стеклянное изделие с износостойким прозрачным покрытием, пригодным для наклеивания этикетки, и способ его получения

Формула изобретения

1. Стеклянное изделие с прозрачным износостойким покрытием, пригодным для наклеивания этикетки, образованным в результате нанесения на поверхность стеклянного изделия, по крайней мере, одного моноаминосилана и, по крайней мере, одного смазочного вещества, причем моноаминосилан соответствует общей формуле (I)



или в четвертичной форме - общей формуле (II)



где каждый из R₁ и R₂, которые являются одинаковыми или различными, обозначает водородный атом или алкилгруппу, содержащую от 1 до 4 углеродных атомов;

R₃ - линейная или разветвленная алкиленгруппа, содержащая 2-11 углеродных атомов, оксиалкилен- или полиоксиалкиленгруппа, содержащая от 2 до 4 углеродных атомов в алкиленовой цепи, причем эта оксиалкилен- или полиоксиалкиленгруппа соединяется с кремнием через углеродный атом;

R₄ обозначает алкилгруппу, содержащую 1-4 углеродных атома;

каждый из R₅ и R₆, которые являются одинаковыми или различными, обозначает алкилгруппу, содержащую 1-4 углеродных атомов, или еще группу -О-(С_nH_2nO)_b-R₄, в которой R₄ имеет указанное выше значение;

каждое из m и n, которые являются одинаковыми или различными, обозначает целое число 2, 3 или 4;

каждое из а и b, которые являются одинаковыми или различными, обозначает целое число 0, 1 или 2;

R₇ обозначает водородный атом или алкилгруппу, содержащую от 1 до 4 углеродных атомов и

Х^- - анион,

и в результате до, одновременной или последующей термообработки этого покрытия, которая состоит в доведении, по крайней мере, поверхности стеклянного изделия до температуры между 60 и 160^oС, причем сухое содержание моноаминосилана на используемой поверхности стекла составляет между 10^-4 и 510^-2 мг/см², а сухое содержание смазочного вещества на используемой поверхности стекла составляет между 510^-4 и 510^-2 мг/см².

2. Изделие по п.1, где R³ является линейной или разветвленной алкиленовой группой, содержащей 3-5 атомов углерода.

3. Изделие по п.1 или 2, отличающееся тем, что покрытие имеет сухое содержание моноаминосилана, нанесенного на используемую поверхность стекла, между 610^-3 и 510^-2 мг/см², и сухое содержание смазочного вещества, нанесенного на используемую поверхность стекла, между 210^-3 и 10^-2 мг/см².

4. Изделие по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что покрытие получено в результате указанного нанесения и одновременной или последующей термообработки, которая состоит в доведении, по крайней мере, поверхности стеклянного изделия до температуры между 80 и 150^oС.

5. Изделие по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что моноаминосилан соответствует общим формулам (I) или (II), в которых R₁ и R₂, которые являются одинаковыми или различными, обозначают водородный атом или метилгруппу; R₃ - пропилен-, бутилен- или изопропиленгруппа; R₄ обозначает метил- или этилгруппу; каждый из R₅ и R₆, которые являются одинаковыми или различными, обозначает метил- или этилгруппу или еще группу -О-(С_nН_2nО)_b-R₄, m и n обозначают целое число 2 или 3; а и b обозначают целое число 0, 1 или 2; R₇ - водородный атом или метилгруппа и Х^- -хлорид-, бромид-, сульфат- или метилсулфат-анион.

6. Изделие по п.5, отличающееся тем, что моноаминосилан выбирается из группы, состоящей из 3-аминопропилтриметоксисилана, 3-аминопропилтриэтоксисилана, 4-аминобутилтриметоксисилана, N-метил-3-аминопропилтриметоксисилана и 3-аминопропилтрис(2-метоксиэтокси-этокси)силана.

7. Изделие по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что смазочное вещество выбирается из группы, состоящей из олеиновой кислоты, стеарата натрия, стеарата аммония, длинноцепочечного алкил-аминацетата, полиэтиленгликоля, полиолефина или смеси этих веществ.

8. Изделие по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что смазочным веществом является возможно окисленный или частично окисленный полиолефин.

9. Изделие по п.8, отличающееся тем, что окисленный или частично окисленный полиолефин является окисленным или частично окисленным полиэтиленом.

10. Изделие по п.9, отличающееся тем, что полиэтилен имеет средневесовую молекулярную массу между 1000 и 15000.

11. Изделие по любому из пп.1-10, отличающееся тем, что выполнено в виде стеклянной бутыли.

12. Изделие по п. 11, отличающееся тем, что бутыль является повторно используемой бутылью.

