roztwór odstawia się na okres 24 godzin w temperaturze pokojowej. Starzony materiał nanosi się na płytę szklaną za pomocą zamaczania, jak to przedstawiono w powyższym przykładzie I. Po utwardzeniu, próbki wykazują zmniejszenie przepuszczania promieniowania nadfioletowego.
Przykład IX. Do roztworu opisanego w odniesieniu do powyższego Przykładu I dodaje się 2-hydroksybenzofenon w roztworze alkoholowym Otrzymany materiał nanosi się na płytę szklaną jak to przedstawiono w powyzszym przykładzie II. Próbki po utwardzeniu wykazują w zasadzie takie samo zmniejszenie przepuszczania promieniowania nadfioletowego, jakie zanotowano w powyższym przykładzie VIII.
Smarowność.
Przykład X. Przykład X jest identyczny z powyższym przykładem VII , z tą różnicą, żejako roztwór silanu stosuje się CETMO, zawierający jeszcze domieszaną do niego emulsję polietylenową, a butelki nie przeszły powtarzanych cykli napełniania i czyszczenia. Próbki
169 347 kontrolne wykazują kąt poślizgu około 30°. Butelki poddane obróbce wykazują kąt poślizgu około 10°.
Barwa.
Przykład XI. Do roztworu przeznaczonego do utworzenia powłoki zawierającej silany z powyższego Przykładu II dodaje się barwnik zawierający czerwień FD & C nr 40 i czerwień FD & C nr 3. Otrzymany materiał stosuje się do powleczenia przezroczystych butelek za pomocą oprysku. Po utwardzeniu termicznym butelki wykazują jednolite czerwone zabarwienie. Butelki te wykazują także polepszoną wytrzymałość na pęknięcie w porównaniu z butelkami kontrolnymi.
Fachowcy w tej dziedzinie techniki zrozumieją, że etap utwardzania w sposobie według wynalazku można zrealizować za pomocą wykorzystania energii jakiegokolwiek rodzaju i w wielkości dostatecznej do usunięcia np. wody lub innego nie tworzącego powłoki produktu reakcji, z powierzchni wyrobu poddanego obróbce, z tym warunkiem, że tego rodzaju zastosowanie energii nie jest szkodliwe ani dla szkła, ani dla materiału powłoki. Etap utwardzania, stanowiący połączone działanie energii i czasu, może obejmować użycie energii w niewielkiej ilości we względnie długim czasie, albo odwrotnie, doprowadzenie energii z ograniczeniami jak wyżej wspomniano, w ciągu względnie krótkiego czasu.
Fachowcom w tej dziedzinie techniki, którzy zrozumieją zasady i nakazy podane w niniejszym opisie patentowym, mogą przyjść na myśl modyfikacje i ulepszenia korzystnych wariantów realizacji wynalazku tu ujawnionych i opisanych. Zgodnie z tym, zakresu patentu, który ma być wydany na tej podstawie, nie należy ograniczać jedynie do przedstawionych tu wariantów sposobu realizacji niniejszego wynalazku, ale raczej powinien on być ograniczony tylko przez postęp dokonany w tej dziedzinie techniki dzięki niniejszemu wynalazkowi.
O O
HN NH
WZÓR 1
WZÓR 3
169 347
O OH
WZÓR U
WZÓR 8 ch2ch3 °2νΌ· n = n-O-n0 ch2ch2oh
WZÓR 9
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.
Cena 4,00 zł

