SK123198A3 - Method for strengthening flat glass by coating the edges, brittle oxide substrate and window assembly - Google Patents

Method for strengthening flat glass by coating the edges, brittle oxide substrate and window assembly Download PDF

Info

Publication number
SK123198A3
SK123198A3 SK1231-98A SK123198A SK123198A3 SK 123198 A3 SK123198 A3 SK 123198A3 SK 123198 A SK123198 A SK 123198A SK 123198 A3 SK123198 A3 SK 123198A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
article
glass
composition
coating
brittle oxide
Prior art date
Application number
SK1231-98A
Other languages
English (en)
Other versions
SK287503B6 (sk
Inventor
Victor D Papanu
Stephen W Carson
Scott J Schwartz
Original Assignee
Atochem North America Elf
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 Elf filed Critical Atochem North America Elf
Publication of SK123198A3 publication Critical patent/SK123198A3/sk
Publication of SK287503B6 publication Critical patent/SK287503B6/sk

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/28Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material
    • C03C17/32Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material with synthetic or natural resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/001General methods for coating; Devices therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/001General methods for coating; Devices therefor
    • C03C17/002General methods for coating; Devices therefor for flat glass, e.g. float glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/28Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material
    • C03C17/30Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material with silicon-containing compounds
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/131Glass, ceramic, or sintered, fused, fired, or calcined metal oxide or metal carbide containing [e.g., porcelain, brick, cement, etc.]
    • Y10T428/1317Multilayer [continuous layer]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/131Glass, ceramic, or sintered, fused, fired, or calcined metal oxide or metal carbide containing [e.g., porcelain, brick, cement, etc.]
    • Y10T428/1317Multilayer [continuous layer]
    • Y10T428/1321Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/21Circular sheet or circular blank
    • Y10T428/219Edge structure
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
    • Y10T428/24926Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including ceramic, glass, porcelain or quartz layer
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31Surface property or characteristic of web, sheet or block
    • Y10T428/315Surface modified glass [e.g., tempered, strengthened, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31551Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
    • Y10T428/31609Particulate metal or metal compound-containing
    • Y10T428/31612As silicone, silane or siloxane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31652Of asbestos
    • Y10T428/31663As siloxane, silicone or silane