13. Способ получения стеклянного изделия с прозрачным износостойким покрытием, отличающийся тем, что наносят на поверхность стеклянного изделия, по крайней мере, один моноаминосилан и, по крайней мере, одно смазочное вещество, причем моноаминосилан соответствует общей формуле (I)



или в четвертичной форме - общей формуле (II)



где каждый из R₁ и R₂, которые являются одинаковыми или различными, обозначает водородный атом или алкилгруппу, содержащую от 1 до 4 углеродных атомов;

R₃ - линейная или разветвленная алкиленгруппа, содержащая 2-11 углеродных атомов, или еще оксиалкилен- или полиоксиалкиленгруппа, содержащая от 2 до 4 углеродных атомов в алкиленовой цепи, причем эта оксиалкилен- или полиоксиалкиленгруппа связана с кремнием через углеродный атом;

R₄ обозначает алкилгруппу, содержащую 1-4 углеродных атома;

каждый из R₅ и R₆, которые являются одинаковыми или различными, обозначает алкилгруппу, содержащую 1-4 углеродных атомов, или еще группу -О-(С_nH_2nO)_b-R₄, в которой R₄ имеет указанное выше значение;

каждое из m и n, которые являются одинаковыми или различными, обозначает целое число 2, 3 или 4;

каждое из а и b, которые являются одинаковыми или различными, обозначает целое число 0, 1 или 2;

R₇ обозначает водородный атом или алкилгруппу, содержащую от 1 до 4 углеродных атомов и

Х^- - анион,

и осуществляют до, одновременно с этим нанесением или после этого нанесения термообработку посредством того, что доводят, по крайней мере, поверхность стеклянного изделия до температуры между 60 и 160^oС и получают покрытие, в котором содержание сухого моноаминосилана, нанесенного на используемую поверхность стекла, составляет между 10^-4 и 510^-2 мг/см², и содержание сухого смазочного вещества, нанесенного на используемую поверхность стекла, составляет между 510^-4 и 510^-2 мг/см².

14. Способ по п.13, где R³ является линейной или разветвленной алкиленовой группой, содержащей 3-5 атомов углерода.

15. Способ по п.13 или 14, отличающийся тем, что осуществляют термообработку до, одновременно с или после указанного нанесения посредством того, что доводят, по крайней мере, поверхность стеклянного изделия до температуры между 80 и 150^oC.

16. Способ по п.13 или 15, отличающийся тем, что получают покрытие, в котором содержание сухого моноаминосилана, нанесенного на используемую поверхность стекла, составляет между 610^-3 и 510^-2 мг/см², и содержание сухого смазочного вещества, нанесенного на используемую поверхность стекла, составляет между 510^-4 и 510^-2 мг/см².

17. Способ по любому из пп.13-16, отличающийся тем, что водную композицию моноаминосилана и смазочного вещества наносят в одну стадию на стеклянную поверхность.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что композицию наносят на стеклянную поверхность, которая находится при температуре между 60 и 160^oС, предпочтительно между 80 и 150^oС.

19. Способ по п.17, отличающийся тем, что композицию наносят на стеклянную поверхность при температуре ниже 60^oС, а затем проводят термообработку путем нагревания, по крайней мере, стеклянной поверхности до температуры между 60 и 160^oС, предпочтительно, между 80 и 150^oС.

20. Способ по любому из пп.13-15, отличающийся тем, что водный раствор моноаминосилана наносят на первой стадии, а водную композицию смазочного вещества - на второй стадии.

21. Способ по п.20, отличающийся тем, что водный раствор моноаминосилана наносят на поверхность стекла, которая находится при температуре между 60 и 160^oС, предпочтительно между 80 и 150^oС, а затем наносят водную композицию смазочного вещества, причем стеклянная поверхность находится при температуре между 60 и 160^oС, предпочтительно между 80 и 150^oС.

22. Способ по п. 20, отличающийся тем, что a) сначала водный раствор моноаминосилана наносят на поверхность стекла при температуре ниже 60^oC; b) затем, по крайней мере, поверхность стекла нагревают до температуры между 60 и 160^oС, предпочтительно между 80 и 150^oС; и c) наносят водную композицию смазочного вещества, причем, по крайней мере, стеклянную поверхность нагревают до температуры между 60 и 160^oС, предпочтительно между 80 и 150^oС, до или после нанесения водной композиции смазочного вещества.

23. Способ по п.20, отличающийся тем, что водный раствор моноаминосилана и водную композицию смазочного вещества наносят друг за другом при температуре ниже 60^oС, а затем проводят термообработку путем нагревания, по крайней мере, стеклянной поверхности до температуры между 60 и 160^oС, предпочтительно между 80 и 150^oС.