Claims (18)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Powłoka utworzona za pomocą odłożenia z wodnego roztworu, wolnego od rozpuszczalników, zawierającego co najmniej jeden silan, zawierający grupy silanolowe na podłoże szklane, z następnym ogrzaniem w temperaturze 50-250°C, przy czym następuje odparowanie wody i utwardzenie powłoki, znamienna tym, że jako silan zawierający grupy silanolowe zawiera produkt pochodzący z mieszaniny wody i silanu o wzorze [R(CH2)m]nSi(XR')4-n, w którym niezależnie od siebie R' oznacza wodór, podstawioną lub niepodstawioną grupę węglowodorową o 1-10 atomach C, R oznacza nasyconą lub nienasyconą, prostą, rozgałęzioną lub cykliczną grupę węglowodorową o 1-10 atomach C, ewentualnie podstawioną przez wodór, atom chlorowca, krzemu lub podstawioną grupę silikonową, grupę hydroksylową, karboksylową, karboksylanową, epoksy, cyjano, alkoksy, aminoalkilową, amidową, karbamylową lub kombinacje tych grup, n oznacza liczbę 0-3, m oznacza liczbę 0-6, X oznacza chlorowiec, tlen, azot lub siarkę z tym, że jeżeli X oznacza chlorowiec, to jego pojedyncza wartościowość związana jest atomem krzemu i R' jest nieobecne, nadający podłożu podwyższoną wytrzymałość.
  2. 2. Powłoka według zastrz. 1, znamienna tym, że odłożona jest na podłożu stanowiącym szkło krzemianowe.
  3. 3. Powłoka według zastrz. 1, znamienna tym, że we wzorze wymienionym w zastrz. 1 R oznacza grupę węglowodorową zawierającą od 1 do 3 atomów węgla, a m oznacza wartość liczbową 0, a pozostałe symbole mają znaczenie jak w zastrz. 1.
  4. 4. Powłoka według zastrz. 1, znamienna tym, że we wzorze wymienionym w zastrz. 1 m oznacza wartość liczbową 0‘ a R oznacza grupę taką jak grupa metylowa, etylowa, propylowa, winylowa, allilowa, butadienylowa, cyklopentylowa i cykloheksylowa, a pozostałe symbole mają znaczenie jak w zastrz. 1.
  5. 5. Powłoka według zastrz. 1, znamienna tym, ze we wzorze wymienionym w zastrz. 1 n oznacza wartość liczbową 1, a pozostałe symbole mają znaczenie jak w zastrz. 1.
  6. 6. Powłoka według zastrz. 1, znamienna tym, ze we wzorze wymienionym w zastrz. 1 grupa o symbolu R zawiera podstawniki takie jak grupa epoksymetakryloksylowa, aryloksylowa, 4-hydroksybutyroamidowa, 2-hydroksyaminowa i dialkiloacetalowa, a pozostałe symbole mają znaczenie jak w zastrz. 1.
  7. 7. Powłoka według zastrz. 1, znamienna tym, że we wzorze wymienionym w zastrz 1 grupa o symbolu R' zawiera krzem, pozostałe symbole mają znaczenie jak w zastrz. 1.
  8. 8. Powłoka według zastrz. 1, znamienna tym, ze we wzorze wymienionym w zastrz. 1 R' oznacza jednostkę powtarzalną o wzorze [R(CH;)m]p^i(XR)3.p, a p oznacza wartość liczbową 1 lub 22, pozostałe symbole mają znaczenie jak w zastrz. 1.
  9. 9. Powłoka według zastrz. 1, znamienna tym, ze silan jest produktem pochodzącym z roztworu, poddanego starzeniu.
  10. 10. Powłoka według zastrz. 1, znamienna tym, że silan jest produktem pochodzącym z roztworu, poddanego starzeniu w ciągu co najmniej 1 godziny.
  11. 11. Powłoka według zastrz. 1, znamienna tym, ze mieszanina wody i silanu zawiera od około 2% wagowych do około 80% wagowych silanu w roztworze.
  12. 12. Powłoka według zastrz. 1, znamienna tym, że mieszanina wody i silanu zawiera od około 7% wagowych do około 50% wagowych silanu w roztworze.
  13. 13. Powłoka według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera silan odłożony przez zamaczanie podłoża w roztworze silanu.
  14. 14. Powłoka według zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera silan odłożony przez opryskanie podłoża roztworem silanu.
    169 347
  15. 15. Powłoka według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera silan utwardzony przez utrzymywanie powleczonego podłoża w temperaturze podwyższonej w ciągu okresu wynoszącego od 1 minuty do 1 godziny.
  16. 16. Powłoka według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera silan utwardzony przez utrzymywanie powleczonego podłoża w temperaturze otoczenia.
  17. 17. Powłoka według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera silan utwardzony przez doprowadzenie energii do powłoki na podłożu.
  18. 18. Powłoka według zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera silan utwardzony przez ogrzewanie powłoki na podłożu.
PL91291580A 1990-08-30 1991-08-30 Powloka PL PL PL PL PL PL PL PL PL169347B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US57505290A 1990-08-30 1990-08-30
US74417591A 1991-08-13 1991-08-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL291580A1 PL291580A1 (en) 1992-08-24
PL169347B1 true PL169347B1 (pl) 1996-07-31