Description

Oblasť techniky
Vynález sa týka spôsobu opätovného spevňovania krehkých plochých oxidových substrátov (napríklad okenného skla), ktoré boli zoslabené povrchovými vadami, ako napríklad pri rezaní skla narezaním a lámaním. Ďalej sa vynález týka predmetu takto získaného, to znamená krehkého oxidového predmetu a okennej zostavy.
DoteralSi stav techniky
Sú známe povlaky na opravu povrchových kazov v skle a teda na opätovné spevnenie skla na získanie pevných skiel bez kazov. Zvlášť užitočnými spevňovacími kompozíciami sú vodné roztoky, obsahujúce kompozície na základe silánu, najmä polymerizovaného zosieteného siloxánu. Tento vynález je zameraný na metódu spevňovania, alebo obnovenia pevnosti rezaného plochého skla a výsledného opäť spevneného predmetu z plochého skla.
Výrobky alebo predmety vyrobené z krehkých materiálov, napríklad sklenené okenné tabule, majú všeobecne nižšiu pevnosť v ťahu, než je očakávané. Toto zoslabenie môže byť výsledkom takých faktorov, ako sú kazy v predmete, alebo malé množstvá nečistôt ako v hmote, tak i na povrchu predmetu. Z doterajšieho stavu techniky je známe mnoho druhov povrchových úprav krehkého materiálu, ktoré je možné použiť na ochranu povrchu pred oterom, poškodením a v malej miere i poskytnutie určitého zlepšenia vlastností krehkého predmetu.
Sklo je samo o sebe jedným z najpevnejších materiálov, ktoré človek pozná. Štandardné silikátové sklá majú byť teoreticky schopné odolať namáhaniu až 14 až 20 gigapascalov. V praxi však obvykle dosiahnuté pevnosti sú radu 70 megapascalov (MPa).
Vysvetlením tohto rozporu medzi predpokladanými a nameranými hodnotami je existencia povrchových kazov a trhlín. Tieto kazy v podstate rozrušujú siloxánovú sieť (Si-O-Si), ktorá tvorí kostru skla. Toto poškodené miesto v skle sa stáva ohniskom sily, pôsobiacim v skle a vyvoláva koncentráciu sily a katastrofické
31055/H zlyhanie skleneného predmetu, obvykle pri ďaleko nižšom namáhaní, než by sa inak očakávalo.
Pri výskumoch vykonávaných v tomto odbore sa dlho hľadali prostriedky na zmiernenie problémov s pevnosťou skla. Rad obmien v metódach tvarovania skla a manipulácie sním viedli k neuspokojivým zvýšeniam pevnosti, pretože tieto obmenené metódy manipulácie stále vyvolávali niektoré kazy v sklenených predmetoch. Z tohoto dôvodu sa stalo cieľom výskumu zníženie vplyvu kazov potom, čo sa na predmete neodvratne vytvorili.
Určité prístupy na zlepšenie pevnosti skla sú obsiahnuté v patente Spojených štátov amerických č. 4 859 636 (autor Aratani a kol.), kde sú kovové ióny v skle zamenené iónami s väčším priemerom, aby sa vytvorila povrchová pevnosť v tlaku. Riešenie podľa patentu Spojených štátov amerických č. 3 743 491 sa rovnako týka ochranného ošetrenia povrchu. V patente Spojených štátov amerických č. 4 891 241 (autor Hashimoto a kol.) sa popisuje použitie a vytvrdzovanie siiánového väzbového činidla v spojení s akrylovými a metakryiovými zlúčeninami. Podstatou tohto riešenia je práve táto kombinácia.
I keď vyššie popísané patenty jednotlivo poskytujú určité zlepšenie pevnosti takto ošetreného skla, nie sú bez nedostatkov. Niektoré z týchto úprav vyžadujú dlhšiu dobu, než sú k dispozícii v priebehu výroby a vyžadujú tak spracovanie mimo linky. Rovnako sú tieto metódy úpravy závadné z hľadiska bezpečnosti a zdravia pracovníkov. Najmä používanie organických rozpúšťadiel a manipulácia s nimi, rovnako ako s akrylátovými a metakrylátovými zlúčeninami, predstavuje z pohľadu výrobcov týchto skiel značné bezpečnostné a zdravotné riziká.
Ploché sklo sa priemyslovo vyrába plavením („float process“), pri ktorom sa vytvára široký spojitý pás skla. Ploché sklo je často rezané na užitočnejšie rozmery. Postup rezania zavádza do skla kazy. Rezané kusy skla sú často spracované tepelne, aby sa zmäkčili a aby sa tak opravili tieto kazy. Tepelné spracovanie, či žíhanie, je však nákladným procesom.
Kompozície na spevnenie krehkých oxidových substrátov, najmä skla, sú popísané v patentoch Spojených štátov amerických č. USA 5 567 235 (autor Carson a kol.) s názvom „Spôsob spevnenia krehkého oxidového substrátu kompozíciami na základe silánu a krehké oxidové substráty potiahnuté polymerizovaným a zosieteným silánom“ a v patente Spojených štátov amerických č. 5 486 693 (autor Bryan Ellis a
31055/H kol.) s názvom „Spôsob spevnenia skla“ a v publikácii: Alfréd University, New York, „Glass strenghtening vie silan coupling-agent coatíngs“, R.Bennett (február, 1989) a v odkazoch citovaných vo vyššie uvedených publikáciách. Tieto odkazy však nepopisujú selektívne nanášanie spevňujúcich kompozícii na hrany plochých predmetov na docielenie rovnako dobrého alebo lepšieho zvýšenia pevnosti ako pri nanášaní spevňovacej kompozície ako na hrany, tak i na hlavnej ploche povrchu predmetu.
Podstata vynálezu
Tento vynález sa týka spôsobu spevňovania plochých skiel ošetrením v podstate iba hrán skla a nikdy ošetrením väčšiny veľkých plochých povrchov skiel. Podľa tohto riešenia sa najprv jedna hrana, alebo viac hrán, povlečený kompozíciou spevňujúcou sklo (napríklad vodným roztokom, obsahujúcim zlúčeninu spevňujúcu sklo na báze silánu), bez toho, aby sa povliekali vo významnej miere časti hlavných plochých povrchov a následne sa povlak vytvrdí, aby sa docielilo maximálne opätovné spevnenie. Výsledná pevnosť skla s poviečenými hranami je podstatne zlepšená v porovnaní s pevnosťou skla pred povlečením a prekvapivo je sklo, ošetrené na hranách, rovnako pevné alebo pevnejšie než sklo, ktoré má povlečené hrany i veľké ploché povrchy rovnakým povlakom. Rovnako do rozsahu riešenia podľa vynálezu patria spevnené ploché sklenené predmety s poviečenými hranami a okenná zostava obsahujúca takto spevnený sklenený predmet, ako je napríklad okenná tabuľa.
Popis obrázkov na výkresoch
Na priložených výkresoch je znázornené spevnené ploché sklo s poviečenými hranami a metóda testovania tohto spevneného plochého skla.
Na obrázku 1 je perspektívny pohľad na ploché sklo v skúšobnom prístroji, na obrázku 2 je nárys kusu skla v skúšobnom prístroji bez zaťaženia, a obrázok 3 ukazuje vzorku skla v ohybe pod zaťažením.
Vynález je v texte predmetného vynálezu popisovaný v pojatí skla ako substrát, ktorý je spevnený povlečením hrán kompozíciou, spevňujúcou sklo. Sklo je však len jedným príkladom krehkého oxidového substrátu, ktorý môže byť takto spevnené aplikáciou riešenia podľa tohto vynálezu. Ploché predmety sa môžu
310SS/H vyrábať z ktoréhokoľvek krehkého oxidového materiálu, ako sú oxid hlinitý alebo hlinitany, oxid kremičitý alebo kremičitany, oxid titaničitý alebo titaničitany, germaničitany. Všeobecne rovinné alebo ploché, kusy takýchto krehkých oxidových substrátov sa môžu spevniť ošetrením hrán podľa tohto vynálezu a považujú sa z hľadiska predmetného vynálezu za rovnocenné skleneným substrátom. I keď sa základné znaky predmetného vynálezu vysvetľujú v tomto popise pre sklo, môže sa rovnaká teória použiť pre akýkoľvek krehký oxidový materiál, ktorý pred rozbitím nevykazuje významnú plastickú deformáciu. Všetky tieto krehké oxidové materiály sa považujú za rovnocenné substráty vhodné na spevnenie povliekaním hrán, ako je popisované v predmetnom vynáleze. V súlade stým pojem .sklo, ako je tu používaný, zahrňuje všetky takéto rovnocenné krehké oxidové materiály. Voľba určitej spevňujúcej kompozície bude potom závisieť od zloženia krehkého oxidového substrátu.
Tvar typického predmetu, ktorý sa môže spevniť ošetrením hrán podľa tohto vynálezu je obvykle plochý. Podstatou tvaru predmetu, ktorého pevnosť sa môže zlepšiť ošetrením hrany podľa tohto vynálezu, je však tvar, ktorý má aspoň dve hlavné plochy rovnobežné a aspoň jednu menšiu plochu pri každej hlavnej ploche, spojenej s aspoň jednou menšou plochou. Menšia plocha pôsobí ako hrana a pomer plochy hlavných povrchov k ploche menšieho povrchu alebo povrchov je aspoň 10 a obvykle väčší než 100. Obvykle sú takéto predmety rovinné alebo ploché, ako napríklad okenné tabule. Avšak i niektoré tvary s výrazným ohybom vykazujú podstatnú časť tvaru predmetu, ktorého pevnosť je zlepšená ošetrením hrán podľa tohto vynálezu. Pojem „všeobecne rovnobežný“ vo vyššie uvedenej definícii nevylučuje neprítomnosť ohybu v hlavných povrchov, len vyžaduje, aby povrchy boli od seba v rovnakej vzdialenosti v prípade väčšej časti tohto predmetu. V súlade stým takéto všeobecne rovnobežné povrchy nemusia byť ploché. Príkladom zakriveného predmetu, ktorý má všeobecne rovnobežné hlavné povrchy v tu použitom význame a menšie alebo hranové povrchy s pomerom plôch väčšieho k menšiemu povrchu väčším než 10, je valcovitý tvar, ako je sklenená súčasť typickej valcovitej trubice žiaroviek. Sklenená zložka typickej banky žiarovky je iným príkladom zakriveného tvaru s vnútorným a vonkajším povrchom, ktoré sú od seba rovnako vzdialené vo väčšej časti tohto predmetu (primerane rovnomerná hrúbka a teda všeobecne rovnobežné) a s menším, alebo hranovým povrchom v susedstve
31055/H miesta, kde sa sklo spojuje s kovovou skrutkovou maticou. Pravouhlo tvarovaná okenná tabuľa je príkladom predmetu, ktorý má dve takéto hlavné povrchy a štyri menšie povrchy, zatiaľ čo kruhová alebo eliptická okenná tabuľa má dva takéto hlavné povrchy a len jeden malý hranový povrch.
Všeobecne rovinný predmet je vyobrazený na obrázku 1 ako časť 12. Tento predmet je príkladom plochého predmetu, ktorý má dva všeobecne rovnobežné povrchy, to je povrch 18 a povrch protiľahlý k tomuto povrchu 18, ktoré sú o rad väčšie než hranové povrchy predmetov (napríklad hrana 6) a vzdialenosť medzi všeobecne rovnobežnými povrchmi zostáva na väčšine predmetu stála. Okenné sklo je najobvyklejším krehkým oxidovým predmetom, ktorý je všeobecne rovinný s hlavnými povrchmi, ktorých plocha je značne väčšia než plocha hrán. Jedinou podmienkou je to, aby predmet mal dva hlavné všeobecne rovnobežné povrchy výrazne väčšie (napríklad desaťkrát väčšie), než povrchy hrán. Zakrivené predmety, ako sú zakrivené okenné tabule a predné skla automobilov a iné okenné sklá majú rovnako veľké všeobecne rovnobežné povrchy a sú vhodnými predmetmi na spevňovanie podľa tohto vynálezu. Niektoré predmety majú iba jeden menší alebo hranový povrch, ako sú napríklad kruhové alebo eliptické okenné tabule, alebo sklenené súčasti baniek žiaroviek, ale všetky majú aspoň dva hlavné povrchy, spojené s aspoň jedným menším povrchom.