24. Способ по любому из пп.13-23, отличающийся тем, что используют, по крайней мере, один моноаминосилан, соответствующий общим формулам (I) или (II), в которых R₁ и R₂, которые являются одинаковыми или различными, обозначают водородный атом или метилгруппу, R₃ - пропилен-, бутилен- или изопропиленгруппа; R₄ обозначает метил- или этилгруппу; каждый из R₅ и R₆, которые являются одинаковыми или различными, обозначает метил- или этилгруппу, или еще группу -О-(С_nН_2nО)_b-R₄; m и n обозначают целое число 2 или 3; а и b обозначают число 0, 1 или 2, R₇ - водородный атом или метилгруппа, а Х^- - хлорид-, бромид-, сульфат- или метилсульфат-анион.

25. Способ по п. 24, отличающийся тем, что моноаминосилан выбирают из группы, состоящей из 3-аминопропилтриметоксисилана, 3-аминопропилтриэтоксисилана, 4-аминобутилтриметоксисилана, N-метил-3-аминопропилтриметоксисилана и 3-аминопропилтрис(2-метоксиэтоксиэтокси)силана.

26. Способ по любому из пп.13-25, отличающийся тем, что компоненты моноаминосилан и смазочное вещество наносят в водной композиции, содержащей от 0,005 до 2 мас.%, предпочтительно от 0,01 до 1,5 мас.%, моноаминосилана и от 0,10 до 2 мас.%, предпочтительно от 0,15 до 1,5 мас.% смазочного вещества.

27. Способ по любому из пп.13-26, отличающийся тем, что смазочное вещество выбирают из группы, состоящей из олеиновой кислоты, стеарата натрия, стеарата аммония, длинноцепочечного алкиламинацетата, полиэтиленгликоля, полиолефина или смеси этих веществ.

28. Способ по любому из пп.13-27, отличающийся тем, что в качестве смазочного вещества используют возможно окисленный или частично окисленный полиолефин.

29. Способ по п. 28, отличающийся тем, что в качестве полиолефина используют окисленный или частично окисленный полиэтилен.

30. Способ по п.29, отличающийся тем, что используют полиэтилен, имеющий средневесовую молекулярную массу между 1000 и 15000.

31. Способ по любому из пп.27-30, отличающийся тем, что используют полиолефин в виде ионной или неионной водной эмульсии.

32. Способ по любому из пп.13-31, отличающийся тем, что термообработку выполняют с помощью термошкафа с горячим воздушным дутьем, с инфракрасным излучением или СВЧ.

33. Способ по любому из пп.13-18, 20 и 21, отличающийся тем, что термообработку осуществляют на выходе из печи для отжига стекла.

34. Способ по любому из пп.13-33, отличающийся тем, что покрытие наносят на поверхность стеклянной бутыли.

35. Способ по любому из пп.13-32, отличающийся тем, что покрытие наносят на поверхность повторно используемой стеклянной бутыли.

Приоритет по пунктам и признакам:

11.06.1996 по пп.1-35;

07.03.1997 - уточнения вышеуказанных признаков.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к изделиям из стекла, в частности, из полого стекла, содержащим покрытие, которое повышает их износостойкость, улучшает внешний вид (однородное, прозрачное и невидимое покрытие) и пригодно для приклеивания этикеток.

Стеклянные изделия, в частности, полое стекло, будучи обработанными, заполненными и возможно промытыми перед повторным использованием, могут ударяться друг о друга, вызывая повреждения, например, царапины, которые снижают их механическую прочность.

Обработка поверхности стеклянных изделий для улучшения их износостойкости, независимо от того, являются ли стеклянные изделия сухими или влажными, например, в результате промывки, хорошо известна.

Так, патент US 3438801 описывает обработку стеклянных бутылей для повышения их абразивостойкости путем нанесения на первой стадии при 150^oС водного раствора диаминосилана (3-(2-аминоэтил)аминопропилтриметоксисилана, называемого здесь DAMO), и на второй стадии при 140^oС - водной эмульсии полиэтилена в комбинации с олеатом калия.

На такие бутыли обычно приклеиваются этикетки и, следовательно, износостойкий слой, нанесенный на поверхность стекла, должен также обеспечивать хорошую приклеиваемость этикетки с помощью традиционных клеев, подобных казеину и декстрину. Для получения хорошей адгезии, а также соответствующей износостойкости патент US 3873352 описывает обработку поверхности стекла водной композицией, содержащей полиэтилениминпропилтриметоксисилан, который имеет молекулярную массу приблизительно 1400 (или смесь этого силана с диаминосиланом, DAMO), и полиэтилен, используемый в комбинации с олеатом калия.

Однако полученные таким способом слои оказываются мутными, что делает стеклянное изделие непригодным к использованию, и абразивостойкость которого во влажном состоянии является неудовлетворительной. К тому же некоторые из этих слоев не обеспечивают хорошую адгезию этикеток.

