GR20220100627A - Μεθοδος αναπτυξης προστατευτικων και ευκολα καθαριζομενων νανοεπικαλυπτικων συστηματων υψηλης αντοχης για πολλαπλα υποστρωματα - Google Patents
Μεθοδος αναπτυξης προστατευτικων και ευκολα καθαριζομενων νανοεπικαλυπτικων συστηματων υψηλης αντοχης για πολλαπλα υποστρωματα Download PDFInfo
- Publication number
- GR20220100627A GR20220100627A GR20220100627A GR20220100627A GR20220100627A GR 20220100627 A GR20220100627 A GR 20220100627A GR 20220100627 A GR20220100627 A GR 20220100627A GR 20220100627 A GR20220100627 A GR 20220100627A GR 20220100627 A GR20220100627 A GR 20220100627A
- Authority
- GR
- Greece
- Prior art keywords
- weight
- coating
- carbon atoms
- substrate
- nanocoating
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 230000003670 easy-to-clean Effects 0.000 title claims description 13
- 239000002103 nanocoating Substances 0.000 title claims description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 73
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 63
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 27
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 19
- 150000001282 organosilanes Chemical class 0.000 claims description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- -1 cationic organosilane Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims description 8
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 8
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 8
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 7
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 7
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 7
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 7
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 6
- 150000004703 alkoxides Chemical group 0.000 claims description 6
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 5
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 5
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 5
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 claims description 5
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 4
- 230000003075 superhydrophobic effect Effects 0.000 claims description 4
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000000416 hydrocolloid Substances 0.000 claims description 3
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 3
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- CTKINSOISVBQLD-UHFFFAOYSA-N Glycidol Chemical compound OCC1CO1 CTKINSOISVBQLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910019142 PO4 Chemical group 0.000 claims description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical group [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002367 halogens Chemical group 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical group [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M methacrylate group Chemical group C(C(=C)C)(=O)[O-] CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- YPJKMVATUPSWOH-UHFFFAOYSA-N nitrooxidanyl Chemical group [O][N+]([O-])=O YPJKMVATUPSWOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000010452 phosphate Chemical group 0.000 claims description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical group [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 claims 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 12
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 abstract description 5
- 238000007790 scraping Methods 0.000 abstract description 2
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 239000002987 primer (paints) Substances 0.000 description 4
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012963 UV stabilizer Substances 0.000 description 2
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 description 2
- 150000001343 alkyl silanes Chemical class 0.000 description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 description 2
- 229940093915 gynecological organic acid Drugs 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VUWCWMOCWKCZTA-UHFFFAOYSA-N 1,2-thiazol-4-one Chemical group O=C1CSN=C1 VUWCWMOCWKCZTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 description 1
- 229910008051 Si-OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002808 Si–O–Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006358 Si—OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 230000000181 anti-adherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000003666 anti-fingerprint Effects 0.000 description 1
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 1
- 229960000892 attapulgite Drugs 0.000 description 1
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical class Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N chromium(3+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Cr+3].[Cr+3] UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000003398 denaturant Substances 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 1
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N hydroxyl Chemical compound [OH] TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012994 industrial processing Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000012500 ion exchange media Substances 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001710 laterite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011504 laterite Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000004579 marble Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 description 1
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N octamethyltrisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 125000005375 organosiloxane group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 238000004987 plasma desorption mass spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000000135 prohibitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000008262 pumice Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 description 1
- 229920006268 silicone film Polymers 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/28—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material
- C03C17/30—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material with silicon-containing compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/002—Pretreatement
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/10—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by other chemical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/10—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by other chemical means
- B05D3/104—Pretreatment of other substrates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
- B05D5/08—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an anti-friction or anti-adhesive surface
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
- C03C17/3405—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of organic materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D183/04—Polysiloxanes
- C09D183/06—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D183/04—Polysiloxanes
- C09D183/08—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen, and oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J183/00—Adhesives based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Adhesives based on derivatives of such polymers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D2203/00—Other substrates
- B05D2203/30—Other inorganic substrates, e.g. ceramics, silicon
- B05D2203/35—Glass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D2401/00—Form of the coating product, e.g. solution, water dispersion, powders or the like
- B05D2401/10—Organic solvent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D2401/00—Form of the coating product, e.g. solution, water dispersion, powders or the like
- B05D2401/20—Aqueous dispersion or solution
- B05D2401/21—Mixture of organic solvent and water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D2518/00—Other type of polymers
- B05D2518/10—Silicon-containing polymers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/12—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by mechanical means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/70—Properties of coatings
- C03C2217/78—Coatings specially designed to be durable, e.g. scratch-resistant
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2218/00—Methods for coating glass
- C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
- C03C2218/31—Pre-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/04—Polysiloxanes
- C08G77/14—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/04—Polysiloxanes
- C08G77/22—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
- C08G77/24—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen halogen-containing groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/04—Polysiloxanes
- C08G77/22—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
- C08G77/26—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen nitrogen-containing groups
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Η παρούσα καινοτομία αφορά μέθοδο επικάλυψης λείων, μη απορροφητικών επιφανειών με ένα εύκολα καθαριζόμενο υπέρλεπτο στρώμα, που δεν επιτρέπει την πρόσφυση ανόργανων και οργανικών ρύπων. Η μέθοδος αποκαθιστά πλήρως το υπόστρωμα, ιδιαίτερα αν αυτό είναι γυάλινο ή κεραμικό, και ολοκληρώνεται σε τρία στάδια. Στο πρώτο, πραγματοποιείται χημικο-μηχανική απόξεση του υποστρώματος, μέσω εκτριβής με υδατικό αιώρημα. Στο δεύτερο στάδιο, λαμβάνει χώρα καθαρισμός του υποστρώματος και ταυτόχρονη επικάλυψή του με ένα λεπτό υμένιο που λειτουργεί ως αστάρι για την επικάλυψη. Στο τρίτο στάδιο εφαρμόζεται το διάλυμα επικάλυψης, το οποίο, κατά την επαφή του με το υπόστρωμα σχηματιστεί ένα λεπτό, προστατευτικό και εύκολα καθαριζόμενο φιλμ, που υφίσταται σταδιακή σκλήρυνση σε συνήθεις συνθήκες. Το φιλμ έχει αυξημένη αντοχή, λειτουργώντας παράλληλα προστατευτικά έναντι της χημικής και μηχανικής φθοράς. Επιπρόσθετα, εμφανίζει αντιστατικές, αντι-γκράφιτι και αυτοκαθαριζόμενες ιδιότητες και έχει ευρεία εφαρμοσιμότητα σε μια πλειάδα υποστρωμάτων.
Description
Μέθοδος ανάπτυξης προστατευτικών και εύκολα καθαριζόμενων νανοεπικαλυπτικών συστημάτων υψηλής αντοχής
για πολλαπλά υποστρώματα
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ
Η παρούσα εφεύρεση αναφέρεται σε ένα νέο σύστημα για την αποκατάσταση στερεών επιφανειών και την επικάλυψή των με ένα εύκολα καθαριζόμενο υπέρλεπτο στρώμα, το οποίο δεν επιτρέπει την πρόσφυση ανόργανων και οργανικών ρύπων, λειτουργώντας παράλληλα προστατευτικά έναντι της χημικής και μηχανικής φθοράς. Η εφεύρεση περιλαμβάνει τη μέθοδο εφαρμογής και τις πιθανές χρήσεις. Το σύστημα έχει γενικευμένη εφαρμοσιμότητα σε μια πλειάδα λείων, μη απορροφητικών υποστρωμάτων. Η παραγόμενη επικάλυψη εμφανίζει επιπρόσθετα αντιστατικές, αντι-γκράφιτι και αυτοκαθαριζόμενες ιδιότητες.