Na použitie podľa tohto vynálezu je vhodná ktorákoľvek kompozícia určená na spevňovanie skia povliekaním kompozfciou. Takéto kompozície sú schopné opätovne spevniť krehký oxidový predmet potom, Čo bol rezaný alebo inak poškodený alebo má kaz, aspoň o 20 % v porovnaní s pevnosťou rezaného alebo kazového predmetu pred opätovným spevnením. Takéto kompozície sú odborníkom pracujúcim v danom odbore bežne známe. Výhodné sú kompozície na báze silánu, najmä vodnej kompozície na základe silánu. V patente Spojených štátov amerických č. 5 476 692 (autor Ellis, B. a kol. ) sa popisuje zmes na spevňovanie skla, ktorá obsahuje silán a živicu, pričom tento patent predstavuje odkazový materiál vo vzťahu k definovaniu kompozície na spevňovanie skla. Výhodné spevňujúce kompozície na základe silánu sú uvedené v patente Spojených štátov amerických č. 5 567 235 (autor Carson, S. a kol.), ktorý tu rovnako predstavuje odkazový materiál.
Vhodné sú rovnako kompozície iné, než kompozície na báze silánu. Na spevňovanie skla sú rovnako vhodné roztoky, obsahujúce aminoplast, napríklad
31055/H reakčný produkt zlúčeniny obsahujúcej aspoň dve aminoskupiny so zlúčeninou obsahujúcou aldehydovú skupinu a zlúčeninu obsahujúcu hydroxylovú skupinu. Napríklad vodný roztok melamín-formaldehydových monomérov, kondenzovaný s metanolom sa môže nanášať na hrany plochého skla a vytvrdiť, čím sa dosiahne spevnenie skla, pričom ako príklad týchto materiálov je možné uviesť napríklad CYMEL® 385 (približne 80 % - ný metylovaný melamin-formaldehyd, od firmy Cytec Industries), alebo Rezimene® 717. Medzi ďalšie spevňujúce chemické činidlá je možné zradiť Vestigon ® BF 1530 (izoferondiizokyanátový trimér blokovaný e kaprolaktamom, od firmy HOls AG), Jeffamine® T-403 (polyamín od Texaco Chemical Co.) APS (4-aminofenylsulfón, od Aldrích Chemical CO), Epon® 825 (epoxyživice od Shell Chemical Co.). Niektoré tieto produkty sú bežne dostať na trhu ako zriedené roztoky, ktoré sa môžu na hrany nanášať a tepelne vytvrdiť na kondenzovaný film. I keď niektoré kompozície , ktoré sú v obchode, sú vodné, rovnako sa môžu použiť nevodné kompozície.
Na spevnenie skla je možné rovnako použiť nevodné roztoky blokovaných izokyanátov samých alebo s polyamfnami, alebo polyolmi, pričom sa tieto nevodné roztoky nanášajú na hrany sklenených vzorkov a potom sa vytvrdia. Rovnako boli vyvinuté kompozície s epoxidami. V patente Spojených štátov amerických č. 4 891 241 (autor Hashimoto a kol.) sa rovnako uvádzajú spevňujúce kompozície na sklo, ktoré sú vhodné na použitie podľa tohoto vynálezu. Zosietené polyakryláty, popísané v tomto vynáleze, sa získajú tepelným vytvrdením a vytvrdením UV žiarením.
Výhodnými spevňujúcimi kompozíciami sú kompozície na báze silánu, hydrolyzované vo vodnom roztoku s hydrolyzovanou časťou, ktoré majú všeobecný vzorec (OH)3SiR” v ktorom R je organofunkčná skupina, ktorá sa môže alebo nemusí ďalej hydrolyzovať vo vodnom roztoku. Táto organofunkčná skupina môže obsahovať zvyšky hydrolyzovateľných silánov. Výber R sa ďalej riadi požiadavkou, aby výsledný vodný roztok, obsahujúci hydrolyzovanú kompozíciu na báze silánu, po nanesení a vytvrdení na krehkom oxidovom substráte dodával tomuto substrátu podstatne zvýšenú pevnosť.
Hydrolyzované kompozície na báze silánu sa napríklad môžu vybrať zo
310S5/H skupiny zazhrňujúcej metakryloxypropyltrímetoxysilán (MPTMO), glycidoxypropyltrímetoxysilán (GPTMO), vinyltrímetoxysilán (VTMO),
2- (3,4-epoxycyklohexyl)etyltrimetoxysilán (CETMO), metyltrímetoxysilán (MTMO), 3,3-dimetoxypropyltrimetoxysilán (DPTMO),
5,6-epoxyhexyltrimetoxysilán (EHTMO), amid kyseliny N-(trimetoxysilylpropyl)maleinovej,
3- ureidopropyltrimetoxysilán (UPTMO),
1.2- bis(trimetoxysilyl)etán (BTMOE),
1.2- bis(3-trimetoxysilylpropoxy)etán (BTMOPE), ich hydrolyzované formy a ich zmesi.
Vzhľadom na vyššie uvedené je možné medzi výhodné príklady hydrolyzovaných kompozícii na báze silánu zahrnúť hydrolyzovaný glycidoxypropyltrímetoxysilán, hydrolyzovaný2-(3,4-epoxycyklohexyl)etyltrimetoxysilán, hydrolyzovaný 3-ureidopropyltrimetoxysilán a hydrolyzovaný 3,3dimetoxypropyltrimetoxysilán.
Povlakom, naneseným na krehký oxidový substrát, rovnako môže byť zmes, ako je napríklad zmes jednej hydrolyzovanej kompozície na báze silánu alebo viac takýchto kompozícii. Kompozície na báze silánu, použité v zmesi, sa môžu obvykle pridávať vľubovolnom pomere. Ktorákoľvek z tu popísaných kompozícii s môže použiť samotná k podstatnému zvýšeniu pevnosti krehkého oxidového subsrátu.
Pokiaľ nie je uvedené inak, sú kompozície na báze silánu, uvedené ako zvláštne príklady, bežne obchodne dostupné z jedného nasledujúceho zdroja, alebo z viac zdrojov - Osi Specialties, Dow Corning, Huls Amerika a PCR, Inc.
Povlaky podľa tohoto vynálezu môžu byť síce zmesou jednej alebo viac hydrolyzovaných kompozícii na báze silánu, ovšem na povrch krehkého oxidového substrátu sa môžu nanášať i oddelené povlaky hydrolyzovaných kompozícii na báze silánu. Napríklad sa na povrch krehkého oxidového substrátu môže naniesť povlak CETMO a potom, keď je povlak CETMO stále ešte vlhký alebo je suchý, alebo po vytvrdení tohoto prvého povlaku, sa môže rovnako naniesť druhý povlak, a síce iný povlak CETMO, alebo iný odlišný povlak (napríklad MPTMO).
Takýmto spôsobom sa môže naniesť na substrát postupne ľubovolný počet rôznych povlakov. Ďalej je možné pri tomto postupe rovnako aplikovať povrchovo
31055/H aktívne činidlo, a síce tak, že sa povlečie povrch krehkého oxidového substrátu povrchovo aktívnym činidlom pred nanesením hydrolyzovanej kompozície alebo kompozícii na báze silánu. Po nanesení povlakov podľa predmetného vynálezu je možné rovnako aplikovať povlaky podľa doterajšieho stavu techniky, ako napríklad povlak podľa patentu Spojených štátov amerických č. 4 891 241 (autor Hashimoto a kol.).
Kompozície na základe silánu, použité v postupe podľa tohoto vynálezu, môžu byť vo vodnom roztoku prítomné v priemernej koncentrácii od asi 1 % do asi 99 % hmotnostných vo vode, alebo vo vodnom roztoku, výhodne od asi 1 % do asi 50 % a výhodnejšie od asi 5 % do asi 30 %.
Nasledujúci reakčný priebeh uvádza dve reakcie, o ktorých sa súdi, že prebiehajú pri príprave a nanášaním vodného roztoku, obsahujúceho hydrolyzovanú kompozíciu na báze silánu.
(RO)3SiR + 3H2O <-> (OH)3SiR + 3 ROH -» povlak Si-O-Si
Pri tejto reakcii triaikoxysiián vo vode reaguje za vzniku trisilanolu v roztoku. Potom roztok trisilanolu kondenzuje na oligoméry a pri vytvrdení môže ďalej polymerizovať na povlak zosieteného siloxánu (Si-O-Si). Povlak siloxánu (Si-O-Si) obvykle obsahuje organický substituent (či substituenty) ako je napríklad skupina (či skupiny) R.
Pri tomto priebehu reakcie môže byť skupina RO ktoroukoľvek skupinou, ktorá je hydrolyzovateľná. Týmto kritériám najlepšie vyhovujú nasledujúce skupiny R': -CH3, -C2H5, a o
-CCH3.
Odborníci pracujúci v danom odbore ovšem môžu zvoliť iné skupiny, ktoré tieto kritériá splňujú.
Skupina R je organofunkčnou skupinou, ktorá sa môže v priebehu hydrolytickej reakcie hydrolyzovať za vzniku skupiny R . Táto organofunkčná skupina môže byť zvyškom hydrolyzovateľného silánu. Po hydrolytickej reakcii, v prípade, kedy skupina R obsahuje hydrolyzovateľné skupiny, skupina R” obsahuje aspoň jednu hydroxylovú skupinu (OH). V prípade, že skupina R nie je
31055/H hydrolyzovateľná, budú skupiny R a R” rovnaké, napríklad keď skupinou R je vinylová skupina alebo metylová skupina. Všeobecne sa skupina R vo vyššie uvedenej reakčnej schéme výhodne volí tak, aby kompozícia na báze silánu podľa tohoto vynálezu poskytovala vhodnú rovnováhu medzi zvýšenou alebo obnovenou pevnosťou a stabilitou roztoku. Vzhľadom na vyššie uvedené je možné medzi výhodné príklady skupiny R zaradiť glycidylpropyiovú skupinu, 2-(3,4epoxycyklohexyl)etylovú skupinu a 3,3-dimetoxypropylovú skupinu. Ďalej výhodnými príkladmi skupiny R budú hydrolyzované verzie týchto výhodných zlúčenín R.
Vyššie popísaná reakčná schéma v žiadnom prípade nijako neobmedzuje rozsah predmetu vynálezu, resp. postupu podľa vynálezu, podľa ktorého sa pripravuje vodný roztok obsahujúci kompozíciu na báze silánu. Miesto východiskového trialkoxysilánu sa môže práve tak dobre použiť akýkoľvek hydrolyzovateľný silán. Napríklad je možné použiť haiogenidy silánu, ako sú napríklad substituované trichlórsilány.
Ako bolo uvedené vyššie, pri hydrolýze prejde skupina R na skupinu, obsahujúcu hydroxylovú skupinu (OH), ako je napríklad skupina R. Napríklad CETMO a GPTMO, ktoré majú v skupine R epoxidový kruh, poskytnú po hydrolýze vo vodnom roztoku otvorením epoxidového kruhu dihydroxyskupiny. Týmto spôsobom vykazuje skupina R” rovnováhu hydrofilných (daných skupinami OH) a hydrofóbnych vlastnosti. Pevnosť zlepšujú najmä hydrofilné vlastnosti skupiny R.
Do spevňovacej kompozície sa môžu pridať povrchovo aktívne činidlá, aby sa zlepšilo pokrytie povrchu hrán krehkého oxidového substrátu, čo vedie k vyššiemu spevneniu krehkého oxidového substrátu. Obvykle sa pridáva malé množstvo povrchovo aktívneho činidla, aby sa umožnilo účinnejšie rozliatie povlaku na krehkom oxidovom substráte. V tomto ohľade sú zvlášť užitočné neiónové zmáčadlá. Príkladom takéhoto zmáčadla je bežne obchodne dostupný Triton X-102 (dostať od firmy Union Carbide), čo je oktylfenoxypolyetoxyetanol. Veobecne sa môže pridať od asi 0,001 do asi 1,0 % hmotnostného (vzťahujúce sa na celkovú hmotnosť roztoku). Výhodne sa pridáva od asi 0,01 % hmotnostného do asi 0,05 % hmotnostného zmáčadla (vzťahujúce sa na celkovú hmotnosť roztoku).
Pre krehké oxidové substráty, obsahujúce kremík, iné než sklo, môžu byť vhodné spevňujúce kompozície, obsahujúce silán, uvedené vyššie na spevnenie skla.
31055/H
Pre odborníkov pracujúcich v danom odbore je zrejmé, že sa do spevňujúcich kompozícii môžu pridávať ďalšie zlúčeniny, aby sa zlepšilo pokrytie, napríklad pri vodných roztokov zmáčanie, alebo aby boli získané ďalšie účinky, ako je napríklad stabilita proti UV žiareniu, hydrolytická stabilita alebo úprava reologických vlastností, ako napríklad povrchová lubrikácia.
Pri výhodných vodných kompozíciách na báze silánu sa pH vodného roztoku obvykle upravuje na hodnotu v rozmedzí od asi 1,5 do asi 11, pričom vo výhodnom vyhotovení sa pH obvykle upravuje na hodnotu v rozmedzí od asi 2 do asi 4, pretože vodné roztoky v priebehu testovania preukázali v tomto rozmedzí najvyššiu stabilitu. Obvykle sa hodnota pH vodných roztokov, obsahujúcich kompozíciu na báze silánu upravuje podľa zvolenej skupiny R.Hodnotu pH vodných roztokov je možné upraviť na požadovanú úroveň pridaním zásaditých alebo kyslých zlúčenín.