Поэтому были сделаны попытки образовать на стеклянных поверхностях покрытия, которые имеют хороший внешний вид, к которым легко приклеиваются этикетки и которые придают абразивостойкость в сухом и влажном состоянии.

Также был осуществлен поиск простого способа их получения, который может быть применен в промышленности, как на производственной линии, так и при повторном использовании стеклянных изделий, например, при повторном заполнении.

Стеклянные изделия согласно изобретению, которые имеют эти желаемые свойства, имеют покрытие, получаемое нанесением на стеклянную поверхность по крайней мере одного моноаминосилана и по крайней мере одного смазочного вещества, причем моноаминосилан (моноаминосиланы) соответствует общей формуле (1)



или в четвертичной форме - общей формуле (II)



где каждый из R₁ и R₂, которые являются одинаковыми или различными, обозначает водородный атом или алкил-группу, содержащую от 1 до 4 углеродных атомов;

- R₃ - линейная или разветвленная алкилен-группа, содержащая 2-11 углеродных атомов, в частности, 3-5 углеродных атомов, или оксиалкилен- или полиоксиалкилен-группа, содержащая от 2 до 4 углеродных атомов в алкиленовой цепи, причем эта оксиалкилен- или полиоксиалкилен-группа связана с кремнием через углеродный атом;

- R₄ обозначает алкил-группу, содержащую 1-4 углеродных атома;

- каждый из R₅ и R₆, которые являются одинаковыми или различными, обозначает алкил-группу, содержащую 1-4 углеродных атомов, или еще группу -О-(C_nH_2nO)_b-R₄, в которой R₄ имеет указанное выше значение;

- каждое из m и n, которые являются одинаковыми или различными, обозначает целое число 2, 3 или 4;

- каждое из а и b, которые являются одинаковыми или различными, обозначает целое число 0, 1 или 2;

- R₇ обозначает водородный атом или алкил-группу, содержащую от 1 до 4 углеродных атомов; и

- Х^- - анион, такой как хлорид, бромид, сульфат или метилсульфат.

В частности, в покрытии содержание сухого вещества моноаминосилана (моноаминосиланов), нанесенного на используемую поверхность стекла, составляет между 10^-4 мг/см² и 5х10^-2 мг/см² и, предпочтительно, 6х10^-3 мг/см² и 5х10^-2 мг/см², а содержание сухого вещества смазочного вещества (смазочных веществ), нанесенного на используемую поверхность стекла, составляет между 5х10^-4 мг/см² и 5х10^-2 мг/см² и, предпочтительно, между 2х10^-3 мг/см² и 10^-2 мг/см².

Термин "используемая поверхность" предназначается для обозначения поверхности стеклянного изделия, которая обычно подвергается износу и которая, соответственно, должна получить защитное покрытие.

В вышеприведенных формулах моноаминосиланов R₁ и R₂, которые являются одинаковыми или различными, предпочтительно, обозначают водородный атом или метил-группу; R₃ - например, пропилен-, бутилен-, изопропилен- и, предпочтительно, пропилен-группа, оксиэтилен-, оксипропилен-, оксибутилен-, или полиоксиэтилен-, полиоксипропилен-, или полиоксибутилен-группа, или полиоксиалкилен-группа, содержащая ряд различных оксиалкиленовых звеньев; R₄, предпочтительно, обозначает метил- или этил-группу; каждый из R₅ и R₆, которые являются одинаковыми или различными, предпочтительно, обозначает метил- или этил-группу, или еще группу -О-(С_nН_2nО)_b-R₄; m и n, предпочтительно, обозначают целое число 2 или 3; а и b, предпочтительно, обозначают целое число 0, 1 или 2; R₇ - предпочтительно, водородный атом или метил-группа; и Х^- - хлорид, бромид, сульфат или метилсульфат-анион.

Моноаминосиланами, которые являются особенно используемыми в изобретении, являются, например, 3-аминопропилтриметоксисилан, 3-аминопропилтриэтоксисилан, 4-аминобутилтриметоксисилан, N-метил-3-аминопропилтриметоксисилан и 3-аминопропилтрис(2-метоксиэтоксиэтокси)силан.

Смазочным веществом, используемым в изобретении, могут быть, преимущественно, олеиновая кислота, стеарат натрия, стеарат аммония, алкиламинацетат с длинной цепью (число углеродных атомов больше или равно 8), подобный талловому жиру или кокосу, полиэтиленгликоль, полиолефин или смесь этих продуктов. В частности, им является необязательно окисленный или частично окисленный полиолефин.

Окисленным или частично окисленным полиолефином могут быть, преимущественно, полиэтилен, полипропилен или полиизобутилен. Предпочтительным является полиэтилен.

Преимущественно, используется окисленный или частично окисленный полиэтилен, который имеет относительно низкую средневесовую молекулярную массу, например, между 1000 и 15000.