Υπόβαθρο της Καινοτομίας
Οι επιφάνειες που δεν επιτρέπουν την πρόσφυση των ρύπων καλούνται «εύκολα καθαριζόμενες» και η συμπεριφορά τους οφείλεται συνήθως στην εκδήλωση υδρόφοβων ή ελαιόφοβων ιδιοτήτων. Η διαδικασία της επικάλυψης μη πορωδών επιφανειών με ένα αντικολλητικό επίχρισμα αποτελεί συνήθη πρακτική εδώ και αρκετά χρόνια, είτε για λειτουργικούς λόγους, είτε για λόγους αισθητικής (π.χ. επικάθιση αλάτων σε μια γυάλινη καμπίνα ντους). Πολλές προσπάθειες έχουν καταγραφεί στο παρελθόν [1-28] σχετικά με την ανάπτυξη συστημάτων που προσδίδουν ιδιότητες εύκολου καθαρισμού, σε μια σειρά υποστρωμάτων (π.χ. γυαλί, κεραμικό, πλαστικό, μέταλλο, κλπ), συνήθως με υγροχημικές μεθόδους.
Σε μεγάλη κλίμακα, η διαδικασία της επικάλυψης κοινών υποστρωμάτων εμφανίζει αρκετές δυσχέρειες. Η μέθοδος λύματος-πηκτής (sol-gel) αποτελεί μια αποδοτική λύση με βιομηχανική προοπτική.
Οι επικαλύψεις sol-gel τυγχάνουν ευρείας αποδοχής λόγω μικρού κόστους, σε συνδυασμό με ικανοποιητικές ιδιότητες. Πολλές ευρεσιτεχνίες περιγράφουν την ανάπτυξη sol-gel υδρόφοβων και ελαιόφοβων επικαλύψεων, π.χ. μέσω της χρήσης φθοριωμένων παραγώγων σιλανίων [4, 5, 9, 20, 22, 24, 26]. Μάλιστα, σε κάποιες περιπτώσεις οι επικαλύψεις εμφανίζουν υπερυδρόφοβη συμπεριφορά [1, 3, 8, 25]. Τα περισσότερα συστήματα αφορούν κυρίως υδροξυλιωμένες επιφάνειες, π.χ. γυάλινες [11, 17, 18, 27] ή μεταλλικές [19, 21, 24]. Η επικάλυψη αποκτά τη μέγιστη λειτουργικότητά της σε ένα η περισσότερα στάδια [14], είτε υπό συνήθεις συνθήκες [10], είτε μετά από σκλήρυνση σε υψηλές θερμοκρασίες [5, 20, 26]. Πολλά συστήματα εμφανίζουν σταθερότητα κατά την αποθήκευση [9], ενώ σε συστήματα 2 συστατικών [7, 18, 22] το διάλυμα της επικάλυψης παράγεται επί τόπου, πριν την εφαρμογή.
Γενικά όμως, η απόδοση των συστημάτων sol-gel σε ευρείες περιοχές συνθηκών και η λειτουργικότητά τους με την πάροδο του χρόνου παραμένουν αμφίβολες. Επιπρόσθετα, η διαδικασία εφαρμογής της επικάλυψης δεν είναι πάντα ελκυστική για τον τελικό χρήστη, λόγω περιορισμένου χρόνου αποθήκευσης, τοξικότητας, υψηλών θερμοκρασιών σκλήρυνσης και περιορισμένου εύρους καταλληλότητας (π.χ. η επικάλυψη σε ένα κομμένο άκρο ενός προφίλ αλουμινίου πρέπει να προσφύεται επαρκώς, τόσο στο γυμνό μέταλλο, όσο και στη βαφή).
Συνήθως βέβαια, το μεγαλύτερο πρόβλημα των επικαλύψεων είναι η μειωμένη αντοχή. Αυτό εν μέρει οφείλεται και στο ότι η προετοιμασία του υποστρώματος είναι συχνά ανεπαρκής. Ορισμένες ευρεσιτεχνίες [6, 16] εστιάζουν αποκλειστικά στην κατάλληλη ενεργοποίηση του υποστρώματος πριν την επικάλυψή του.
Ειδικά στην περίπτωση γυάλινων υποστρωμάτων, παρατηρείται συχνά το φαινόμενο της διάχυσης του νατρίου από το υπόστρωμα προς την επικάλυψη, με αποτέλεσμα η μηχανική αντοχή της τελευταίας να μειώνεται. Μάλιστα, η διάχυση ενισχύεται όταν η προετοιμασία του υποστρώματος είναι ελλιπής, ή όταν η θερμοκρασία σκλήρυνσης της επικάλυψης πρέπει να υπερβεί τους 170 °C.
Προκειμένου να αντιμετωπιστεί το πρόβλημα έχει προταθεί η αύξηση του πάχους της επικάλυψης (π.χ. πέραν των 150 nm). Όμως, η πρακτική αυτή μπορεί να μειώσει, είτε τη διαφάνεια του υποστρώματος, είτε την αντίσταση της επικάλυψης στην εκτριβή.
Όσον αφορά τις πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή υδρόφοβων επικαλύψεων του εμπορίου, συνήθως είναι, είτε πολυμερισμένα σιλοξάνια (π.χ. PDMS) με διακλαδωμένες ενώσεις, στα κέντρα πυριτίου των οποίων ενώνονται συνήθως άπολα μεθύλια ή φαινύλια, είτε αλκυλοσιλάνια και παράγωγά τους (π.χ. FAS), στα οποία επίσης υπάρχουν άπολες ομάδες. Το νερό απωθείται λόγω της πολικότητας των μορίων του. Η προσρόφηση του επικαλυπτικού στρώματος στην επιφάνεια πραγματοποιείται μέσω, είτε ασθενών δυνάμεων Van der Waals, είτε δεσμών υδρογόνου, είτε ομοιοπολικών δεσμών.
Σε επαρκώς υδροξυλιωμένα υποστρώματα, σταθερότερες δομές εξασφαλίζονται εν γένει με τη χρήση αλκυλοσιλανίων, διότι η πρόσδεση της επικάλυψης στο υπόστρωμα πραγματοποιείται μέσω επιφανειακών ατόμων οξυγόνου. Η ισχύς της (χημικής) προσρόφησης και κατά συνέπεια, η μηχανική και χημική αντοχή της επικάλυψης επηρεάζονται καθοριστικά από την καθαρότητα του υποστρώματος. Όσο πιο καθαρό είναι, τόσοι περισσότεροι είναι οι δεσμοί που αναπτύσσει το επικαλυπτικό φιλμ με τα ελεύθερα ενεργά κέντρα. Επομένως, εκφυλισμένα υποστρώματα, δηλ. υποστρώματα στα οποία έχει επέλθει συσσώρευση ρύπων ή αλλοίωση των αρχικών επιφανειακών ιδιοτήτων τους, είναι απαραίτητο να αποκατασταθούν πριν την επικάλυψη, προκειμένου να αποκαλυφθεί ο μέγιστος δυνατός αριθμός επιφανειακών σημείων αγκύρωσης.
Η μέθοδος αποκατάστασης αποκτά καθοριστικό ρόλο, ειδικά σε εφαρμογές ακρίβειας, π.χ. χημικο-μηχανικού γυαλίσματος (CMP) στη μικροηλεκτρονική. Στις περιπτώσεις αυτές χρησιμοποιούνται συνήθως αποξεστικά υδατικά αιωρήματα, τα οποία πρέπει να σταθεροποιηθούν επαρκώς, διότι α) είναι αναγκαία η συνεχής παρουσία μιας υγρής στοιβάδας μεταξύ υποστρώματος και κινούμενου μηχανικού μέσου, ώστε να μην προκαλούνται φθορές στο πρώτο, κατά τη διαδικασία του γυαλίσματος του και β) είναι δυσχερής η παρασκευή των αιωρημάτων λίγα μόνο λεπτά πριν από τη χρήση τους και συνήθως απαιτεί πολύπλοκο εξοπλισμό, π.χ. βοηθητικές διατάξεις συνεχούς μίξης και τροφοδοσίας του υλικού εντός υπερκαθαρών χώρων παρασκευής.