Vodné roztoky, obsahujúce hydrolyzovanú kompozíciu na báze silánu, môžu byť ovplyvnené stámutím, čo môže prípadne viesť ku zníženiu veľkosti zvýšenia pevnosti krehkého oxidového substrátu. Je zaujímavé, že za určitých okolnosti môže byť mierne stámutie blahodárne; napríklad účinnosť vodných roztokov GPTMO sa zlepšuje so stámutím, napríklad od 1 do asi 30 dní. Avšak pri podstatne dlhšom stámutí. napríklad dlhšom než asi 100 dní, dochádza k prípadnému poklesu vlastností. Skladovateľnosť vodných roztokov, obsahujúcich hydrolyzované kompozície na báze silánu sa líši od kompozície ku kompozícii. Napríklad pokiaľ sa týka vodného roztoku, kde hydrolyzovanou kompozíciou na báze silánu je hydrolyzovaný CETMO, je možná skladovateľnosť aspoň 100 dní bez poznateľného vplyvu na schopnosť podstatného zvýšenia pevnosti krehkého oxidového substrátu.
Spevňujúca kompozícia sa môže nanášať na jednu hranu alebo viac hrán substrátu striekaním, kvapkaním, namáčaním, natieraním alebo inými postupmi, vhodnými na nanášanie kvapalín, pár alebo aerosolov. Táto spevňujúca kompozícia sa výhodne nanáša natieraním alebo štetcom na hranu plochého povrchu.
Povlak podľa tohoto vynálezu sa môže nanášať priamo na ktorýkoľvek povrch hrany.
Pri výrobe okenných zostáv sa bežne vhodne veľké sklenené tabule režú z väčších kusov. Toto rezanie sa často vykonáva narezaním a lámaním väčších kusov na požadované veľkosti. Sklenená tabuľa na bytové účely môže mať hrany s hrúbkou od 2 milimetrov do 10 milimetrov a má hlavné alebo všeobecne
31055/H rovnobežné ploché povrchy od 100 cm2 do viac než niekoľko štvorcových metrov. Okenné tabule na obchodné alebo priemyslové účely sú často hrubšie, napríklad je ich hrúbka väčšia než 10 milimetrov, ale zriedka viac než 2 centimetre. Bez ohľadu na hrúbku je plocha hlavných povrchov aspoň desaťkrát a obvykle viac než stokrát väčšia než plocha hrán. Nanášanie spevňujúcej kompozíciu na hranu sa má vykonávať po narezaní hrany pre vytvarovanie, alebo pre úpravu veľkosti skleneného predmetu. Naviac sa majú pokryť iba hrany s určitým presahom nánosu na plochý povrch. Plocha plochých povrchov, pokrytá spevňujúcou kompoziciou, má byť menšia než 10 % plochy plochého povrchu. Za rovnocenné povlaku menej než 10 % plochy hlavného povrchu sa považuje, keď sa povlečie viac než 10 % plochy a povlak je odstránený z aspoň 90 % plochy hlavných povrchov, než sa povlak vytvrdí.
Spevňujúca kompozícia sa môže nanášať pri teplotách pod teplotu mäknutia alebo natavovania skleneného substrátu alebo predmetu. Obvykle sa toto nanášanie vykonáva pri teplote miestnosti, alebo blízko nej. Výhodná je teplota povrchu skla (krehkého oxidu) od asi 20 °C do asi 200 °C a najvýhodnejšia je teplota povrchu od asi 20 °C do asi 30 °C.
Potom, čo bola hrana určená na ošetrenie, vybavená povlakom spevňujúcej kompozície, musí sa u väčšiny kompozícii, najmä u vodných roztokov, obsahujúcich kompozície na báze silánu, povlak vytvrdiť. Pri niektorých spevňujúcich kompozíciách je dostatočné iba usušenie. V priebehu vytvrdzovania môže dôjsť k zosieteniu alebo k iným reakciám. Môže sa použiť urýchlené vytvrdzovanie alebo sušenie, napríklad vo vytvrdzovacej jednotke, ako je napríklad vytvrdzovacia pec, aby sa zvýšila povrchová teplota povlečenej hrany. Doba vytvrdzovania závisí od chemického zloženia spevňujúcej kompozície a od teploty vytvrdzovania. Bežne sa používa rozmedzie teplôt vytvrdzovania od 100 °C do 300 °C. Výhodne je teplota vytvrdzovania asi 230 °C. Ovšem samozrejme je pri niektorých povlakov na báze silánu, napríklad BTMOE, možné účinné vytvrdenie pri teplote povrchu nižšej než 230 °C . Akonáhle sa dosiahne vytvrdzovacia tepota povrchu, rýchle nastáva účinné vytvrdenie. Pri spevňujúcich kompozíciách na báze silánu sa teplota povrchu asi 230 °C môže udržovať po dobu asi 30 sekúnd. Teplota, použitá na vytvrdenie má byť dostatočne vysoká, aby umožnila vznik povlaku bez zhnednutia. Teplotné rozmedzie pre účinné vytvrdenie je čiastočne dané zvolenou skupinou R . Napríklad pri hydrolyzovanom CETMO všeobecnej teploty pod asi 200 °C poskytujú iba
31055/H zanedbateľné výsledky a teploty nad asi 350 °C vedú k zuholnateniu povlaku.
Krok vytvrdzovania pri uskutočňovaní postupu podľa tohoto vynálezu sa môže uskutočniť prívodom energie z akéhokoľvek zdroja vo výške dostačujúcej na odstránenie napríklad vody, alebo iných nepovliekajúcich reakčných produktov z povlaku na ošetrenom krehkom oxidovom substráte a na vyvolanie akýchkoľvek vytvrdzujúcich reakcií, spojených s chemickým zložením spevňujúcej kompozície. Krok vytvrdzovania, ktorý ich prejavuje kombinovaným pôsobením energie a času, môže zahrňovať aplikovanie malej úrovne energie po relatívne dlhú dobu, alebo naopak prevedenie vysokej energie, s obmedzením, ktoré bolo definované vyššie, po relatívne krátku dobu. Príklady takýchto zdrojov energie môžu zahrňovať mikrovlnné žiarenie, infračervené žiarenie, ultrafialové žiarenie alebo vystavenie teplote okolia alebo teplote zvýšenej, ako napríklad v elektrických alebo plynových ohrievacích peciach pri tlaku nad alebo pod atmosférickým tlakom, alebo pri kombinácii týchto podmienok.
Na povrch vrstvy, spevňujúcej hranu, sa môžu nanášať dodatočné povlaky, čím sa dosiahne dodanie ďalších vlastností. Výhodná vytvrdená spevňujúca kompozícia má určitú odolnosť proti vode a vlhkosti. V prípadoch, kedy je žiadúca vyššia odolnosť voči vode, než má vytvrdený spevňujúci povlak, sa môže na hornú plochu spevňujúceho povlaku alebo vrstvy, naniesť ďalší povlak alebo povlaky. Hrana povlečená spevňujúcou kompozíciou sa rovnako môže prekryť v prípade potreby, ďalšími vrstvami, čím sa dosiahne zvýšenie odolnosti proti nárazu, alebo podporenie ďalších vlastností. Na hornú plochu spevňujúceho povlaku sa môže aplikovať vrchný povlak na dosiahnutie určitej odolnosti proti oteru, alebo aby bola dosiahnutá určitá odolnosť proti nárazu. Takéto povlaky sú uvedené v patente Spojených štátov amerických č. 3 743 491 (autor Poole a kol.).
Pevnosť v zmysle používanom v tomto popise podľa predmetného vynálezu znamená maximálne zaťaženie, ktoré môže vzorka vydržať pred katastrofickým porušením (a zničením predmetu). Medzi tieto charakteristiky patrí pevnosť v ohybe, zvislé zaťaženie, pevnosť sústredeného kruhu a testovanie nárazu. Postup podľa tohoto vynálezu skutočne spevňuje krehké oxidové substráty. Ako bolo uvedené na začiatku popisu, všetky krehké oxidové substráty sú určitým spôsobom poškodené malými kazmi. Pretože krehké oxidové substráty by mali teoreticky mať značne vyššiu pevnosť, je možné tento vynález charakterizovať ako spôsob obnovenia
3I055/H pevnosti krehkého oxidového substrátu, pretože spôsob podľa tohoto vynálezu dodáva krehkému oxidovému substrátu určitý stupeň pevnosti, ktorý sa blíži jeho teoretickej pevnosti.
Ako už bolo uvedené, spevňujúca kompozícia sa nanáša na odrezanú hranu skleneného premetu. Odrezaná hrana kusu plochého skla je hrana, pozdĺž ktorej bol kus skla odrezaný, aby sa oddelil od väčšieho kusu skla.
Pre odborníkov pracujúcich v danom odbore je zrejme, že zvýšením pevnosti sklenenej tabule alebo predmetu, bude mať slabší kus skla s povlečenou hranou v podstate rovnakú pevnosť a všeobecne mechanickú výkonnosť ako hrubší neošetrený kus. Preto môže byť ploché sklo hmotnostné ľahšie, než ako neošetrený náprotivok. Naviac zvýšenie pevnosti vedie k menšej početnosti porúch (napríklad rozbitie) behom dopravy, montáže a použitie.
Podľa výhodného uskutočnenia podľa tohoto vynálezu sa používa roztok hydrolyzovaných tríalkoxysilánov s koncentráciou 5 % až 25 % hmotnostných, napríklad 2-(3,4-epoxycyklohexyl)etyltrialkoxysilánu, 3-glycidopropyltríalkoxysilánu a metyltrialkoxysilánu. Najvhodnejším uskutočnením tohoto vynálezu je použitie hydrolyzovaného 2-(3,4-epoxycyklohexyl)etyltrialkoxysilánu a 2-(3,4epoxycyklohexyl)metyltrialkoxysilánu na spevnenie sodnovápenatého plochého skla povlečením odrezaných hrán bez toho, aby bolo povlečených viac než 10 % plochých povrchov.
Podľa predmetného vynálezu je skutočne možné ošetriť hrany plochého skla a dosiahnuť tak získanie prírastku pevnosti v ťahu o 100 %, merané štvorbodovou skúškou ohybu. Medzi vodnými kompozíciami na báze silánu, určenými na spevňovanie, je zvýšenie pevnosti a odolnosti proti vlhkosti najvyššie pri roztokoch hydrolyzovaných silánov, kde štvrtá časť má značne hydrofóbny charakter.
Problémom nastávajúcim pri použití hydrofóbnych silánov je schopnosť vytvárať stabilné vodné roztoky. Zatiaľ čo roztoky pripravené zo zlúčenín ako je CETMO môžu byť stabilné po mnoho týždňov za vhodných podmienok, je krajne obtiažne pripraviť vodné roztoky s viac než niekoľkými dňami stability z hydrofóbnych zlúčenín. Táto obmedzená skladovateľnosť zvyšuje problémy, spojené s používaním týchto hydrofóbnych látok. Tento problém môže byť prekonaný, ako ukazujú nasledujúce príklady, pridaním ko-rozpúšťadiel, ako je napríklad izopropanol a chelatačné činidlá.
31055/H
Spôsobom, akým sa v praktických podmienkach vyhnúť problému súvisiaceho so skladovateľnosťou, je pripravovať hydrolyzované vodné roztoky tesne pred ich použitím v závode. V prípadoch, kedy sa použiva kontinuálny spôsob výroby, bude tento postup zahrňovať reaktor na prípravu hydrolyzovaného roztoku a zásobník, ktorý sa použije ako prívod k nanášaciemu zariadeniu (obvykle nanášanie striekaním). Zavádzanie nezriedených látok do reaktora a nasledujúce ich prevedenie do zásobníka sú synchronizované tak, aby materiál, ktorý sa dostáva k nanášaciemu zariadeniu bol v najvýhodnejšom stave.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Postup spevňovania plochého skla povliekaním hrán a takto získané produkty budú ďalej objasnené pomocou konkrétnych príkladov uskutočnenia, ktoré sú ovšem iba ilustratívne a nijako neobmedzujú rozsah tohoto vynálezu. Všetky pomery, použité v týchto príkladoch a rovnako tak v popise sú mienené ako hmotnostné, pokiaľ nie je výslovne uvedené inak.
Príklad 1
Podľa tohoto príkladu sa pripravili vodné roztoky s koncentráciou 15 % hmotnostných každej zo spevňujúcich kompozícii určených na testovanie, pridaním aktívnej zložky do roztoku zriedenej kyseliny octovej (zriedené deionizovanou vodou), ktorý mal pH 3,3. Vzorky čistého sodnovápenatého skla (51 x 268 milimetrov) s hrúbkou 2 milimetre sa použili vo všetkých príkladoch, pričom hrany 268 milimetrov na každej vzorke skla vznikli rezaním vzoriek z veľkých kusov skla narezaním a ulomením. Rezanie sa uskutočnilo narezaním jedného veľkého povrchu 18, znázorneného na obrázku 1 a ulomením skla podľa čiary narezania. Každá vzorka sa očistila bežným čistiacim prostriedkom na sklo, načo sa opláchla izopropanolom. Hrany boli ošetrené nanesením testovanej kompozície do dvoch tretín dĺžky hrany vzorky s dĺžkou 268 milimetrov pomocou bavlneného zmotku. Každá kompozícia sa skúšala bezprostredne po príprave (v priebehu 1 hodiny) a rovnako po rôznych obdobiach stárnutia, meraných cez deň. Pripravovali sa a skúšali sa rovnako duplicitné vzorky. Po nanesení spevňujúcej kompozície sa ošetrené vzorky zahrievali na povrchovú tepotu v rozmedzí od 210 °C do 250 °C, načo boli umiestnené na dobu 45 sekúnd medzi dva infračervené panely, zahriaté na