Способ получения этого стеклянного изделия состоит в нанесении на стеклянную поверхность моноаминосилана(ов) и смазочного вещества (смазочных веществ) и в термообработке их одновременно или последовательно.

Термообработка, предпочтительно, имеет место при температуре между 60^oС и 160^oС, и более конкретно, между 80^oС и 150^oС. При температурах, которые превышают 160^oС, полученные слои не обеспечивают хорошую адгезию этикеток, и оптическое качество покрытия является неудовлетворительным.

В частности, для получения покрытия с требуемыми свойствами достаточно нагреть, по крайней мере, стеклянную поверхность до температуры в указанном интервале, т.е. до температуры между 60^oС и 160^oС и, преимущественно, между 80^oС и 150^oС, до или после нанесения компонентов моноаминосилана(ов) и смазочного вещества (смазочных веществ). Температура поверхности может контролироваться любым подходящим способом, например, путем использования инфракрасного пирометра.

Описанный выше способ нанесения на стеклянную поверхность может быть осуществлен в одну стадию, причем моноаминосилан(ы) и смазочное вещество (смазочные вещества) присутствуют в одной композиции. Также можно нанести моноаминосилан(ы) на первой стадии, а затем смазочное вещество (смазочные вещества) - на второй стадии.

Образованное на поверхности стекла покрытие получается, например, из водных композиций моноаминосилана (моноаминосиланов) и смазочного вещества (смазочных веществ).

В частности, наносится ли покрытие в одну стадию или в две стадии, водные композиции, используемые для этих покрытий, могут содержать от 0,005 до 2 маc.%, предпочтительно, от 0,01 до 1,5 маc.% моноаминосилана (моноаминосиланов) и от 0,10 до 2 маc.%, предпочтительно, от 0,15 до 1,5 маc.% смазочного вещества (смазочных веществ).

Как указано выше, смазочным веществом является, преимущественно, необязательно окисленный или частично окисленный полиолефин. Он обычно имеет вид неионной или ионной водной эмульсии.

Нанесение покрытия на стеклянную поверхность может быть осуществлено любым подходящим способом, например, кистью или распылением, особенно, когда поверхность должна обрабатываться при высокой температуре, или распылением или погружением в водный раствор, когда поверхность обрабатывается при низкой температуре.

Композиция (композиции) могут распыляться на стеклянную поверхность любым подходящим средством и, в частности, при помощи пневматического распылительного устройства или распылительного устройства на основе ультразвука.

Когда покрытие наносится кистью, кисть пропитывается композицией и осадком, полученным осаждением компонентов в кислой среде.

Согласно одному варианту изобретения, водная композиция моноаминосилана (моноаминосиланов) и смазочного вещества (смазочных веществ) наносится в одну стадию. Эта композиция может быть нанесена прямо на стеклянную поверхность при температуре в указанном выше интервале, т.е. при температуре между 60^oС и 160^oС, преимущественно, между 80^oС и 150^oС. Термообработка является тогда одновременной.

Можно также наносить композицию моноаминосилана (моноаминосиланов) и смазочного вещества (смазочных веществ) на стеклянную поверхность, которая находится при температуре ниже 60^oС, например, при температуре окружающей среды или при более низкой температуре. Это тот случай, в частности, когда стеклянные изделия, например, бутыли, используются повторно. После нанесения на стеклянную поверхность компоненты обрабатываются путем нагревания, по крайней мере, стеклянной поверхности до температуры указанного выше интервала.

Другой вариант изобретения включает нанесение на стеклянную поверхность на первой стадии водного раствора моноаминосилана (моноаминосиланов) и на второй стадии - водного раствора смазочного вещества (смазочных веществ). Водный раствор моноаминосилана(ов) может быть нанесен непосредственно на стеклянную поверхность при температуре между 60^oС и 160^oС, а водная композиция смазочного вещества (смазочных веществ) затем наносится также при температуре между 60^oС и 160^oС. Между двумя нанесениями может быть необходимо нагревать обрабатываемое стеклянное изделие для того, чтобы, по крайней мере, стеклянная поверхность находилась при температуре, необходимой для нанесения водной композиции смазочного вещества (смазочных веществ), т.е. при температуре в указанном выше интервале.

Другой способ состоит в нанесении сначала водного раствора моноаминосилана(ов) на поверхность стекла, которая находится при температуре ниже 60^oС, например, при температуре окружающей среды, а затем в нагревании, по крайней мере, стеклянной поверхности до температуры между 60^oС и 160^oС, предпочтительно, между 80^oС и 150^oС и затем в нанесении водной композиции смазочного вещества (смазочных веществ). Для получения этого второго покрытия согласно изобретению, по крайней мере, стеклянная поверхность должна быть нагрета, если это необходимо, до температуры между 60^oС и 160^oС до или после нанесения этой водной композиции смазочного вещества (смазочных веществ).