Όμως, τα συνήθη μέσα σταθεροποίησης υδατικών αιωρημάτων λειτουργούν αποδεκτά, δηλ. για περισσότερο από 48 ώρες, σε χαμηλές περιεκτικότητες στερεών, γεγονός που κάνει απαγορευτική τη χρήση ανάλογων προϊόντων χωρίς να έχει προηγηθεί αμέσως πριν έντονη και παρατεταμένη ανακίνηση του αιωρήματος, η οποία αναπόφευκτα προκαλεί δυσκολία στη χρήση.
Όσον αφορά σκληρά, μη υδροξυλιωμένα υποστρώματα (π.χ. πλαστικά ή βαμμένα), η σταθερή πρόσδεση της επικάλυψης είναι δυνατή μόνο μετά από επεξεργασία της επιφάνειας με πλάσμα, γεγονός που επιβάλλει τεχνικούς περιορισμούς, ειδικά στην περίπτωση μεγάλων επιφανειών. Επίσης, σε μεταλλικά υποστρώματα, συχνά απαιτούνται πολλαπλά στάδια επεξεργασίας της επιφάνειας πριν την επικάλυψη και η διαδικασία από μέταλλο σε μέταλλο μπορεί να διαφέρει. Ταυτόχρονα, μέθοδοι εκτράχυνσης, προκειμένου να βελτιωθεί η μηχανική πρόσφυση της επικάλυψης δεν αποτελούν αποδεκτή λύση, γιατί επιδρούν αρνητικά στη διαφάνεια γυαλισμένων υποστρωμάτων (π.χ. ηλεκτρολειασμένου ανοξείδωτου χάλυβα).
Είναι αναγκαία επομένως, η ανάπτυξη ενός ανθεκτικού νανοεπικαλυπτικού συστήματος για πολλαπλά υποστρώματα. Αυτό θα πρέπει: α) να αποκαθιστά την επιφάνεια, επαναφέροντάς την στην αρχική της κατάσταση και β) να την προστατεύει από τη φθορά που επέρχεται με το χρόνο, προσδίδοντάς της ιδιότητες εύκολου καθαρισμού, χάρη στην ανάπτυξη ενός αντικολλητικού (anti-adhesive) και οπτικά διάφανου, υπέρλεπτου υμένα. Η λειτουργικότητα του τελευταίου θα πρέπει να διατηρείται επί μακρόν, χωρίς να επηρεάζεται σημαντικά από την τριβή, την UV και την επίδραση χημικών. Η επικάλυψη θα πρέπει: να μην θολώνει σε ελλιπή φωτισμό, να είναι ανθεκτική σε υψηλές θερμοκρασίες και σε απότομες θερμοκρασιακές μεταβολές, να διαπνέει, να εμφανίζει άριστη κάλυψη ακμών, να έχει ελάχιστη τραχύτητα και να μην απορροφά την ηλιακή ακτινοβολία. Ιδανικά επίσης, η σκλήρυνση πραγματοποιείται σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Τέλος, το διάλυμα της επικάλυψης θα πρέπει να εμφανίζει σταθερότητα κατά την αποθήκευση για τουλάχιστον έναν χρόνο.
Περιγραφή της Διεργασίας
Στην παρούσα εφεύρεση περιγράφεται η ανάπτυξη ενός καινοτόμου συστήματος για την παραγωγή προστατευτικών, εύκολα καθαριζόμενων νανο-επικαλύψεων υψηλής αντοχής και ευρείας εφαρμοσιμότητας, κατάλληλο για σχεδόν οποιαδήποτε σκληρή και λεία επιφάνεια. Το σύστημα αυτό περιλαμβάνει τρία στάδια εφαρμογής:
α) Το στάδιο της χημικο-μηχανικής αποκατάστασης του υποστρώματος. Στο στάδιο αυτό πραγματοποιείται εκτριβή του εκφυλισμένου υποστρώματος με υδατικό αιώρημα απόξεσης για την απομάκρυνση των ρύπων και την ενδεχόμενη αποκάλυψη επιφανειακών ενεργών κέντρων. Η παραγωγή του περιλαμβάνει μίξη των ακόλουθων συστατικών:
i) νερού με αγωγιμότητα μικρότερη των 10 μS/cm, προτιμητέα μικρότερη των 5 μS/cm,
ii) μίγματος αποξεστικών σωματιδίων από οξείδια σπανίων γαιών, οξείδια μετάλλων και οξείδια αμετάλλων, ολικής περιεκτικότητας κατά βάρος 0,2-70%, προτιμητέα 3,75-25% κ.β.,
iii) μέσου ρύθμισης του pH,
iv) ενός υγρού διασπορέα σε περιεκτικότητα 0.01% έως 10% κατά βάρος, προτιμητέα μεταξύ 0.05 και 1% κ.β.,
v) ενός σταθεροποιητή του αιωρήματος, π.χ. ενός υδροκολλοειδούς, περιεκτικότητας 0,1 έως 10% κατά βάρος, προτιμητέα μεταξύ 0,1 και 5% κ.β.,
vi) ενός προσροφητικού ορυκτού, σκληρότητας, κατά Mohs, μεταξύ 1 και 4, με υψηλή ικανότητα δέσμευσης ανόργανων και οργανικών στοιχείων και περιεκτικότητας 0,1 έως 10% κατά βάρος, προτιμητέα μεταξύ 0,
5 και 7% κ.β,
vii) ενός συντηρητικού με περιεκτικότητα 0,01 έως 2% κατά βάρος, προτιμητέα 0, 1-0,2% κ.β.
Ως εκφυλισμένο υπόστρωμα νοείται κάθε υπόστρωμα το οποίο δεν βρίσκεται στην αρχική του κατάσταση, είτε λόγω συσσώρευσης αποθέσεων, ρύπων και σκόνης, είτε λόγω μηχανικής και χημικής αλλοίωσης της επιφάνειάς του.
Το μίγμα των σωματιδίων προκαλεί μηχανική απόξεση του υποστρώματος. Αποτελείται από σωματίδια οξειδίων, σπανίων γαιών (π.χ. δημητρίου, λανθανίου), μετάλλων (π.χ. αλουμινίου, σιδήρου, χρωμίου), και αμετάλλων ή μεταλλοειδών (π.χ. πυριτίου). Κατά προτίμηση, τα οξείδια σπανίων γαιών αποτελούν κατ’ ελάχιστον το 50% του βάρους του μίγματος. Εκτός από τα παραπάνω οξείδια, μπορεί να χρησιμοποιηθούν και ορυκτά ή πετρώματα (π.χ. βωξίτης, λατερίτης), ή απόβλητα βιομηχανικής επεξεργασίας σιδηρούχων μεταλλευμάτων (π.χ. σκωρίες, ερυθρά ιλύς). Τα σωματίδια θα πρέπει να έχουν μέση διάμετρο 0,1-10 μm, προτιμητέα 0,5-2,5 μm, προκειμένου η μηχανική απόξεση να πραγματοποιείται όσο το δυνατόν ταχύτερα, χωρίς να τραυματίζεται το υπόστρωμα.
Σε υδροξυλιωμένα υποστρώματα, μια απομάκρυνση επιφανειακού υλικού πάχους περίπου 10 Α είναι αρκετή ώστε να βελτιωθεί σημαντικά η πρόσφυση, λόγω της αύξησης της επιφανειακής νανο-τραχύτητας σε συνδυασμό με την εξομάλυνση του προφίλ της μικρο-τραχύτητας. Η τελευταία εξαρτάται άμεσα από το pH του αιωρήματος, καθώς η επιφανειακή τραχύτητα γενικά μειώνεται σε υψηλότερες τιμές pH, αλλά ο ρυθμός απομάκρυνσης του υλικού του υποστρώματος, μπορεί είτε να αυξάνει, είτε να μειώνεται, ανάλογα με το υπόστρωμα και τον τύπο του οξειδίου. Η σωστή τιμή του pH βρίσκεται σε άμεση εξάρτηση και με τον τύπο του διασπορέα (ανιονικός ή κατιονικός), καθώς σε τιμές pH υψηλότερες του ισο-ηλεκτρικού σημείου εν γένει επικρατούν οι ομάδες Μ-Ο-, ενώ σε τιμές pH χαμηλότερες αυτού, επικρατούν οι ομάδες Μ-ΟΗ2<+>(Μ: κατιόν στη χημική ένωση που περιγράφει το χημικό τύπο των σωματιδίων).