31055/H povrchovú teplotu 600 °C. Neošetrené kontrolné vzorky boli podrobené rovnakému zahrievaniu a chladeniu ako vzorky ošetrené, avšak bez nanesenia vodnej spevňujúcej kompozície. Vzorky sa ochladili na teplotu miestnosti a vzorka 51 x 268 milimetrov sa rozrezala na tri vzorky s rozmermi 51 x 89 milimetrov tak, že dve vzorky mali obidve hrany s dĺžkou 89 milimetrov ošetrené kompozíciou a jedna vzorka slúžila ako vzorka kontrolná s hranami neošetrenými spevňujúce kompozíciu. Pevnosť v ohybe v 4 bodoch sa na ošetrených hranách s dĺžkou 89 milimetrov skúšala takto. Použila sa štvorbodová upínacia zostava sromermi 57 x 25 milimetrov, znázornená na obrázku 1. Upínacia zostava má kompresnú záťažovú celu pre stlačovanie záťaže 4536 kilogramov pripojenú na zaťažovaciu dosku 10 skúšobného stroja Instron. Na skúšanie pevnosti v ohybe je vzorka skla 12 podoprená dvoma oceľovými tyčkami 8 s priemerom 6,35 milimetrov vzdialených od seba 57,15 milimetrov tak, aby skúšaná ošetrená hrana 6, alebo menši povrch mal dĺžku 57,15 milimetrov medzi tyčami 8, pričom hlavným povrchom 18, ktorý nebol narezaný, ale zlomený podľa čiary 2, smeroval hore a s hlavným povrchom (povrch potiľahlý k hlavnému povrchu 18), ktorý bol narezaný pri rezaní podľa čiary 4, smeroval dole. Na vrchu vzorky skla 12 boli umiestnené dve oceľové tyčky 14 s priemerom 6,35 milimetrov vo vzdialenosti 25,4 mm, rovnobežne so spodnými tyčami. Na vršok horných tyčiek 14 bola umiestnená oceľová doska 16 a na dosku 16 sa priložilo zvislé zaťaženie 20, tj. sila, pôsobiaca smerom dole. Na obrázku 2 je znázornená upínacia zostava s nulovou siiou 20, tj. v polohe bez zaťaženia. Obrázok 3 ukazuje vzorku 12 pod zaťažením. Zaťaženie vyvoláva prehnutie vzorky skla 12, čo vedie k tomu, že je dolný hlavný povrch (povrch protiľahlý voči hornému hlavnému povrchu 18 ) vystavený ťažným silám a hlavný povrch 18 silám stiačovacím. Zaťaženie 20 na oceľovej doske 16 sa zvyšuje stanovenou rýchlosťou znižovaním krížovej hlavy (neznázornená) skúšobného stroja Instron rýchlosťou 5,1 milimetrov za minútu. Stroj meria zaťaženie až do 4 526 kilogramov. Obvyklé zaťaženia sú v rozmedzí od 18,1 do 90,7 kilogramov.
Pre každú kompozíciu sa skúšala pevnosť duplicitných vzoriek a vypočítala sa stredná hodnota a smerodajná odchýlka pre štvorbodovú pevnosť v ohybe skla v MPa.
Vyššie popísaným spôsobom sa v kompozíciách skúšali tieto aktívne zložky na spevňovanie skla:
3I055/H
3-aminopropyltrietoxysilán (ΑΜΕΟ)
3-aminopropyltrimetoxysilán (APTMO) vinyltrimetoxysilán (VTMO)
2-(3,4-epoxycyklohexy l)etytrimetoxysilán (CETMO).
31055/H
Tabuľka I
Kompozícia Vek Pevnosť (smerodajná odchýlka) Zvýšenie %
AMEO (5 %) 6 77,9 (16,5) 26
neošetrené 6 61,3(7,6)
AMEO (5 %) 19 64,1 (11,0) 23
neošetrené 19 52,4 (13,8)
AMEO (15%) 5 108,9 (30,3) 109
neošetrené 5 52,4(13,8)
APTMO (5 %) 1/3* 68,9 (13,1) 14
neošetrené 1/3* 60,6 (6,9)
APTMO (5 %) 1 74,4(10,3) 39
neošetrené 1 53,1 (1,4)
APTMO (5 %) 7 80,6 (10,3) 33
neošetrené 7 60,6(11,7)
VTMO1 (5 %) 1/4* 75,8 (20,6) 20
neošetrené1 1/4* 63,4(1,4)
VTMO1 (5 %) 3/4* 85,4(13,8) 33
neošetrené1 3/4* 64,1 (6,9)
VTNO1 (5 %) 1 76,5 (8,3) 45
neošetrené1 1 53,0 (8,9)
VTMO* (5 %) 1 90,3 (22,0) 57
neošetrené* 1 57,9 (10,3)
VTMO* (5 %) 3 55,8 (10,3) 34
neošetrené* 3 41,4(1,3)
CETMOa (15 %) 7 106,9 (9,6) 93
neošetrené0 7 55,1 (3,4)
* doba v hodinách 1 zahrievanie 25 sekúnd 2 zahrievanie 45 sekúnd
31055/H 3 zahrievanie 60 sekúnd 4 v kompozícii bolo prítomné malé množstvo zrazeniny - nastalo fázové rozdelenie.
Porovnanie celkového povlečenia s povlečením iba hrán
Výsledky testu na spevnenie vzorky v ohybe pri štvorbodovom zaťažení v prípade povlečenia celej vzorky v porovnaní so vzorkou s povlečením iba hrán sa študoval pri použiti dvoch koncentrácií (5 % a 15 % hmotnostných) vodného roztoku CETMO, (2-(2,4-epoxycyklohexyl)etyltrimetoxysilán), 15 % hmotnostných MTMO (metyltrimetoxysilán) a 15 % hmotnostných VTMO (vinyltrimetoxysilán). Príklady 2, 3 a 4 ukazujú, že v prípade vzorky s povlečením iba hrán sa dosiahne rovnako tak dobrých výsledkov, ak nie lepších, než v prípade povlečenia všetkých povrchov sklenenej vzorky, zahrňujúcej všetky veľké povrchy a hrany. Táto skutočnosť je celkom prekvapujúca a neočakávaná a dokazuje, že je možné dosiahnuť rovnaké alebo vyššie pevnosti s povlečením menej než 20 % celkovej plochy povrchu vytvrdzovacej spevňujúcej kompozície v porovnaní s povlečením všetkých povrchov skleneného predmetu.
Príklad 2
Vzorky sodnovápenatého skla s rozmermi 89 x 51 milimetrov sa vopred odrezali z väčšej sklenenej tabule a očistili sa mytím roztokom Windex® a utretím bežnou laboratórnou papierovou utierkou; nasledovalo umývanie izopropanolom a ponechanie vzoriek uschnúť na vzduchu. Vzorky sa potom tesne pred ošetrením utreli hodvábnym papierom Kimwipe®.
Vodná kompozícia použitá v tomto postupe s koncentráciou 5 % hmotnostných CETMO bola pripravená zriedením 10 gramov vodného roztoku CETMO s koncentráciou 30 % hmotnostných na celkom 60 gramov, pričom konečná zmes bola upravená prídavkom vodného roztoku kyseliny octovej s pH 3,3. Polovica vzoriek sa pri teplote miestnosti plne ponorila na 2 minúty do vodnej kompozicie s koncentráciou 5 % hmotnostných CETMO v čistej miske zPyrexu, vybrala sa pomocou kovových klieští a zvyšok sa nechal opakovať. Vzorky sa po dobu 1 minúty tepelne vytvrdzovali medzi dvoma infračervenými vykurovacími panelmi nastavenými na teplotu 600 °C. Povrchová teplota substrátu bola v rozmedzí od 230 ”C do 280 °C. Na druhú polovicu vzoriek sa naniesla vodná kompozícia s koncentráciou 5 %
31055/H hmotnostných CETMO iba na hrany pomocou bavlneného aplikačného zmotku. Tieto vzorky sa rovnako tepelne vytvrdzovali po dobu 1 minúty medzi infračervenými vykurovacími panelmi. Potom bola zisťovaná štvorbodová pevnosť v ohybe týchto vzoriek, čo bolo vykonané rovnakým spôsobom ako v príklade 1.
Štvorbodová pevnosť v ohybe pri použití roztoku CETMO s koncentráciou 5 % hmotnostných:
Ošetrenie vzorky Štvorbodová pevnosť v ohybe a (S.D.1) (MPa)
Iba hrany 86,2(1,4)
Plné ponorenie 75,8 (1,4)
Neošetrené vzorky 41,4(1,4)
1 S.D. = (n-1) smerodajná odchýlka
Príklad 3
Vzorky sodnovápenatého skla s rozmermi 89 x 51 milimetrov sa pripravili rovnakým spôsobom ako je uvedené v príklade 2. Vodný roztok CETMO s koncentráciou 15 % hmotnostných bol pripravený pridaným 7,5 gramov CETMO (šarža # 36IJ022996 od Osi Speciaities) do 42,5 gramov vodnej kyseliny octovej s pH 3,3. Polovica vzoriek sa ponorila na 2 minúty do vodného roztoku CETMO s koncentráciou 15 % hmotnostných, starého 29 dní, vybrala sa rovnakým spôsobom ako je uvedené v príklade 2 a tepelne sa vytvrdila rovnako rovnakým spôsobom ako je uvedené v tomto príklade. Druhá polovica vzoriek sa ošetrila iba na hranách roztokom naneseným bavlneným aplikačným zmotkom a rovnako sa tepelne vytvrdila ako je popísané vyššie. Nasledujúca tabuľka ukazuje štvorbodové pevnosti v ohybe skúšaných vzoriek.
Štvorbodová pevnosť v ohybe za použitia roztoku CETMO s koncentráciou 15 % hmotnostných.
31055/H
Ošetrenie vzorky Štvorbodová pevnosť v ohybe a (S.D.1) (MPa)
Plné ponorenie 87,6 (9,6)
Iba hrany 95,1 (9,6)
Neošetrené vzorky 43,4(1,4)
1 S.D. = (n-1) smerodajná odchýlka
Príklad 4
Vzorky sodnovápenatého skla s rozmermi 89 x 51 milimetrov sa pripravili rovnakým spôsobom ako je uvedené v príklade 2. Vodný roztok MTMO s koncentráciou 15 % hmotnostných sa pripravil pridaním 7,5 gramov MTMO (šarža # 95E-8025 od Gelest Inc.) do 42,5 gramov vodného roztoku kyseliny octovej s pH
3,3 pri teplote miestnosti. Táto kompozícia sa mechanicky trepala po 15 minút. Na zlepšenie rozliatia kompozície sa pridalo malé množstvo 0,03 gramov Silwetu L-7604 (Osi Specialties). Roztok sa fázovo rozdelil behom 48 - 72 hodín pri teplote okolia. Polovica vzoriek sa ponorila na 2 minúty do vodného roztoku MTMO s koncentráciou 15 % hmotnostných, načo sa vybrala rovnakým spôsobom ako je to uvedené v príklade 2 a tepelne sa vytvrdzovala 50 sekúnd medzi infračervenými vykurovacími panelmi. Druhá polovica vzoriek sa ošetrila iba na hranách roztokom naneseným bavlneným aplikačným zmotkom a rovnako sa tepelne vytvrdila rovnakým spôsobom ako je popísané vyššie. Povrchová teplota substrátu bola v rozmedzí 180 °C do 230 °C. Vek kompozície je uvedený v nasledujúcej tabuľke. Táto tabuľka rovnako ukazuje štvorbodovú pevnosť v ohybe skúšaných vzoriek.
Štvorbodová pevnosť v ohybe za použitia roztoku MTMO s koncentráciou 15 % hmotnostných.
31055/H
Vek kompozície (hodiny) Ošetrenie vzorky Štvorbodová pevnosť v ohybe a (S.D.1) (MPa)
3 plné ponorenie 57,9 (11,0)
3 iba hrany 63,4 (26,8)
neošetrené 43,4 (8,9)
22 plné ponorenie 63,4 (15,1)
22 iba hrany 86,8 (32,4)
neošetrené 36,5 (2,1)
1 S.D. = (n-1) smerodajná odchýlka
Príklad 5
Vzorky sodnovápenatého skla s rozmermi 89 x 51 milimetrov sa pripravili rovnakým spôsobom ako je uvedené v príklade 2. Vodný roztok VTMO s koncentráciou 15 % hmotnostných sa pripravil pridaním 7,5 gramov VTMO (šarža # 81246 od Húls Petrarch Systems) do 42,5 gramov vodného roztoku kyseliny octovej s pH 3,3 pri teplote miestnosti. Táto kompozícia sa mechanicky trepala po dobu 15 minút. Pre zlepšenie rozliatia kompozície sa pridalo malé množstvo 0,03 gramov Silwetu L-7604 (Osi Specialties). Roztok sa fázovo rozdelil behom 24 hodín pri teplote okolia. Polovica vzoriek sa ponorila do vodného roztoku VTMO s koncentráciou 15 % hmotnostných na dobu 2 minút, načo sa vybrala rovnakým spôsobom ako je uvedené v príklade 2 a tepelne vytvrdzovala po dobu 50 sekúnd medzi infračervenými vykurovacími panelmi. Druhá polovica vzoriek sa ošetrila iba na hranách kompozíciou nanesenou bavlneným aplikačným zmotkom a rovnako sa tepelne vytvrdzovala rovnakým spôsobom ako je popísané vyššie. Vek kompozície je uvedený v nasledujúcej tabuľke. Táto tabuľka rovnako ukazuje štvorbodovú pevnosť v ohybe skúšaných vzoriek.
Štvorbodová pevnosť v ohybe za použitia roztoku VTMO s koncentráciou 15 % hmotnostných
31055/H
Vek kompozície (hodiny) Ošetrenie vzorky Štvorbodová pevnosť v ohybe a (S.D.1) (MPa)
5 plné ponorenie 57,9 (6,9)
5 iba hrany 65,5 (9,6)
neošetrené 43,4 (8,96)
1 S.D. = (π-1) smerodajná odchýlka
Nevodné kompozície na spevŕtovanie hrán
Nasledujúce príklady ukazujú spevňujúci účinok hydrolyzovaných trialkoxysilánov. Stabilita roztokov niektorých alkyltríalkoxysilánov sa zlepši pridaním nevodných rozpúšťadiel a chelatačných činidiel. (Skúšali sa kompozície MTMO/TFPTMO/izopropanol).