Согласно другому варианту изобретения, водный раствор моноаминосилана(ов) и водная композиция смазочного вещества (смазочных веществ) наносятся друг за другом при температуре ниже 60^oС, а затем покрытие термообрабатывается при нагревании, по крайней мере, стеклянной поверхности до температуры между 60^oС и 160^oС.

Термообработка может быть осуществлена любым подходящим способом. В частности, она может иметь место на выходе из печи для обжига стекла (лера) в процессе изготовления стеклянных изделий. Она также может быть осуществлена в термошкафу с горячей воздушной продувкой, с инфракрасным облучением или СВЧ.

Когда нанесение компонентов моноаминосилана(ов) и смазочного вещества (смазочных веществ) имеет место на поверхности стекла при температуре выше 60^oС, предпочтительно, выше 80^oС, увеличение температуры для термообработки не требуется; в данном случае нанесение покрытия и термообработка выполняются одновременно.

Нанесение компонентов на поверхность стеклянных изделий при низкой температуре может обладать преимуществом, в частности, в случае повторного использования, с точки зрения повторно используемых изделий. Это нанесение может иметь место, например, после промывки этих изделий.

В неограничивающих примерах, которые иллюстрируют изобретение, стеклянные изделия (бутыли) помещаются на ротационное устройство, вращающееся со скоростью 75-130 об/мин, а покрытие наносится распылением.

Обработанные бутыли затем испытываются с определением их износостойкости в сухом и влажном состоянии, внешнего вида слоя и сцепляемости этикетки. Испытания являются следующими:

1. Износостойкость

Испытание состоит в помещении двух бутылей, которые были подвергнуты одинаковой обработке, в горизонтальном положении друг на друга, причем их образующие образуют угол 30^o, и в положении, когда они давят друг на друга, когда они скользят друг по другу. Когда сжатие увеличивается, получается износ в момент, когда приложенная сила должна быть увеличена, чтобы бутыли продолжали скользить друг по другу. Сила приложения ограничивается значением 450 Н, потому что большее усилие приводит к разрушению одной или обеих бутылей.

Приемлемое значение износостойкости зависит от требований, необходимых для использования стеклянных изделий. Значения износа 200 Н в сухом состоянии и 100 Н во влажном состоянии могут рассматриваться в качестве минимальных значений. Обычно считается, что хорошая износостойкость получается при значениях выше 300 Н в сухом состоянии и более 200 Н во влажном состоянии.

Для сведения, в случае необработанных бутылей износ появляется, начиная приблизительно с 20 Н.

2. Сцепляемость этикетки

Бумажная этикетка присоединяется с помощью традиционного клея, такого как, например, казеинсодержащий водный клей. Он остается сохнуть в течение 3-4 ч при температуре окружающей среды или альтернативно в течение 20 мин при 60^oС.

Для определения сцепляемости этикетки делается попытка отслоить последнюю, и контролируется поверхность этикетки, оставшейся на стекле:

100% этикетки: превосходная сцепляемость

80% этикетки: приемлемая сцепляемость

менее 80% этикетки: неудовлетворительная сцепляемость

3. Внешний вид слоя

Слой должен быть однородным, прозрачным и невидимым.

Контроль является визуальным: слой невидимый, хороший внешний вид = значение 0.

Слой в целом невидимый, однако, с небольшими видимыми точками, приемлемый внешний вид = значение 1.

Видимый слой, неприемлемый внешний вид = значение 2.

Мутный внешний вид, неприемлемо = значение 3.

В этих примерах используются:

- в качестве силана: 3-аминопропилтриметоксисилан АРТМО; 3-аминопропилтриэтоксисилан АРТЕО; [3-(2-миноэтил)аминопропил] триметоксисилан DAMO; или N-метил-3-аминопропил-триметоксисилан МАРТМО;

- в качестве полиолефина, окисленного или частично окисленного полиэтилена, используется:

- продукт Гласскоут SC100 фирмы Элф Лубрикантс Hopc Эмерика, который находится в виде водной эмульсии с содержанием твердых веществ 25%;

- продукт OG 25 от фирмы Труб Эмулшен, который находится в виде водной эмульсии с содержанием твердых веществ 25%;

- продукт АС 629 от фирмы Аллайэд Сигнал, который находится в виде водной эмульсии с содержанием твердых веществ 25%.

ПРИМЕР 1

а) Получение водной композиции

0,60 г водной эмульсии полиэтилена SC100 и 20 г воды вводятся в 250 мл колбу, снабженную магнитной мешалкой.

После перемешивания в течение 1 мин добавляется 0,5 г АРТЕО.