Σε μη υδροξυλιωμένα σκληρά υποστρώματα (π.χ. θερμοπλαστικά) η παραπάνω διαδικασία αποκτά μικρότερη σημασία, συντελεί όμως στην καλύτερη προετοιμασία του υποστρώματος.
Ο σταθεροποιητής, προτιμητέα ένα υδατοδιαλυτό υδροκολλοειδές με ιξώδες μεταξύ 50.000 και 150.000 mPas, βελτιώνει το στρώσιμο (levelling) και αυξάνει το ιξώδες του αιωρήματος.
Η ομοιογενής αιώρηση των σωματιδίων εξασφαλίζεται από το μέσο διασποράς, μέσω της ενίσχυσης των ηλεκτροστατικών απώσεων μεταξύ των ανιονικών ριζών του διασπορέα και του επιφανειακού φορτίου των σωματιδίων των οξειδίων. Στην παρούσα εφεύρεση, ο διασπορέας έχει Μ.Β μεταξύ 1000 και 100.000, προτιμητέα μεταξύ 3.000 και 25.000 και περιλαμβάνει ακόρεστους δεσμούς άνθρακα-άνθρακα, οι οποίοι ενισχύουν τη διασταύρωση.
Ως προσροφητικά μέσα μπορούν να χρησιμοποιηθούν αργιλοπυριτικά ή άλλα ορυκτά (μπεντονίτης, μοντμορριλονίτης, σεπιόλιθος, γη διατόμων, τάλκης, καολίνης, ατταπουλγίτης, ελαφρόπετρα, κλπ), μέσα ιοντοεναλλαγής, καθώς και συνδυασμός τους. Η παρουσία του προσροφητικού μέσου είναι απαραίτητη, γιατί απομακρύνει ανόργανα και οργανικά στοιχεία μολύνσεως και αυξάνει το ιξώδες του αιωρήματος. Ταυτόχρονα, εξομαλύνει τη δράση των αποξεστικών σωματιδίων και αποτρέπει τον τραυματισμό ευαίσθητων υποστρωμάτων (π.χ. πλαστικών), συμβάλλοντας στη βελτίωση του φινιρίσματος της επιφάνειας.
Το αιώρημα είναι υδατικής βάσης, συνεπώς η χρήση του συντηρητικού κρίνεται απαραίτητη για τη διατήρησή του σε βάθος χρόνου. Για παράδειγμα, τα κλασικά συντηρητικά της ομάδας των ισοθειαζολινονών είναι εξαιρετικά αποτελεσματικά σε μικρές συγκεντρώσεις,
Αποδείχθηκε απροσδόκητα ότι στην περίπτωση εκφυλισμένων γυάλινων επιφανειών, η χρήση του παραπάνω αιωρήματος έχει ως αποτέλεσμα την πλήρη αποκατάσταση του υποστρώματος, μέσω της διαλυτοποίησης των επιφανειακών στοιβάδων του. Η διαδικασία αυτή πιθανότατα εξελίσσεται σε δύο στάδια, τα οποία λαμβάνουν χώρα, είτε μεμονωμένα, είτε συνδυαστικά. Στο πρώτο στάδιο, πραγματοποιείται ιοντοεναλλαγή μεταξύ των κατιόντων νατρίου από το γυαλί και των κατιόντων υδρογόνου από το περιβάλλον του. Καθώς αυξάνει η ενεργή επιφάνεια που βρίσκεται σε επαφή με το υδατικό αιώρημα, το γυαλί σταδιακά εμπλουτίζεται σε επιφανειακά ιόντα πυριτίου απογυμνώνοντας το εσωτερικό του. Στο δεύτερο στάδιο, οι δεσμοί Si-O-Si του μητρικού δικτύου υδρολύονται σχηματίζοντας δεσμούς Si-OH με αποτέλεσμα η ειδική επιφάνεια να αυξάνεται περαιτέρω, λόγω της διαλυτοποίησης των επιφανειακών στοιβάδων γυαλιού και της συνακόλουθης μείωσης της συγκέντρωσης της πυριτίας. Καθώς ο παραπάνω μηχανισμός είναι κινητικά αργός, τόσο η χρήση μηχανικού μέσου απόξεσης του υποστρώματος (π.χ. τριβείου ή αλοιφαδόρου), όσο και η αύξηση του pH επιταχύνουν τη διαλυτοποίηση των στοιβάδων. Η διεργασία αυτή συνοδεύεται από την εμφάνιση επιφανειακών υδροξυλίων που προσδίδουν υδρόφιλο χαρακτήρα στο υπόστρωμα, βοηθώντας στην καλύτερη διαβροχή του. Η υπερβολική αύξηση του pH (π.χ. άνω του 12) πρέπει να αποφεύγεται διότι μπορεί να οδηγήσει σε αιφνίδια καταστροφή του γυαλιού.
Σε τιμές pH μεταξύ 8 και 11, το αιώρημα αποκατάστασης της παρούσας εφεύρεσης συνδυάζει, ιδανικά, υψηλούς ρυθμούς απομάκρυνσης (removal rate) και άψογο επιφανειακό φινίρισμα χωρίς να προκαλεί μακροτραχύτητα στο υπόστρωμα. Η λειτουργικότητά του μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω με την χρήση σωματιδίων, παρόμοιας σκληρότητας και αντίθετου επιφανειακού φορτίου, καθιστώντας δυνατή τη διατήρηση της αποξεστικής δράσης του αιωρήματος επί μακρόν χωρίς το σχηματισμό συσσωματωμάτων και μάλιστα, πλησίον του ισο-ηλεκτρικού σημείου των σωματιδίων.
Εφ’ όσον επιδιώκεται αυξημένη τραχύτητα του υποστρώματος (π.χ. για τη βελτίωση της πρόσφυσης) ή η απομάκρυνση επιφανειακής οξείδωσης, η χημικό- μηχανική απόξεση είναι προτιμητέο να πραγματοποιείται στην όξινη περιοχή με την προσθήκη κάποιου ανόργανου οξέος (π.χ. υδροχλωρικού, φωσφορικού, σουλφαμικού, κλπ) και σε τιμές pH, κατά προτίμηση, μεταξύ 2 και 5, εφ’ όσον η φύση της επιφάνειας το επιτρέπει. Η παρατεταμένη παραμονή του αιωρήματος σε επαφή με το υπόστρωμα θα πρέπει να αποφεύγεται.
Το αιώρημα έχει αντι-καθιστικές ιδιότητες διατηρώντας την υφή του για τουλάχιστον 10 ημέρες, χωρίς να εκφυλίζεται η δράση του, ακόμα και σε θερμοκρασίες άνω των 50 °C. Εμφανίζει οποιαδήποτε στιγμή ελάχιστη τιμή ιξώδους 20 cP στους 25 °C, επανακτά με ελάχιστη ανακίνηση την αρχική υφή και λειτουργικότητα, δε συσσωματώνεται, έχει θιξοτροπική συμπεριφορά, δεν καθιζάνει στα τοιχώματα του περιέκτη, στον οποίο αποθηκεύεται και διατηρεί τη συνοχή του επί μακρόν.
Εφαρμόζεται στην επιφάνεια, είτε χειροκίνητα με ένα σφουγγάρι, είτε κατά προτίμηση με ένα μηχανικό μέσο, π.χ. έναν περιστροφικό ή έκκεντρο αλοιφαδόρο σε μεσαίες στροφές (π.χ. 1.500 rpm). Η προετοιμασία του υποστρώματος θεωρείται πλήρης, όταν αυτό διαβρέχεται πλήρως από το αιώρημα, χωρίς δηλ. να σχηματίζονται νησίδες.