Nasledujúce činidlá sa pridali za normálnych podmienok okolia do sklenenej nádoby, vybavenej skrutkovým uzáverom plastovým obložením:
3,9 gramov chemicky čistého izopropanolu (šarža # 3032KTRP, Mallinkrodt),
0,75 gramov MTMO (metyltrimetoxysilán šarža # 95E-0825, Gelest, Inc.),
0,02 gramov TFPTMO (3,3,3-trifluórpropyltrimetoxysilán, šarža # 120337, United Chemical Technologies) a 0,35 gramov vodného 1N roztoku kyseliny chlorovodíkovej. Získaná kompozícia sa mechanicky trepala po 15 minút pri okolitej teplote. (Kompozícia je stabilná po 2 dni, než začne oddeľovanie fáz). Kompozícia sa voľne naniesla na dve tretiny dĺžky odrezanej hrany čistej vzorky sodnovápenatého skla s hrúbkou 2,2 milimetra (266,7 x 51 milimetrov) pomocou bavlneného aplikačného zmotku pri veku kompozícii, uvedených v tabuľke ďalej. Vzorky sa tepelne vytvrdzovali po dobu 30 sekúnd pri nastavení infračervených panelov na teplotu 600 °C. Povrchová teplota bola v rozmedzí od 150 °C do 200 °C. Vzorky sa ochladili, rozrezali a zmerala sa ich štvorbodová pevnosť v ohybe, ako je popísané v príklade 1. Ziskané výsledky sú uvedené v nasledujúcej tabuľke.
Štvorbodová pevnosť v ohybe; roztok 15/0,25 % hmotnostných MTMO/TFPTMO v izopropanole.
31055/H
Vek kompozície (hodiny) Štvorbodová pevnosť v ohybe a (S.D.1) (MPa) Poznámka
1/2 77,9 (20,7) Kompozícia číra a homogénna
5 84,8 (18,6) dtto
24 93,8 (7,6) Kompozícia mierne zakalená
neošetrené 53,1 (4,1)
1 S.D. = (n-1) smerodajná odchýlka
Príklad 6
Nasledujúce činidlá sa pridali za normálnych okolných podmienok do sklenenej nádoby, vybavenej skrutkovým uzáverom s plastovým obložením:
3,9 gramov chemicky čistého izopropanolu (šarža # 3032KTRP, Mallinkrodt),
1,0 gram MTMO (metyltrimetoxysilán šarža # 95E-0825, Gelest, Inc.),
0,03 gramov TFPTMO (3,3,3-trifluórpropyltrimetoxysilán, šarža # 120337, United Chemical Technologies) a 0,7 gramov vodného roztoku kyseliny octovej s pH 3,2. Kompozícia sa mechanicky trepala počas 15 minút pri okolitej teplote. Táto kompozícia má značne zvýšenú stabilitu v porovnaní s kompozíciou, popísanou v príklade 5. Kompozícia sa voľne naniesla na dve tretiny dĺžky hrán čistej vzorky sodnovápenatého skla s hrúbkou 2,2 milimetrov (51 x 266,7 milimetrov) pomocou bavlneného aplikačného zmotku, pričom vek jednotlivých kompozícii je uvedený v nasledujúcej tabuľke. Vzorky sa tepelne vytvrdzovali po dobu 40 sekúnd pri nastavení infračervených panelov na teplotu 600 °C. Povrchová teplota bola v rozmedzí od 170 °C do 210 °C. Vzorky sa ochladili, rozrezali a zmerala sa ich štovrbodová pevnosť v ohybe rovnakým spôsobom ako je popísané v príklade 1. Získané výsledky sú uvedené v nasledujúcej tabuľke.
Štvorbodová pevnosť v ohybe; roztok 15/0,25 % hmotnostných MTMO/TFPTMO v izopropanole
31055/H
Vek kompozície (dni) Štvorbodová pevnosť v ohybe a (S.D.1) (MPa) Poznámka
7 73,1 (7,6) Kompozícia čira a homogénna
31 88,9 (13,8) detto
neošetrené 57,9 (6,9)
1 S.D. = (n-1) smerodajná odchýlka
Príklad 7
Nasledujúce činidlá sa pridali za normálnych okolitých podmienok do sklenenej nádoby vybavenej skrutkovým uzáverom s plastovým obložením:
3,5 gramov chemicky čistého izopropanolu (šarža # 3032KTRP, Mallinkrodt),
1,0 gram MTMO (metyltrimetoxysilán šarža # 95E-0825, Gelest, Inc.),
0,03 gramov TFPTMO (3,3,3-trifluórpropyltrímetoxysilán, šarža # 120337, United Chemical Technologies) a 0,5 gramov vodného 1 N roztoku kyseliny chlorovodíkovej a okrem toho 0,02 gramov Ni(AcAc)2 (acetylacetonát nikelnatý, šarža #206 od ROC/RIC Research Corp.) ako stabilizátora. Kompozícia sa mechanicky trepala počas 15 minút pri okolitej teplote. Táto kompozícia má značne zvýšenú stabilitu v porovnaní s kompozíciou popísanou v príklade 5. Kompozícia sa voľne naniesla na dve tretiny dižky hrán čistej vzorky sodnovápenatého skla s hrúbkou 2,2 milimetrov (266,7 x 51 milimetrov) pomocou bavlneného aplikačného zmotku, pričom vek kompozície je uvedený v nasledujúcej tabuľke. Vzorky sa tepelne vytvrdzovali po dobu 40 sekúnd pri nastavení infračervených panelov na teplotu 600 °C. Povrchová teplota bola v rozmedzí od 170 °C do 210 °C. Vzorky sa ochladili, rozrezali a zmerala sa ich štvorbodová pevnosť v ohybe, čo bolo vykonané rovnakým spôsobom ako v príklade 1. Získané výsledky sú uvedené v nasledujúcej tabuľke.
Štvorbodobá pevnosť v ohybe; roztok 15/0,25 % hmotnostných MTMO/TFPTMO v izopropanole
31055/H
Vek kompozície Štvorbodová pevnosť Poznámka
(dni) v ohybe a (S.D.1) (MPa)
4 67,5 (11,0) Kompozícia číra a homogénna
31 91,7(22,7) dtto
neošetrené 58,6 (7,6)
1 S.D. = (n-1) smerodajná odchýlka
Príklad 8
Nasledujúce činidlá sa pridali za normálnych okolitých podmienok do sklenenej nádoby vybavenej skrutkovým uzáverom s plastovým obložením :
0,8 gramov deionizovanej vody,
0,4 gramov chemicky čistého acetónu a 2,0 gramy Cymelu® 385 (približne 80 % metylovaný melaminformaldehyd, šarža # 11464 od Cytec Industries). Kompozícia s koncentráciou 50 % hmotnostných sa voľne naniesla na dve tretiny dĺžky hrán vzorky čistého sodnovápenatého skla s hrúbkou 2,2 milimetrov (51 x 266,7 milimetrov) pomocou bavlneného aplikačného zmotku. Vzorky sa tepelne vytvrdzovali po dobu 30 sekúnd pri nastavení infračervených panelov na teplotu 600 °C. Povrchová teplota bola v rozmedzí od 150 °C do 200 °C. Vzorky sa ochladili, rozrezali na skúšobné telieska s rozmerom 51 x 89 milimetrov a zmerala sa ich štvorbodová pevnosť v ohybe. Ošetrené vzorky preukázali strednú štvorbodovú pevnosť v ohybe 89,6 MPa so smerodajnou odchýlkou 18,6 MPa. Neošetrené vzorky, tepelne vytvrdené, preukázali strednú štvorbodovú pevnosť v ohybe 41,4 MPa so smerodajnou odchýlkou 4,2 MPa.
Príklad 9
Nasledujúce činidlá sa pridali za normálnych okolitých podmienok do sklenenej nádoby, vybavenej skrutkovým uzáverom s plastovým obložením :
0,8 gramov chemicky čistého acetónu,
0,4 gramov Vestigonu® BF 1530 (trimér izoferondiizokyanátu, blokovaný ekaprolaktamom, HOls AG)
31055/H a 0,25 gramov Jeffaminu® T-403 (polyamín, Texaco Chemical Co). Výsledná kompozícia s koncentráciou 28 % hmotnostných BF1530 a 17 % hmotnostných T403 sa voľne naniesla na dve tretiny dĺžky hrán vzorky čistého sodnovápenatého skla s hrúbkou 2,2 milimetrov (51 x 266,7 milimetrov) pomocou bavlneného aplikačného zmotku. Tieto vzorky sa tepelne vytvrdzovali po dobu 60 sekúnd pri nastavení infračervených panelov na teplotu 600 °C. Povrchová teplota bola v rozmedzí od 200 °C do 270 °C. Vzorky sa ochladili na teplotu miestnosti, rozrezali na skúšeobné telieska s veľkosťou 51 x 89 milimetrov a zmerala sa ich štvorbodová pevnosť v ohybe. Ošetrené vzorky preukázali strednú štvorbodovú pevnosť v ohybe
99.2 MPa so smerodajnou odchýlkou 12,4 MPa. Neošetrené vzorky, tepelne vytvrdené, preukázali strednú štvorbodovú pevnosť v ohybe 53,1 MPa so smerodajnou odchýlkou 2,8 MPa.
Príklad 10
Nasledujúce činidlá sa pridali za normálnych okolitých podmienok do sklenenej nádoby, vybavenej skrutkovým uzáverom s plastovým obložením:
0,8 gramov chemicky čistého acetónu,
0,4 gramov Vestigonu® BF 1300 (oligomér izoferondiizokyanátu vnútorne blokovaný e-kaprolaktamom, HOls AG) a 0,2 gramov APS (4-aminofenylsulfon, Aldrich Chemical Co.). Výsledná kompozícia s koncentráciou 29 % hmotnostných BF 1300 a 14 % hmotnostných APS sa voľne naniesla na dve tretiny dĺžky hrán vzorky čistého sodnovápenatého skla s hrúbkou
2.2 milimetrov (51 x 266,7 milimetrov) pomocou bavlneného aplikačného zmotku. Vzorky sa tepelne vytvrdzovali po dobu 60 sekúnd pri nastavení infračervených panelov na teplotu 600 °C. Povrchová tepota bola v rozmedzí od 200 °C do 270 *C. Vzorky sa ochladili na teplotu miestnosti, rozrezali na skúšobné telieska s rozmerom 51 x 89 milimetrov a zmerala sa ich štvorbodová pevnosť v ohybe. Ošetrené vzorky preukázali strednú štvorbodovú pevnosť v ohybe 90,3 MPa so smerodajnou odchýlkou 4,1 MPa. Neošetrené vzorky, tepelne vytvrdené, preukázali strednú štvorbodovú pevnosť v ohybe 41,4 MPa so smerodajnou odchýlkou 2,1 MPa.
Príklad 11
Nasledujúce činidlá sa pridali za normálnych okolitých podmienok do
31055/H sklenenej nádoby, vybavenej skrutkovým uzáverom s plastovým obložením :
4,0 gramov chemicky čistého acetónu,
2,0 gramy Vestigonu® BF 1300 (oligomér izoferondiizokyanátu, blokovaný ekaprolaktamom, HQIs AG). Výsledná kompozícia s 33 % hmotnostnými BF 1300 sa voľne naniesla na dve tretiny dižky hrán vzorky čistého sodnovápenatého skla s hrúbkou 2,2 milimetrov (51 x 266,7 milimetrov) pomocou bavlneného aplikačného zmotku. Vzorky sa tepelne vytvrdzovali po dobu 60 sekúnd pri nastavení infračervených panelov na teplotu 600 °C. Povrchová tepota bola v rozmedzí od 200 °C do 270 °C. Vzorky sa ochladili na teplotu miestnosti, rozrezali na skúšobné telieska s rozmerom 51 x 89 milimetrov a zmerala sa ich štvorbodová pevnosť v ohybe. Ošetrené vzorky preukázali strednú štvorbodovú pevnosť v ohybe 105,5 MPa so smerodajnou odchýlkou 2,1 MPa. Neošetrené vzorky, tepelne vytvrdené, preukázali strednú štvorbodovú pevnosť v ohybe 48,2 MPa so smerodajnou odchýlkou 5,6 MPa.
Príklad 12
Nasledujúce činidlá s pridali za normálnych okolitých podmienok do sklenenej nádoby, vybavenej skrutkovým uzáverom s plastovým obložením:
4,0 gramy chemicky čistého acetónu,
2,0 gramy APS (4-aminofenylsulfon, Aldrich Chemical CO.),
3,0 gramy Eponu® 825 (epoxyživice Shell Chemical Co.).
3,0 gramy GPTMO (3-glycidoxypropyltrimetoxysilán, HQIs Petrarch Systems, Inc.). Výsledná kompozícia s koncentráciou 25 % hmotnostných Eponu 825, 25 % hmotnostných GPTMO a 16 % hmotnostných APS so voľne naniesla na dve tretiny dižky hrán vzorky čistého sodnovápenatého skla s hrúbkou 2,2 milimetrov (51 x 266,7 milimetrov) pomocou bavlneného aplikačného zmotku. Vzorky sa tepelne vytvdzovali po dobu 60 sekúnd pri nastavení infračervených panelov na teplotu 600 °C. Povrchová teplota bola v rozmedzí od 200 °C do 270 ”C. Vzorky sa ochladili na teplotu miestnosti, rozrezali na skúšobné telieska 51 x 89 milimetrov a zmerala sa ich štvorbodová pevnosť v ohybe. Ošetrené vzorky preukázali strednú štvorbodovú pevnosť v ohybe 117,2 MPa so smerodajnou odchýlkou 13,8 MPa. Neošetrené vzorky, tepelne vytvrdené, preukázali strednú štvorbodovú pevnosť v ohybe 48,2 MPa so smerodajnou odchýlkou 6,9 Mpa.
3I055/H
Zoznam vzťahových značiek
- čiara podľa ktorej bola vzorka zlomená 4 - čiara zodpovedajúca narezanému povrchu 6 -hrana
- oceľové podperné tyče
- zaťažovacia doska
- časť predstavujúca plochý predmet (vzorka skla)
- oceľové tyče
- oceľová doska
- hlavný povrch vzorky skla
- zvislé zaťaženie
31055/H