Family

ID=27076560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL91291580A PL169347B1 (pl) 1990-08-30 1991-08-30 Powloka PL PL PL PL PL PL PL PL

Country Status (23)

Country Link
EP (1) EP0478154B1 (pl)
JP (1) JPH04231354A (pl)
KR (1) KR100213848B1 (pl)
CN (1) CN1032967C (pl)
AT (1) ATE129488T1 (pl)
AU (1) AU647514B2 (pl)
BR (1) BR9103731A (pl)
CA (1) CA2050110C (pl)
CZ (1) CZ266791A3 (pl)
DE (1) DE69114097T2 (pl)
DK (1) DK0478154T3 (pl)
ES (1) ES2080908T3 (pl)
GR (1) GR3018556T3 (pl)
HU (1) HU210913B (pl)
IE (1) IE75704B1 (pl)
MX (1) MX9100893A (pl)
MY (1) MY110306A (pl)
NO (1) NO913342L (pl)
NZ (1) NZ239578A (pl)
PL (1) PL169347B1 (pl)
PT (1) PT98836A (pl)
RU (1) RU2097349C1 (pl)
SK (1) SK266791A3 (pl)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5363994A (en) * 1992-06-26 1994-11-15 Tremco, Inc. Aqueous silane coupling agent solution for use as a sealant primer
PE56294A1 (es) * 1993-06-21 1995-01-17 Atochem North America Elf Un metodo para reforzar un sustrato de oxido quebradizo, composiciones a base de silano, y un sustrato de oxido quebradizo polimerizado eslabonado-cruzado recubierto de siloxano
PT914302E (pt) 1997-04-04 2001-12-28 Degussa Processo para o fabrico de recipientes ocos de vidro com superficie vedada
US6136382A (en) * 1997-12-29 2000-10-24 Deco Patents, Inc. Method and compositions for decorating vitreous articles with radiation curable inks having improved adhesion and durability
DE19839682A1 (de) 1998-09-01 2000-03-02 Degussa Verfahren zur Herstellung oberflächenversiegelter Hohlglasbehälter mit hoher Gebrauchsfestigkeit
CA2311693A1 (en) * 1999-08-10 2001-02-10 Thierry Florent Materne Unsaturated siloxy compounds
FR2872507B1 (fr) * 2004-07-02 2007-05-18 Eurokera Composition de traitement d'une vitroceramique pour en ameliorer la resistance mecanique par guerison des defauts de surface, procedes de traitement correspondants et vitroceramiques traitees obtenues
CN105542521B (zh) * 2016-01-29 2017-08-25 绍兴上虞晶华玻璃有限公司 一种利用废弃玻璃制备复合耐高温涂覆材料的方法
KR102130995B1 (ko) * 2018-12-27 2020-07-09 (주)유티아이 광학 필터용 글라스 기판의 강도 개선 방법 및 이에 의한 강화 글라스 기반 광학 필터