β) Το στάδιο της ενεργοποίησης του υποστρώματος, κατά το οποίο λαμβάνει χώρα καθαρισμός του υποστρώματος και ταυτόχρονη επικάλυψή του με ένα λεπτό υμένιο που λειτουργεί ως αστάρι για την επικάλυψη. Στο στάδιο αυτό χρησιμοποιείται διάλυμα αποτελούμενο από:
ί) οργανοσιλάνιο Α, περιεκτικότητας 0,1-10% κ.β., προτιμητέα 0,2-2% κ.β., με έως 3 υδρολυόμενες ομάδες, του τύπου (I):
G-R<1>-Si(R<2>)a(Q)3-a(I)
όπου G γλυκιδόλη, αμίνη, βινυλική ή μεθακρυλική ομάδα, R<1>δισθενής ρίζα κορεσμένου υδρογονάνθρακα με έως 18 άτομα άνθρακα, R<2>αλκύλιο με έως 12 άτομα άνθρακα και Q αλκοξείδιο με έως 8 άτομα άνθρακα ή χλώριο με το a να παίρνει τιμές 0 ή 1,
ii) μίγμα οργανικών διαλυτών, κατά προτίμηση, ευδιάλυτων στο νερό, αλκοολών, ολικής περιεκτικότητας τουλάχιστον 90% κ.β.,
iii) απιονισμένο νερό αγωγιμότητας μικρότερης των 10 μS/cm, προτιμητέα μικρότερης των 5 μS/cm,
iv) ανόργανο ή οργανικό οξύ, ως καταλύτη.
Κατά το στάδιο αυτό, απομακρύνονται οι οργανικοί ρύποι και τυχόν υπολείμματα από το πρώτο στάδιο της διαδικασίας και σχηματίζεται λεπτός υμένας που συνδέεται ομοιοπολικά με την επικάλυψη, αυξάνοντας έτσι την πρόσφυση της τελευταίας σε μετρίως υδροξυλιωμένα υποστρώματα (π.χ. μεταλλικές επιφάνειες). Ακόμα όμως και σε υποστρώματα χωρίς επιφανειακά υδροξύλια (π.χ. πλαστικά), η χαρακτηριστική ομάδα του οργανοσιλανίου Α επιταχύνει το ρυθμό διασταύρωσης των αλυσίδων μεταξύ ασταριού και επικάλυψης, με αποτέλεσμα να σχηματίζεται μια συμπαγής τροποποιημένη δομή με υψηλό βαθμό εσωτερικής διασύνδεσης και ικανοποιητική μηχανική αντοχή. Π.χ., στην περίπτωση που χρησιμοποιείται αμινοπροπυλτριεθοξυσιλάνιο ως οργανοσιλάνιο Α και το υπόστρωμα είναι πολυκαρβονικό ή ακρυλικό, η βελτίωση της πρόσφυσης της επικάλυψης οφείλεται στη δημιουργία ουρεθανικών ή αμιδικών δεσμών, αντίστοιχα.
Μία τουλάχιστον από τις αλκοόλες έχει μια ελεύθερη ρίζα υδροξυλίου στο ένα άκρο της και τουλάχιστον μία από αυτές χρησιμοποιείται για τη μείωση της τάσεως ατμών του μίγματος, ώστε να διευκολύνεται η καλή εφαρμογή του σε εξωτερικές συνθήκες. Οι κατώτερες μονοσθενείς αλκοόλες είναι προτιμητέες, διότι σχηματίζουν εύκολα με το νερό αζεοτροπικά μίγματα, η ταχεία εξάτμιση των οποίων περιορίζει σημαντικά το χρόνο που απαιτείται προκειμένου ο σχηματιζόμενος υμένας να αποκτήσει ικανοποιητική μηχανική αντοχή, σε βαθμό ώστε να μην επηρεάζεται η σταθερότητά του από την εφαρμογή αλκοολούχων διαλυμάτων, όπως αυτό της επικάλυψης. Το κατάλληλο μίγμα επιλέγεται βέβαια και με βάση τη χημική αντοχή του υποστρώματος.
Το ανωτέρω μίγμα μπορεί να περιέχει και άλλους οργανικούς διαλύτες, (π.χ. εστέρες), οι οποίοι είναι αναμίξιμοι με τις αλκοόλες και ιδανικά εμφανίζουν συνδυαστικά, τόσο επιφανειοδραστικές ιδιότητες, όσο και ιδιότητες διαλύτη, ώστε να εξασφαλίζονται, εφ’ ενός η πλήρης απομάκρυνση υπολειμμάτων, αφ’ ετέρου η ομογενοποίηση του μίγματος. Οι διαλύτες αυτοί έχουν περιεκτικότητα στο μίγμα 1-10% κ.β, προτιμητέα 1-5% κ.β.
Ο καταλύτης μπορεί να είναι είτε ανόργανο, είτε οργανικό οξύ. Από τα ανόργανα οξέα περισσότερο πλεονεκτικό εμφανίζεται το υδροχλωρικό οξύ, το οποίο έχει υψηλή σταθερά ιοντισμού και εξάτμισης και υψηλή κινητικότητα φορέων. Το θειϊκό οξύ είναι επίσης πλεονεκτικό, διότι είναι υγροσκοπικό, υφίσταται σε μοριακή μορφή απουσία νερού και έχει μεγάλη οξύτητα, ενώ ως μη πτητικό, ευνοεί τη σταθερότητα του διαλύματος. Από τα οργανικά οξέα, προτιμητέο είναι το παγόμορφο οξικό οξύ.
Ο ενεργοποιητής εφαρμόζεται στο υπόστρωμα, είτε χειροκίνητα με ένα πανί μικρο-ινών, είτε με έναν αλοιφαδόρο σε χαμηλο-μεσαίες στροφές (π.χ. 500-1.500 rpm). Εν συνεχεία, αφήνεται να στεγνώσει για τουλάχιστον 1-2 λεπτά.
γ) Το στάδιο της ανάπτυξης της επικάλυψης. Μετά την ενεργοποίηση του υποστρώματος, ακολουθεί η εφαρμογή του διαλύματος επικάλυψης για την ανάπτυξη του προστατευτικού υμένα εύκολου καθαρισμού. Η παραγωγή του περιλαμβάνει μίξη των ακόλουθων συστατικών:
i) ενός οργανοσιλανίου Β με έως 4 υδρολυόμενες ομάδες, του γενικού τύπου (II):
R<3>bSi(T)4-b(II)
όπου R<3>αλκύλιο, αλκενύλιο ή αρύλιο με έως 12 άτομα άνθρακα και Τ αλκοξείδιο με έως 12 άτομα άνθρακα ή χλώριο με το b να παίρνει τιμές 0, 1 ή 2,
ii) ενός οργανοσιλανίου Γ, το οποίο επιλέγεται από ομάδα:
τουλάχιστον ενός κατιονικού παραγώγου οργανοσιλανίων με τεταρτοταγή άλατα του αμμωνίου και 3 υδρολυόμενες ομάδες, του τύπου (III):
(W)3Si(R<4>)-N<+>-R<5>R<6>R<7>X (III)
όπου W αλκοξείδιο με έως 8 άτομα άνθρακα, R<4>δισθενής ρίζα κορεσμένου υδρογονάνθρακα με έως 12 άτομα άνθρακα, R<5>, R<6>, υδρογόνο ή αλκύλιο με έως 12 άτομα άνθρακα, R<7>, ρίζα κορεσμένου ή ακόρεστου υδρογονάνθρακα με 8 έως 24 άτομα άνθρακα και X αλογόνο ή καρβοξύλιο, ή υδροξείδιο, ή φωσφορική, ή θειϊκή ή νιτρική ρίζα,
ή
τουλάχιστον ενός φθοροαλκυλοσιλανίου με έως 3 υδρολυόμενες ομάδες, του τύπου (IV):
CF3(CF2)cR<8>Si(R<9>)n(Y)3-n(IV)
όπου R<8>δισθενής ρίζα κορεσμένου υδρογονάνθρακα με έως 4 άτομα άνθρακα, R<9>αλκύλιο με έως 3 άτομα άνθρακα, Υ αλκοξείδιο με έως 4 άτομα άνθρακα, με το c να παίρνει τιμές από 1 έως 12 και το η να παίρνει τιμές 0 ή 1,
iii) ενός ανόργανου ή οργανικού οξέος, ως καταλύτη,
iv) διαλύτη, κατά προτίμηση αλκοόλης, ή μίγμα αλκοόλης και απιονισμένου νερού, στο οποίο η περιεκτικότητα της αλκοόλης είναι τουλάχιστον 70% κ.β.