Claims (28)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Spôsob spevňovania krehkého oxidového predmetu, kde je uvedený predmet tvarovaný tak, aby mal spoň dva všeobecne rovnobežné hlavné povrchy, aspoň jeden menši hranový povrch a mal pomer plochy hlavného povrchu k ploche menšieho povrchu aspoň 10 a kde je každý hlavný povrch spojený s aspoň jedným malým hranovým povrchom, vyznačujúci sa tým, že sa
    a) povlečie menší hranový povrch predmetu spevňujúcou kompozíciou pre krehké oxidové predmety, bez toho aby sa povlieklo aspoň 90 % plochy hlavných povrchov predmetu uvedenou spevňujúcou kompozíciou; a
    b) povlak vytvrdí za vzniku spevňujúcej vrstvy v podstate obmedzenej na povrch hrany predmetu.
  2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že krehkým oxidovým predmetom je ploché sklo, vyrobené vyrezaním predmetu z väčšej tabule plochého skla a spevňujúca kompozícia reaguje so sklom a je schopná znovu spevniť sklo aspoň o 20 % v porovnaní s pevnosťou odrezaného plochého skla.
  3. 3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že plochým sklom je tabuľa skla pravouhlého tvaru, ktorá má dva hlavné povrchy a štyri menšie povrchy hrán.
  4. 4. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že plochým sklom je tabuľa skla s kruhovým alebo eliptickým tvarom, ktorá má dva hlavné povrchy a jeden menší povrch hrany.
  5. 5. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že krehkým oxidovým predmetom je všeobecne trubicovo tvarovaný sklenený predmet, ktorý má dva hlavné povrchy a dva menšie povrchy hrán.
  6. 6. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že krehkým oxidovým predmetom je sklenený predmet tvaru banky, ktorý má dva hlavné povrchy a jeden
    31055/H menší povrch hrany.
  7. 7. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že spevňujúcou kompozíciou je roztok, pripravený kombináciou rozpúšťadla a kompozície na základe silánu, schopný spevniť sklo.
  8. 8. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že rozpúšťadlom je voda.
  9. 9. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým, že kompozíciou na báze silánu je hydrolyzovateľný silán.
  10. 10. Spôsob podľa nároku 9, vyznačujúci sa tým, že kompoziciou na báze silánu je zmes 2-(3,4-epoxycyklohexyl)etyltrimetoxysilánu a povrchovo aktívneho činidla vo vode, ktoré má kyslé pH.
  11. 11. Spôsob podľa nároku 10, vyznačujúci sa tým, že sa na vršok vytvrdenej spevňujúcej kompozície ďalej nanáša dodatočný povlak.
  12. 12. Spôsob podľa nároku 10, vyznačujúci sa tým, že uvedený dodatočný povlak dodáva uvedenému predmetu odolnosť proti nárazu.
  13. 13. Spôsob podľa nároku 10, vyznačujúci sa tým, že uvedený dodatočný povlak je vo vode nerozpustný a dodáva spevňujúcej vrstve odolnosť proti vlhkosti.
  14. 14. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci satým, že spevňujúca kompozícia pri vytvrdzovaní chemicky reaguje s krehkým oxidovým substrátom.
  15. 15. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že uvedenou spevňujúcou kompozíciou je aminoplast.
  16. 16. Krehký oxidový predmet so zlepšenými vlastnosťami vyznačujúci sa tým, že uvedený predmet je tvarovaný tak, aby mal aspoň dva všeobecne rovnobežné hlavné povrchy a aspoň jeden menší hranový povrch a mal pomer
    31055/H plochy hlavného povrchu k ploche menšieho povrchu aspoň 10, a kde je každý hlavný povrch spojený s aspoň jedným menším hranovým povrchom, a kde zdokonalenie zahrňuje povlečenie aspoň jedného menšieho hranového povrchu predmetu spevňujúcou kompozíciou pre krehké oxidové predmety a aspoň 90 % plochy hlavných povrchov predmetov je bez uvedenej spevňujúcej kompozície.
  17. 17. Predmetom podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že krehkým oxidovým predmetom je tabuľa skla pravouhlého tvaru, ktorá má dva hlavné povrchy a štyri menšie povrchy hrán.
  18. 18. Predmet podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že krehkým oxidovým predmetom je tabuľa skla s kruhovým alebo eliptickým tvarom, ktorá má dva hlavné povrchy a jeden menší povrch hrany.
  19. 19. Predmet podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že krehkým oxidovým predmetom je všeobecne trubicovo tvarovaný sklenený predmet, ktorý má dva hlavné povrchy a dva menšie povrchy hrán.
  20. 20. Predmet podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že krehkým oxidovým predmetom je sklenený predmet tvaru banky, ktorý má dva hlavné povrchy a jeden menší povrch hrany.
  21. 21. Predmet podľa nároku 15, vyznačujúci a tým, že krehkým oxidovým predmetom je sklenený predmet so zakrivenými hlavnými povrchmi, ktorý je tvarovaný ako okenné sklo pre automobil.
  22. 22. Predmet podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že na vrchu spevňujúcej kompozície má ďalší druhý povlak.
  23. 23. Predmet podľa nároku 21, vyznačujúci sa tým, že uvedený druhý povlak je vo vode nerozpustný a uvedenému vytvrdenému spevňujúcemu povlaku dodáva odolnú bariéru proti vode.
    31055/H
  24. 24. Predmet podľa nároku 21, vyznačujúci sa tým, že uvedený druhý povlak je ohybný a predmetu dodáva odolnosť proti nárazu.
  25. 25. Krehký oxidový predmet, povlečený silánom, ktorý má všeobecne rovnobežne hlavné povrchy a aspoň jeden menši povrch hrany, kedy pomer plochy hlavných povrchov k ploche menšieho povrchu je aspoň 10 a kedy každý hlavný povrch je spojený s aspoň jedným menším povrchom a kde je na aspoň jednej hrane krehkého oxidového substrátu vytvrdená spevňujúca vrstva, pričom je aspoň 90 % hlavného povrchu bez spevňujúcej vrstvy, kde uvedená vrstva je z polymerizovaného i · zosieteného siloxánu, ktorá je vytvorená zvodnej kompozície na báze silánu v podstate bez organického rozpúšťadla a silán je zvolený zo skupiny, zahrňujúcej ’ ’ MPTMO, GPTMO, VTMO, CETMO, MTMO, DMPTMO,
    3-ureidopropyltrimetoxysilán,
    1.2- bis(trimetoxysilyl)etán,
    1.2- bis-(trimetoxysilylpropoxy)etán,
    5,6-epoxyhexaltrometoxysilán, amid kyseliny N-(trimetoxysilylpropyl)maleinovej, ich hydrolyzované formy a ich zmesi.
  26. 26. Predmet podľa nároku 24, vyznačujúci sa tým, že substrátom je sklo.
  27. 27. Okenná zostava, vyznačujúca sa tým, že má rám a aspoň jednu okennú tabuľu, upevnenú v uvedenom ráme, kde zlepšenie spočíva vtom, že okennou tabuľou je spevnený sklenený predmet podľa nároku 15.
    i
  28. 28. Okenná zostava, vyznačujúca sa tým, že má rám a aspoň jednu okennú *
    tabulu, upevnenú v uvedenom ráme, kde zlepšenie spočíva vtom, že okennou tabuľou je spevnený sklenený predmet podľa nároku 25.
SK1231-98A 1997-09-08 1998-09-07 Spôsob spevňovania krehkého oxidového predmetu a krehký oxidový predmet SK287503B6 (sk)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US5827397P 1997-09-08 1997-09-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK123198A3 true SK123198A3 (en) 2000-02-14
SK287503B6 SK287503B6 (sk) 2010-12-07