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3801361A (en) * 1971-09-17 1974-04-02 Owens Illinois Inc Coated glass surface
US3873352A (en) * 1971-12-17 1975-03-25 Owens Illinois Inc Abrasion resistant one step glass coating with excellent labelability
US4342796A (en) * 1980-09-10 1982-08-03 Advanced Chemical Technologies, Inc. Method for inhibiting corrosion of internal structural members of reinforced concrete
FR2496090A1 (fr) * 1980-12-12 1982-06-18 Dev Rech Indle Composition hydrofuge pour le traitement du platre ou d'un produit a base de platre et procede correspondant
US4648904A (en) * 1986-02-14 1987-03-10 Scm Corporation Aqueous systems containing silanes for rendering masonry surfaces water repellant
US4835057A (en) * 1987-03-25 1989-05-30 At&T Bell Laboratories Glass fibers having organosilsesquioxane coatings and claddings
FR2635319B1 (fr) * 1988-07-20 1992-07-24 Saint Gobain Vitrage Vitrage muni d'une couche antigivre
US5013588A (en) * 1989-07-11 1991-05-07 Advanced Diversified Technology, Inc. Corrosion resistant silicon inorganic polymeric coatings
US4983459A (en) * 1990-04-03 1991-01-08 Ppg Industries, Inc. Chemically reacted glass surface

Also Published As

Publication number Publication date
DK0478154T3 (da) 1996-03-18
EP0478154B1 (en) 1995-10-25
JPH04231354A (ja) 1992-08-20
AU647514B2 (en) 1994-03-24
PL291580A1 (en) 1992-08-24
PT98836A (pt) 1992-08-31
HUT61713A (en) 1993-03-01
NO913342D0 (no) 1991-08-26
SK266791A3 (en) 1995-06-07
HU210913B (en) 1995-09-28
KR920004147A (ko) 1992-03-27
ATE129488T1 (de) 1995-11-15
CN1032967C (zh) 1996-10-09
EP0478154A3 (en) 1993-04-14
CZ266791A3 (en) 1993-02-17
HU912827D0 (en) 1992-01-28
ES2080908T3 (es) 1996-02-16
MX9100893A (es) 1992-04-01
IE75704B1 (en) 1997-09-10
DE69114097T2 (de) 1996-04-18
GR3018556T3 (en) 1996-03-31
CN1061206A (zh) 1992-05-20
CA2050110C (en) 1997-04-22
RU2097349C1 (ru) 1997-11-27
EP0478154A2 (en) 1992-04-01
NZ239578A (en) 1995-02-24
IE912980A1 (en) 1992-03-11
NO913342L (no) 1992-04-15
DE69114097D1 (de) 1995-11-30
KR100213848B1 (ko) 1999-08-02
AU8272991A (en) 1992-03-05
MY110306A (en) 1998-04-30
CA2050110A1 (en) 1992-03-01
BR9103731A (pt) 1992-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100513916B1 (ko) 가장자리 피복에 의한 평판 유리의 강화
US7344783B2 (en) Durable hydrophobic surface coatings using silicone resins
US6013333A (en) Method for strengthening a brittle oxide substrate
US5567235A (en) Method for strengthening a brittle oxide substrate, silane-based compositions, and a polymerized cross-linked siloxane coated brittle oxide substrate
KR102383005B1 (ko) 에폭시/옥세테인 화합물에 기초한 유리용 uv-경화 코팅 조성물, 에폭시 관능화된 실세스퀴옥산 및 에폭시 관능화된 나노입자
AU687082B2 (en) Brittle oxide substrates strengthened by cross-linkable silanes
US20140182337A1 (en) Coatings for Enhancing Glass Strength
AU2005268712A1 (en) Composition for treating glass to improve mechanical strength thereof through curing of surface defects, corresponding treatment methods and resulting treated glasses
PL169347B1 (pl) Powloka PL PL PL PL PL PL PL PL
KR101243196B1 (ko) 표면 결함의 치료를 통해 기계적 강도를 개선시키기 위한 유리-세라믹 또는 유리를 처리하는 조성물 및 처리 방법
JPS6118901A (ja) 低反射加工剤