Проводится перемешивание в течение 1 мин, затем композиция доводится до 100 г водой и перемешивается снова в течение 1 мин.

Полученная таким образом композиция, содержащая 0,15% полиэтилена (смазывающего вещества) и 0,5% моноаминосилана (АРТЕО), является готовой для использования.

b) Процесс нанесения

Обрабатываемые стеклянные бутыли нагреваются в термошкафу при 140-150^oС в течение 1 ч. Горячие бутыли закрепляются на ротационном устройстве.

Когда ротационное устройство вращается со скоростью 120 об/мин, композиция распыляется в течение 5 с с помощью пневматического распылительного устройства (давление 200 кПа).

Бутыли остаются охлаждаться до температуры окружающей среды. Содержание сухого вещества является следующим: моноаминосилан - 8,2х10^-3 мг/см², полимер (смазывающее вещество) - 2,5х10^-3 мг/см².

Этикетка наклеивается с помощью водного клея казеинового типа; бутыли затем подвергаются вышеуказанным испытаниям. Результаты приводятся в таблице 1.

ПРИМЕР 2

Методика является такой, как в примере 1, компоненты моноаминосилан и полимер, (смазывающее вещество), их процентное содержание и результаты испытаний приводятся в таблице 1. Содержание сухого вещества продуктов является следующим: моноаминосилан - 8,2х10^-3 мг/см², полимер - 8,2х10^-3 мг/см².

ПРИМЕР 3

Методика является такой, как в примере 1, но используется водная эмульсия с содержанием твердого вещества 25% частично окисленного полиэтилена (OG 25 от фирмы Труб Эмулшен). Содержание сухого вещества продуктов является следующим: моноаминосилан - 8,2х10^-3 мг/см², полимер (смазывающее вещество) - 4,1х10^-3 мг/см².

Результаты приводятся в таблице 1.

ПРИМЕР 4

Методика является такой, как в примере 1, но в качестве моноаминосилана используется N-метил-3-аминопропилтриметоксисилан (МАРТМО). Компоненты моноаминосилан и полимер (смазывающее вещество), их процентное содержание и результаты испытаний приводятся в таблице 1. Содержание сухого вещества продуктов является следующим: моноаминосилан - 8,2х10^-3 мг/см², полимер (смазывающее вещество) - 4,1х10^-3 мг/см².

ПРИМЕРЫ 5-8

Методика является такой, как в примере 1. Компоненты моноаминосилан и полимер (смазывающее вещество), их процентное содержание и результаты испытаний приводятся в табл. 1.

Содержание сухого вещества продуктов приведено в табл. 1А (см. в конце описания).

ПРИМЕР 9 (СРАВНИТЕЛЬНЫЙ)

Указанные выше испытания проводятся на стеклянных бутылях без покрытия.

Результаты приводятся в табл. 1.

ПРИМЕР 10 (СРАВНИТЕЛЬНЫЙ)

Методика является такой, как в примере 1, но в качестве силана используется [3-(2-аминоэтил)аминопропил]триметоксисилан (DAMO). Содержание сухого вещества продуктов является следующим: силан (DAMO) - 8,2х10^-3 мг/см², полимер (смазывающее вещество) - 2,5х10^-3 мг/см².

Результаты приводятся в таблице 1.

ПРИМЕР 11 (СРАВНИТЕЛЬНЫЙ)

Покрытие образуется на стеклянных бутылях, как в примере 1, с использованием в качестве исходной водной композиции, содержащей 0,5% DAMO в качестве силана и 1% продукта АС 629 (частично окисленный полиэтилен).

Содержание сухого вещества продуктов является следующим: силан (DAMO) - 8,2х10^-3 мг/см², полимер (смазывающее вещество) - 1,6х10^-2 мг/см².

Как можно видеть из приведенных в табл. 1 результатов, у покрытий, полученных из композиции, содержащей этилендиаминопропилтриметоксисилан (DAMO), наблюдается неудовлетворительная износостойкость во влажном состоянии, и внешний вид покрытия является неприемлемым.

ПРИМЕР 12

Методика является такой же, как в примере 1, но стеклянные бутыли нагреваются в термошкафу до 80-90^oС. Компоненты моноаминосилан и полимер (смазывающее вещество), их процентное содержание и результаты испытаний приводятся в табл. 2. Содержание сухого вещества продуктов является следующим: моноаминосилан - 8,2х10^-3 мг/см², полимер (смазывающее вещество) - 3,1х10^-3 мг/см².

ПРИМЕР 13

Методика является такой же, как в примере 1, но стеклянные бутыли нагреваются в термошкафу до 120-130^oС. Компоненты моноаминосилан и полимер (смазывающее вещество), их процентное содержание и результаты испытаний приводятся в табл. 2. Содержание сухого вещества продуктов является следующим: моноаминосилан - 8,2х10^-3 мг/см², полимер (смазывающее вещество) - 3,1х10^-3 мг/см².