Family

ID=22015773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK1231-98A SK287503B6 (sk) 1997-09-08 1998-09-07 Spôsob spevňovania krehkého oxidového predmetu a krehký oxidový predmet

Country Status (30)

Country Link
US (1) US6120908A (sk)
EP (1) EP0939747B1 (sk)
JP (1) JP2002500615A (sk)
KR (1) KR100513916B1 (sk)
CN (1) CN1137063C (sk)
AR (1) AR013476A1 (sk)
AT (1) ATE494267T1 (sk)
AU (1) AU745475B2 (sk)
BR (1) BR9806167A (sk)
CA (1) CA2270170C (sk)
CO (1) CO5050269A1 (sk)
CZ (1) CZ300955B6 (sk)
DE (1) DE69842083D1 (sk)
EG (1) EG22579A (sk)
ES (1) ES2358870T3 (sk)
HU (1) HU229176B1 (sk)
ID (1) ID22123A (sk)
IL (1) IL129703A0 (sk)
MY (1) MY126557A (sk)
NZ (1) NZ335827A (sk)
PE (1) PE115798A1 (sk)
PL (1) PL194038B1 (sk)
PT (1) PT939747E (sk)
RU (1) RU2237625C2 (sk)
SA (1) SA99191153A (sk)
SK (1) SK287503B6 (sk)
TR (1) TR199900988T1 (sk)
TW (1) TW546262B (sk)
WO (1) WO1999012859A1 (sk)
ZA (1) ZA988140B (sk)

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4646453B2 (ja) * 2001-07-16 2011-03-09 コクヨ株式会社 間仕切り
US6606837B2 (en) 2001-08-28 2003-08-19 Cardinal Ig Methods and devices for simultaneous application of end sealant and sash sealant
US6793971B2 (en) * 2001-12-03 2004-09-21 Cardinal Ig Company Methods and devices for manufacturing insulating glass units
CN100387965C (zh) * 2005-04-25 2008-05-14 中国建筑第八工程局有限公司 挤塑聚苯乙烯泡沫塑料保温板弯曲性能试验方法
JP5638754B2 (ja) * 2005-07-07 2014-12-10 アーケマ・インコーポレイテッド 脆性酸化物基材を耐候性塗膜で強化する方法
US8673163B2 (en) 2008-06-27 2014-03-18 Apple Inc. Method for fabricating thin sheets of glass
US7810355B2 (en) * 2008-06-30 2010-10-12 Apple Inc. Full perimeter chemical strengthening of substrates
CN102388003B (zh) 2009-03-02 2014-11-19 苹果公司 用于强化用于便携式电子设备的玻璃盖的技术
JP2012527399A (ja) * 2009-05-21 2012-11-08 コーニング インコーポレイテッド 機械的耐久性エッジを有する薄型基材
JP5541657B2 (ja) * 2009-07-01 2014-07-09 株式会社ディスコ 目立てボード
US20110023548A1 (en) 2009-07-29 2011-02-03 Garner Sean M Glass substrate comprising an edge web portion
GB2475308B (en) 2009-11-16 2015-09-09 Belron Hungary Kft Zug Branch Glazing panel conditioning
CA2779507C (en) * 2009-12-08 2016-02-02 National Oilwell Varco, L.P. Corrosion testing apparatus and methods
US9778685B2 (en) 2011-05-04 2017-10-03 Apple Inc. Housing for portable electronic device with reduced border region
US9213451B2 (en) 2010-06-04 2015-12-15 Apple Inc. Thin glass for touch panel sensors and methods therefor
US10189743B2 (en) 2010-08-18 2019-01-29 Apple Inc. Enhanced strengthening of glass
US8824140B2 (en) 2010-09-17 2014-09-02 Apple Inc. Glass enclosure
US9725359B2 (en) 2011-03-16 2017-08-08 Apple Inc. Electronic device having selectively strengthened glass
US10781135B2 (en) 2011-03-16 2020-09-22 Apple Inc. Strengthening variable thickness glass
US9128666B2 (en) 2011-05-04 2015-09-08 Apple Inc. Housing for portable electronic device with reduced border region
US9944554B2 (en) 2011-09-15 2018-04-17 Apple Inc. Perforated mother sheet for partial edge chemical strengthening and method therefor
US9516149B2 (en) 2011-09-29 2016-12-06 Apple Inc. Multi-layer transparent structures for electronic device housings
US10144669B2 (en) 2011-11-21 2018-12-04 Apple Inc. Self-optimizing chemical strengthening bath for glass
US10133156B2 (en) 2012-01-10 2018-11-20 Apple Inc. Fused opaque and clear glass for camera or display window
US8684613B2 (en) 2012-01-10 2014-04-01 Apple Inc. Integrated camera window
US8773848B2 (en) 2012-01-25 2014-07-08 Apple Inc. Fused glass device housings
US9499434B1 (en) 2012-08-31 2016-11-22 Owens-Brockway Glass Container Inc. Strengthening glass containers
US9946302B2 (en) 2012-09-19 2018-04-17 Apple Inc. Exposed glass article with inner recessed area for portable electronic device housing
TWI606986B (zh) 2012-10-03 2017-12-01 康寧公司 用於保護玻璃表面的物理氣相沉積層
JP2016506349A (ja) * 2012-11-28 2016-03-03 コーニング インコーポレイテッド ガラス縁部をコーティングするための方法及びシステム
US9090503B2 (en) 2012-12-28 2015-07-28 Owens-Brockway Glass Container Inc. Coatings for enhancing glass strength
US9176039B2 (en) * 2013-02-28 2015-11-03 The Boeing Company Method and systems for determining hydrogen embrittlement
US9187364B2 (en) 2013-02-28 2015-11-17 Corning Incorporated Method of glass edge coating
US9459661B2 (en) 2013-06-19 2016-10-04 Apple Inc. Camouflaged openings in electronic device housings
US20150060401A1 (en) * 2013-08-29 2015-03-05 Corning Incorporated Method of edge coating a batch of glass articles
US9886062B2 (en) 2014-02-28 2018-02-06 Apple Inc. Exposed glass article with enhanced stiffness for portable electronic device housing
KR20180050452A (ko) 2016-11-04 2018-05-15 코닝 인코포레이티드 코팅 과정에서의 글래스 기반 제품의 마스킹 및 고정, 및 이에 의해 제조된 제품
US11795116B2 (en) * 2016-12-21 2023-10-24 Corning Incorporated Ceramic assembly and method of forming the same
US11649188B2 (en) 2017-08-18 2023-05-16 Corning Incorporated Coated cover substrates and electronic devices including the same

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1286516A (en) * 1968-12-10 1972-08-23 Brockway Glass Co Inc Method of strengthening glass and increasing the scratch resistance of the surface thereof
US3577256A (en) * 1969-06-26 1971-05-04 Owens Illinois Inc Scratch and abrasion resistant coatings for glass
JPS52102049A (en) * 1976-02-23 1977-08-26 Hoya Lens Co Ltd Method of keeping added strength of spectacle lens
US4224365A (en) * 1978-05-15 1980-09-23 Glass Containers Corporation Method of coating glass containers and product
DE3008096C2 (de) * 1980-03-03 1982-09-23 Jagenberg-Werke AG, 4000 Düsseldorf Vorrichtung zum Auftragen einer Kunststoffschicht auf Behälter
GB2171990B (en) * 1985-03-08 1988-12-07 Central Glass Co Ltd Method of strengthening glass article formed of float glass by ion exchange and strengthened glass article
DE3520318A1 (de) * 1985-06-07 1986-12-11 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zum ummanteln von glasscheibenkanten mit einem elastischen polyisocyanat-polyadditionsprodukt unter verwendung eines epoxidharz-haertersystems als haftvermittler
CA1333785C (en) * 1987-04-28 1995-01-03 Yutaka Hashimoto Method of increasing the dynamical strength of glass container
US5567235A (en) * 1990-08-30 1996-10-22 Elf Atochem North America, Inc. Method for strengthening a brittle oxide substrate, silane-based compositions, and a polymerized cross-linked siloxane coated brittle oxide substrate
GB9111261D0 (en) * 1991-05-24 1991-07-17 Univ Sheffield A method of strenghthening glass
RU2036175C1 (ru) * 1992-01-08 1995-05-27 Владимир Федорович Солинов Композиционное покрытие для защиты торцов изделий из листового стекла от ударных нагрузок
FR2706884B1 (sk) * 1993-06-22 1995-08-25 Saint Gobain Vitrage Int
US5486693A (en) * 1994-02-17 1996-01-23 Thermedics Detection Inc. Detection of turbid contaminants in containers by detecting scattered radiant energy

Also Published As

Publication number Publication date
DE69842083D1 (de) 2011-02-17
WO1999012859A1 (en) 1999-03-18
CN1137063C (zh) 2004-02-04
TW546262B (en) 2003-08-11
KR20000068937A (ko) 2000-11-25
EP0939747A1 (en) 1999-09-08
CZ164999A3 (cs) 1999-11-17
AU9213798A (en) 1999-03-29
US6120908A (en) 2000-09-19
SK287503B6 (sk) 2010-12-07
AR013476A1 (es) 2000-12-27
NZ335827A (en) 2000-06-23
ID22123A (id) 1999-09-09
AU745475B2 (en) 2002-03-21
IL129703A0 (en) 2000-02-29
JP2002500615A (ja) 2002-01-08
PE115798A1 (es) 1999-11-26
SA99191153A (ar) 2005-12-03
ES2358870T3 (es) 2011-05-16
TR199900988T1 (xx) 2001-03-21
CA2270170A1 (en) 1999-03-18
PL194038B1 (pl) 2007-04-30
HU229176B1 (en) 2013-09-30
CN1239467A (zh) 1999-12-22
ATE494267T1 (de) 2011-01-15
CZ300955B6 (cs) 2009-09-23
RU2237625C2 (ru) 2004-10-10
EP0939747B1 (en) 2011-01-05
CO5050269A1 (es) 2001-06-27
BR9806167A (pt) 1999-10-19
PT939747E (pt) 2011-04-06
HUP0401579A2 (hu) 2005-02-28
CA2270170C (en) 2007-11-06
EG22579A (en) 2003-04-30
MY126557A (en) 2006-10-31
ZA988140B (en) 1999-03-08
PL333136A1 (en) 1999-11-22
EP0939747A4 (en) 2004-05-12
KR100513916B1 (ko) 2005-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK123198A3 (en) Method for strengthening flat glass by coating the edges, brittle oxide substrate and window assembly
US20080199618A1 (en) Method of Strengthening a Brittle Oxide Substrate with a Weatherable Coating
US5567235A (en) Method for strengthening a brittle oxide substrate, silane-based compositions, and a polymerized cross-linked siloxane coated brittle oxide substrate
US6013333A (en) Method for strengthening a brittle oxide substrate
AU687082B2 (en) Brittle oxide substrates strengthened by cross-linkable silanes
EP0478154B1 (en) Method and means for incorporating functionality into an article, and the article so produced
Yoneda et al. Mechanical durability of water repellent glass
Wen et al. Edge-strengthening of flat glass with acrylate coatings

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees

Effective date: 20110907