Το διάλυμα της επικάλυψης θα πρέπει να αφεθεί για γήρανση σε θερμοκρασία περιβάλλοντος για τουλάχιστον 24 ώρες πριν την εφαρμογή. Για ακόμα καλύτερα αποτελέσματα, τα σιλάνια δέον να προ-υδρολύονται ξεχωριστά σε pH μεταξύ 3 και 4 για τουλάχιστον 2 ώρες και να αναμιγνύονται στη συνέχεια εντός του διαλύτη, προκειμένου να υποστούν συν-γήρανση. Στην περίπτωση αυτή, η αρχική περιεκτικότητα κάθε διαλύματος σε σιλάνια θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν υψηλότερη, ώστε κατά την προσθήκη τους στο τελικό μίγμα η μεταφορά νερού να είναι η ελάχιστη δυνατή.
Ο καταλύτης επιταχύνει την τελική υδρόλυση και την πολυσυμπύκνωση του μίγματος των σιλανίων, ιδιαίτερα σε τιμές pH μεταξύ περίπου 3 και περίπου 5.
Το μίγμα των σιλανίων έχει περιεκτικότητα στο διάλυμα της επικάλυψης 0,1 έως 25% κ.β., προτιμητέα 1 έως 7% κ.β. Η σχετική αναλογία των οργανοσιλανίων Β:Γ είναι από 1:1 έως 10:1 κ.β., προτιμητέα 3:1 έως 5:1 κ.β.
Το οργανοσιλάνιο Β παρέχει το αναγκαίο υπόβαθρο για την ανάπτυξη τρισδιάστατης πυριτικής μήτρας. Το οργανοσιλάνιο Γ παρέχει στη μήτρα ενισχυμένες αντιρρυπαντικές ιδιότητες. Μάλιστα, η παρουσία κατιονικών ομάδων ενισχύει τη μηχανική αντοχή της τελικής δομής, ειδικά, στην περίπτωση υποστρωμάτων ανιονικής φύσεως, όπως π.χ. το γυαλί.
Ο υμένας που δημιουργείται κατά αυτόν τον τρόπο λειτουργεί προστατευτικά για την υποκείμενη επιφάνεια και έχει απροσδόκητα καλές ιδιότητες εύκολου καθαρισμού.
Ο καταλύτης μπορεί να είναι είτε ανόργανο, είτε οργανικό οξύ. Από τα ανόργανα οξέα προτιμώνται το υδροχλωρικό και το θειϊκό οξύ. Υπό προϋποθέσεις, είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν και χλωροσιλάνια, η υδρόλυση των οποίων παράγει υδροχλώριο. Από τα οργανικά οξέα, προτιμητέο είναι το παγόμορφο οξικό οξύ.
Ως διαλύτες χρησιμοποιούνται ενώσεις με σχετικά υψηλή τάση ατμών σε συνήθη θερμοκρασία. Οι αλκοόλες είναι προτιμητέες λόγω χημικής συγγένειας με τα παράγωγα της υδρόλυσης και μάλιστα ακόμα περισσότερο οι μονοσθενείς κορεσμένες με τρία ή λιγότερα άτομα άνθρακα, πλην της μεθανόλης, η οποία απορρίπτεται λόγω τοξικότητας. Η καθαρότητα της αλκοόλης θα πρέπει να είναι μεγαλύτερη του 99%.
Κατάλληλες μετουσιωτικές ουσίες μπορεί να είναι γλυκόλες, αιθέρες, εστέρες και οργανικά άλατα σε πολύ μικρές συγκεντρώσεις.
Ο διαλύτης έχει περιεκτικότητα στο τελικό διάλυμα της επικάλυψης τουλάχιστον 60%, προτιμητέα τουλάχιστον 80%. Στην περίπτωση που χρησιμοποιείται ως διαλύτης μίγμα αλκοόλης και νερού, η περιεκτικότητα της αλκοόλης θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 70% κ.β, κατά προτίμηση τουλάχιστον 90% κ.β. Η % κ.β. περιεκτικότητα του νερού στο διάλυμα επικάλυψης είναι 0.1-30%, προτιμητέα 0.1-10%.
Το διάλυμα της επικάλυψης, μπορεί να περιέχει και έναν διαβρέκτη, κατά προτίμηση έναν αλκυλοπολυγλυκοζίτη ή μια αλκοξυλιωμένη λιπαρή αλκοόλη, σε μικρό ποσοστό, τυπικά μικρότερο από 0,2% κ.β.
Το τελικό διάλυμα της επικάλυψης μπορεί να περιέχει σε μικρά ποσοστά και υδρόφοβα σωματίδια (π.χ. άμορφης πυριτίας) μεγάλης ειδικής επιφάνειας, προκειμένου να προσδοθούν στο τελικό φιλμ σούπερυδρόφοβες ιδιότητες.
Επίσης, μπορεί να περιέχει σε μικρά ποσοστά ενισχυτικά ροής, συντηρητικά, σταθεροποιητές UV, κλπ. Ως σταθεροποιητές UV μπορεί να χρησιμοποιηθούν, είτε UV απορροφητές, είτε παρεμποδισμένες αμίνες, είτε νανοσωματίδια που προσφέρουν προστασία σε όλο το φάσμα UV-B/UV-A (π.χ. ZnO, ΤiΟ2, κλπ) χωρίς να μειώνουν την οπτική διαφάνεια του αναπτυχθέντος φιλμ.
Ο επικαλυπτικός υμένας παραμένει για τουλάχιστον 24 ώρες σε θερμοκρασία περιβάλλοντος μέχρι να αποκτήσει πλήρη λειτουργικότητα. Το διάστημα αυτό μπορεί να ελαττωθεί σημαντικά, π.χ. στη 1 ώρα, με θερμική επεξεργασία στους 100-200 °C, προτιμητέα στους 150 °C, ώστε να αποφευχθεί η διάχυση τυχόν αλκαλικών στοιχείων από το υπόστρωμα. Τα πρόδρομα σιλάνια παραμένουν στο διάλυμα, υπό τη μορφή ολιγομερών. Ο σχηματισμός του επικαλυτικού υμένα πραγματοποιείται στην επιφάνεια του υποστρώματος. Το φαινόμενο εξελίσσεται σε θερμοκρασία περιβάλλοντος και με κατεύθυνση από την επιφάνεια του υποστρώματος προς τα έξω, με αποτέλεσμα να αναπτύσσονται σταθεροί ομοιοπολικοί δεσμοί μεταξύ υποστρώματος-ασταριού και ασταριούεπικάλυψης. Μετά την πλήρη εξάτμιση του διαλύτη (π.χ. ύστερα από 10 λεπτά) η επιφάνεια ξεπλένεται με νερό, προκειμένου να ολοκληρωθούν οι αντιδράσεις υδρόλυσης και να απομακρυνθούν τα υπολείμματα.
Το πάχος του φιλμ κυμαίνεται μεταξύ 50 και 150 nm. Εντούτοις, εμφανίζει υψηλή αντοχή στην εκτριβή, στην UV και στα χημικά/καθαριστικά. Παράγεται με επαναλήψιμο τρόπο και έχει ευρεία εφαρμοσιμότητα σε λείες, μη απορροφητικές επιφάνειες, δηλ. γυάλινες, κεραμικές, πλαστικές, βαμμένες, μεταλλικές και ορυκτές (π.χ. από γυαλισμένο μάρμαρο) επιφάνειες οποιουδήποτε σχήματος και μεγέθους. Το αποτέλεσμα είναι τόσο καλύτερο, όσο περισσότερη υδρόφιλη είναι η επιφάνεια μετά την εφαρμογή του ενεργοποιητή. Χαρακτηριστικά παραδείγματα εφαρμογών αποτελούν: γυάλινες καμπίνες ντους, επιφάνειες κτιρίων / αυτοκινήτων / σκαφών / αεροπλάνων, πάνελ φωτοβολταϊκών / ηλιακών συλλεκτών, είδη υγιεινής, γυαλιστερά πλακάκια, κεραμικές εστίες, εμαγιέ, οθόνες ηλεκτρονικών συσκευών, πάγκοι κουζίνας / μπάνιου, μεταλλικές κουπαστές, δεξαμενές, κουφώματα, πλαστικά διαχωριστικά, κλπ.