ПРИМЕР 14

В данном примере водная композиция моноаминосилан и полимер (смазывающее вещество) наносится на стеклянные бутыли при температуре окружающей среды:

a) получение водной композиции:

Методика является такой, как указано в примере 1, используемые компоненты и процентное содержание приводятся в табл. 2.

b) процесс нанесения:

Бутыли, которые находятся при температуре окружающей среды, закрепляются в ротационном устройстве. Когда устройство вращается со скоростью 120 об/мин, композиция распыляется в течение 5 с с помощью пневматического распылительного устройства (давление 200 кПа).

Температура поверхности бутылей затем доводится до 80^oС с помощью инфракрасного термошкафа с выходной мощностью 18 кВт.

Бутыли охлаждаются до температуры окружающей среды. Содержание сухого вещества продуктов является следующим: моноаминосилан - 8,2x10^-3 мг/см², полимер (смазывающее вещество) - 4,1x10^-3 мг/см².

Этикетка приклеивается с помощью водного клея казеинового типа, и бутыли затем подвергаются указанным выше испытаниям.

Результаты приводятся в табл. 2.

ПРИМЕР 15 (ДВЕ СТАДИИ)

Два компонента моноаминосилан и полиэтилен (смазывающее вещество) наносятся в две стадии.

Используемым моноаминосиланом является АРТЕО в водном растворе с концентрацией 0,5%.

Для формования полиэтиленового покрытия используется водная эмульсия, содержащая 0,15% продукта Гласскоут SC100.

Стеклянные бутыли, нагретые в термошкафу до 140-150^oС в течение 1 ч, закрепляются в ротационном устройстве. Когда ротационное устройство вращается со скоростью 120 об/мин, водный раствор моноаминосилана распыляется в течение 5 с с помощью пневматического распылительного устройства (давление 200 кПа), а полиэтиленовая композиция затем распыляется в течение 5 с. Бутыли охлаждаются и подвергаются указанным выше испытаниям.

Содержание сухого вещества продуктов является следующим: моноаминосилан - 8,2х10^-3 мг/см, полимер (смазывающее вещество) - 2,5х10^-3 мг/см².

Результаты приводятся в табл. 3.

ПРИМЕР 16 (ДВЕ СТАДИИ)

Методика является такой, как в примере 15. Компоненты моноаминосилан и полимер (смазывающее вещество), их процентное содержание и результаты испытаний приводятся в табл. 3.

Содержание сухого вещества продуктов является следующим: моноаминосилан - 1,6х10^-3 мг/см², полимер (смазывающее вещество) - 4,1х10^-3 мг/см².

ПРИМЕР 17 (ДВЕ СТАДИИ)

В данном примере водная силановая композиция наносится на стеклянную поверхность при низкой температуре (1^oС).

Методика является такой, как в примере 15, с компонентами моноаминосилан и полимер (смазывающее вещество) и процентным содержанием, указанными в табл. 3.

Бутыли, которые находятся при температуре 1^oС, закрепляются в ротационном устройстве.

Когда устройство вращается со скоростью 120 об/мин, композиция, содержащая моноаминосилан, распыляется в течение 5 с с помощью пневматического распылительного устройства (давление 200 кПа).

Температура поверхности бутылей затем доводится до 80^oС с помощью инфракрасного термошкафа с выходной мощностью 18 кВт.

Бутыли охлаждаются до температуры ниже 50^oС, и затем водная композиция, содержащая полимер, наносится тем же способом. Затем температура поверхности бутылей доводится до 80^oС с помощью инфракрасного термошкафа с выходной мощностью 18 кВт.

Бутыли охлаждаются до температуры окружающей среды.

Содержание сухого вещества продуктов является следующим: моноаминосилан - 1,6х10^-3 мг/см², полимер (смазывающее вещество) - 2,1x10^-3 мг/см².

Этикетка приклеивается с помощью водного клея казеинового типа; бутыли затем подвергаются указанным выше испытаниям.

Результаты приводятся в табл. 3.

ПРИМЕР 18, СРАВНИТЕЛЬНЫЙ (ДВЕ СТАДИИ)

В данном примере в качестве силана используется [3-(2-аминоэтил)аминопропил] триметоксисилан (DAMO) в виде водного раствора с концентрацией 0,5%, а в качестве полиэтилена - продукт АС629 в виде водного раствора с концентрацией 0,15%, в соответствии с описанием патента США 3438801. Условия нанесения являются такими, как в примере 15. Содержание сухого вещества продуктов является следующим: силан (DAMO) - 8,2х10^-3 мг/см², полимер (смазывающее вещество) - 2,5х10^-3 мг/см².

Результаты приводятся в табл. 3.