Στην παρούσα εφεύρεση, βρέθηκε απροσδόκητα ότι το αναπτυχθέν φιλμ προστατεύει το υπόστρωμα, τόσο έναντι της μηχανικής φθοράς, λόγω π.χ. τριβής ή χάραξης, όσο και έναντι του χημικού εκφυλισμού, π.χ. διάβρωση μεταλλικών δομικών στοιχείων λόγω υγρασίας. Απροσδόκητα επίσης, βρέθηκε, ότι πέραν των ιδιοτήτων εύκολου καθαρισμού, το επικαλυπτικό φιλμ εμφανίζει αντιστατικά χαρακτηριστικά και ιδιότητες αυτοκαθαρισμού και αντιγκράφιτι.
Μετά την επικάλυψη μιας επιφάνειας, ο καθαρισμός της γίνεται πολύ εύκολος, χρησιμοποιώντας π.χ. ένα πανί μικρο-ινών και λίγο νερό ή ένα κοινό καθοριστικό .
Βρέθηκε επίσης, ότι το αναπτυχθέν φιλμ δεν επηρεάζει τη μετάδοση της ηλιακής ακτινοβολίας, με αποτέλεσμα να καθίσταται πλεονεκτική η εφαρμογή του σε διάφανα υποστρώματα και σε διατάξεις συγκέντρωσης του ηλιακού φωτός.
Η εφαρμογή της επικάλυψης μπορεί να πραγματοποιηθεί με οποιονδήποτε από τους συνήθεις τρόπους επικάλυψης, π.χ. ψεκασμός HVLP, εμβάπτιση, επάλειψη (χειροκίνητα ή με αλοιφαδόρο), κλπ.
Η μέθοδος της παρούσας εφεύρεσης έχει βιομηχανική εφαρμοσιμότητα. Η επικάλυψη μεγάλων υποστρωμάτων μπορεί να πραγματοποιηθεί με μετακίνηση των τελευταίων, υπό σταθερή ταχύτητα, μέσω ακροφυσίων ψεκασμού εγκάρσια τοποθετημένων προς τη διεύθυνση κίνησης του υποστρώματος και σε σταθερές αποστάσεις μεταξύ τους.
Πλήρης σκλήρυνση της επικάλυψης επιτυγχάνεται τουλάχιστον 24 ώρες, προτιμητέα 96 ώρες μετά την εφαρμογή της, σε θερμοκρασία δωματίου και σχετική υγρασία μεταξύ 35 και 60%. Στο διάστημα αυτό, ιδανικά πρέπει να αποφεύγεται η επαφή με νερό, χημικά και μέσα που προκαλούν φθορά. Ανάλογα με τις απαιτήσεις και το υλικό κάθε υποστρώματος η σύσταση του αιωρήματος, του ενεργοποιητή και του διαλύματος επικάλυψης μπορεί να τροποποιηθεί, σε τρόπο ώστε το ανωτέρω σύστημα να διατηρηθεί ως φιλοσοφία και να βρει εφαρμογή σε πολλαπλά υποστρώματα. Π.χ., η αποκατάσταση γυάλινων υποστρωμάτων μπορεί να πραγματοποιηθεί με μίγμα οξειδίων εμπλουτισμένο σε δημητρία, ενώ θερμοπλαστικά και μεταλλικά υποστρώματα αποκαθίστανται καλύτερα με μίγματα οξειδίων εμπλουτισμένα σε οξείδια του αλουμινίου ή χρωμίου, αντίστοιχα.
Η διαδικασία ανάπτυξης της δομής που περιγράφεται στην παρούσα εφεύρεση πρέπει να χαρακτηρίζεται μάλλον ως επικαλυπτικό σύστημα και όχι ως επικάλυψη, υπό την έννοια ότι ως επικαλυπτικό σύστημα νοείται μια ολοκληρωμένη ακολουθία διεργασιών αποκατάστασης, ενεργοποίησης και επικάλυψης της επιφάνειας.
Σημειώνεται τέλος, ότι για την εκδήλωση των παραπάνω ιδιοτήτων είναι απαραίτητα και τα τρία στάδια εφαρμογής της διαδικασίας. Στην περίπτωση, αποκλειστικά και μόνο, καινούριων γυάλινων ή γυαλιστερών κεραμικών/υαλοκεραμικών επιφανειών το πρώτο στάδιο χημικο-μηχανικής αποκατάστασης μπορεί να παραλειφθεί, χωρίς ιδιαίτερα μεγάλη επίπτωση στην ποιότητα της παραγόμενης επικάλυψης.
Βιβλιογραφία Ευρεσιτεχνιών:
US Patents:
1. (2011/0094417 Al) Hydrophobic self-cleaning coating solutions.
2. (1984/3,579,540 Bl) Method for protecting nonporous substrates and for rendering them water repellant.
3. (2012/8,338,351 B2) Coating compositions for producing transparent super-hydrophobic surfaces.
4. (2003/6,511,753 Bl) Process for producing article coated with waterrepellent film. Article coated with water-repellent film and liquid composition for water-repellent film, article coated.
5. (1997/5,693,365) Method for forming water-repellent film.
6. (1999/5,980,990) Water repellent surface treatment with acid activation.
7. (2009/7,578,877 B2) Two-component coating system for equipping smooth surfaces with easy-to-clean properties.
8. (2012/8,258,206 B2) Hydrophobic coating compositions for drag reduction.
9. (2008/0210130 Al) Storage-stable coating composition for abrasionresistantly and weathering-stably providing smooth inorganic surfaces with easy-to-clean properties.
10. (2013/0109261 Al) Coating systems capable of forming ambiently cured highly durable hydrophobic coatings on substrates,
11. (2002/6,461,537 Bl) Water repellent glass treatment for automotive applications.
12. (2004/0209072 Al) Cleaning -friendly apparatus with an easily cleanable, heat resistant surface coating.
13. (2004/0053058 Al) Water-repellent film-coated articles, waterrepellent film-coating liquid composition and process for preparation of water-repellent film-coated articles.
14. (2001/6,245,387 B1) Capped silicone film and method of manufacture thereof.
15. (2002/6,361,871 B1) Composition of organofluorine-functional silanes and/or siloxanes, process for preparing it and its use.
16. (2000/6,025,025) Water-repellent surface treatment.
17. (1999/5,889,086) Water repellent for automobile window glass.
18. (2005/0004264 A1) Two-pack type water repellent for glass surface.
19. (2011/7,919,147 B2) Coating method.
20. (2013/0178580 A1) Water-repellent and oil-repellent coating and formation method thereof.
21. (2007/0027232 A1) Coating compositions incorporating nanotechnology and methods for making same.
22. (2003/6,630,205 B2) Self-crosslinking compositions based on fluorinecontaining polycondensates.
23. (2003/6,548,1 16 B2) Method for manufacturing a chemically adsorbed film and a chemical adsorbent solution for the method.
24. (2001/6,177,582 B1) Fluoroalkyl-functional organosiloxane -containing compositions based on alcohol, a process for their preparation and thenuse.
WO Pat.:
25. (2014/095299 A1) Composition for hydrophobic coating.
26. (2003/014232 A1) Material for producing abrasion-proof, hydrophobic and/or oleophobic coatings.
Eur. Pat.:
27. (2005/EP 1 555 249 A1) Hydrophobic and/or oleophobic coating on microstructured glass surfaces providing an anti-fingerprint effect.
28. (2011/EP2294153A1) Coating composition and process for preparing it.
Claims (6)
1. Μέθοδος ανάπτυξης προστατευτικών και εύκολα καθαριζόμενων νανοεπικαλυπτικών συστημάτων υψηλής αντοχής για πολλαπλά λεία και μη απορροφητικά υποστρώματα, χαρακτηριζόμενη εκ του ότι περιλαμβάνει:
α) ένα πρώτο στάδιο χημικο-μηχανικής αποκατάστασης του υποστρώματος, μέσω εκτριβής με υδατικό αιώρημα, περιέχον
i) νερό με αγωγιμότητα μικρότερη των 10 μS/cm, προτιμητέα μικρότερη των 5 μS/cm,
ii) μίγμα αποξεστικών σωματιδίων αποτελούμενο από οξείδια σπανίων γαιών, οξείδια μετάλλων και οξείδια αμετάλλων, ολικής περιεκτικότητας κατά βάρος 0,2-70% κ.β, προτιμητέα 3,75-25% κ.β., iii) ένα μέσο ρύθμισης του pH σε τιμές μεταξύ περίπου 3 και περίπου 11,
iν) έναν υγρό διασπορέα για την αποφυγή συσσωμάτωσης των σωματιδίων σε περιεκτικότητα 0.01% έως 10% κατά βάρος, προτιμητέα μεταξύ 0.05 και 1% κατά βάρος,
v) ένα υδροκολλοειδές για τη σταθεροποίηση του αιωρήματος και τη βελτίωση της ομοιομορφίας κατά την εφαρμογή, περιεκτικότητας 0,1 έως 10% κατά βάρος, προτιμητέα μεταξύ 0,1 και 5% κ.β.,
vi) ένα προσροφητικό ορυκτό, σκληρότητας, κατά Mohs, μεταξύ 1 και 4, για την αύξηση του ιξώδους του αιωρήματος, τη βελτίωση του επιφανειακού φινιρίσματος και τη δέσμευση ανόργανων και οργανικών στοιχείων, περιεκτικότητας 0,1 έως 10% κατά βάρος, προτιμητέα μεταξύ 0,5 και 7% κ.β,
vii) ένα συντηρητικό με περιεκτικότητα 0,01 έως 2% κατά βάρος, προτιμητέα 0, 1-0,2% κ.β.,
β) ένα δεύτερο στάδιο ενεργοποίησης του υποστρώματος, κατά το οποίο λαμβάνει χώρα καθαρισμός του υποστρώματος και ταυτόχρονη επικάλυψή του με ένα λεπτό υμένιο που λειτουργεί ως αστάρι για την επικάλυψη, με διάλυμα περιέχον
i) οργανοσιλάνιο Α που περιέχει λειτουργικές ομάδες ικανές να προσδεθούν ομοιοπολικά στην επικάλυψη, περιεκτικότητας 0,1-10% κ.β., προτιμητέα 0,2-2% κ.β.,
ii) μίγμα οργανικών διαλυτών, κατά προτίμηση, ευδιάλυτων στο νερό, αλκοολών, ολικής περιεκτικότητας τουλάχιστον 90% κατά βάρος, iii) απιονισμένο νερό, αγωγιμότητας μικρότερης των 10 μS/cm, προτιμητέα μικρότερης των 5 μS/cm,
iv) ανόργανο ή οργανικό οξύ, ως καταλύτη,
γ) ένα τρίτο στάδιο επικάλυψης του ενεργοποιημένου υποστρώματος για την ανάπτυξη του προστατευτικού υμένα εύκολου καθαρισμού, με διάλυμα περιέχον
i) οργανοσιλάνιο Β ως μέσου ανάπτυξης τρισδιάστατης πυριτικής μήτρας,
ii) οργανοσιλάνιο Γ που προσδίδει στη ρηθείσα πυριτική μήτρα μόνιμες ιδιότητες εύκολου καθαρισμού,
iii) ανόργανο ή οργανικό οξύ, ως καταλύτη,
iv) διαλύτη, κατά προτίμηση αλκοόλη, ή μίγμα αλκοόλης και απιονισμένου νερού, στο οποίο η περιεκτικότητα της αλκοόλης είναι τουλάχιστον 70% κατά βάρος.
2. Μέθοδος ανάπτυξης προστατευτικών και εύκολα καθαριζόμενων νανοεπικαλυπτικών συστημάτων υψηλής αντοχής για πολλαπλά λεία και μη απορροφητικά υποστρώματα, σύμφωνα με την αξίωση 1, χαρακτηριζόμενη εκ του ότι το ρηθέν οργανοσιλάνιο Α επιλέγεται από ομάδα:
οργανοσιλανίων του γενικού τύπου (I)
G-R<1>-Si(R<2>)a(Q)3-a (I)
όπου G γλυκιδόλη, αμίνη, βινυλική ή μεθακρυλική ομάδα, R<1>δισθενής ρίζα κορεσμένου υδρογονάνθρακα με έως 18 άτομα άνθρακα, R<2>αλκύλιο με έως 12 άτομα άνθρακα και Q αλκοξείδιο με έως 8 άτομα άνθρακα ή χλώριο με το a να παίρνει τιμές 0 ή 1.
3. Μέθοδος ανάπτυξης προστατευτικών και εύκολα καθαριζόμενων νανοεπικαλυπτικών συστημάτων υψηλής αντοχής για πολλαπλά λεία και μη απορροφητικά υποστρώματα, σύμφωνα με την αξίωση 1, χαρακτηριζόμενη εκ του ότι το ρηθέν οργανοσιλάνιο Β επιλέγεται από ομάδα:
οργανοσιλανίων του γενικού τύπου (II)
R<3>bSi(T)4-b(II)
όπου R<3>αλκύλιο, αλκενύλιο ή αρύλιο με έως 12 άτομα άνθρακα και Τ αλκοξείδιο με έως 12 άτομα άνθρακα ή χλώριο με το b να παίρνει τιμές 0, 1 ή 2.
4. Μέθοδος ανάπτυξης προστατευτικών και εύκολα καθαριζόμενων νανοεπικαλυπτικών συστημάτων υψηλής αντοχής για πολλαπλά λεία και μη απορροφητικά υποστρώματα, σύμφωνα με την αξίωση 1, χαρακτηριζόμενη εκ του ότι το ρηθέν οργανοσιλάνιο Γ επιλέγεται από ομάδα:
τουλάχιστον ενός κατιονικού παραγώγου οργανοσιλανίων με τεταρτοταγή άλατα του αμμωνίου και 3 υδρολυόμενες ομάδες, του τύπου (III): (W)3Si(R<4>)-N<+>-R<5>R<6>R<7>X (III)
όπου W αλκοξείδιο με έως 8 άτομα άνθρακα, R<4>δισθενής ρίζα κορεσμένου υδρογονάνθρακα με έως 12 άτομα άνθρακα, R<5>, R<6>, υδρογόνο ή αλκύλιο με έως 12 άτομα άνθρακα, R<7>, ρίζα κορεσμένου ή ακόρεστου υδρογονάνθρακα με 8 έως 24 άτομα άνθρακα και x αλογόνο ή καρβοξύλιο, ή υδροξείδιο, ή φωσφορική, ή θειϊκή ή νιτρική ρίζα,
ή
τουλάχιστον ενός φθοροαλκυλοσιλανίου με έως 3 υδρολυόμενες ομάδες, του τύπου (IV):
CF3(CF2)cR<8>Si(R<9>)n(Y)3-n(IV)
όπου R<8>δισθενής ρίζα κορεσμένου υδρογονάνθρακα με έως 4 άτομα άνθρακα, R<9>αλκύλιο με έως 3 άτομα άνθρακα, Υ αλκοξείδιο με έως 4 άτομα άνθρακα, με το c να παίρνει τιμές από 1 έως 12 και το η να παίρνει τιμές 0 ή 1.
5. Μέθοδος ανάπτυξης προστατευτικών και εύκολα καθαριζόμενων νανοεπικαλυπτικών συστημάτων υψηλής αντοχής για πολλαπλά λεία και μη απορροφητικά υποστρώματα, σύμφωνα με την αξίωση 1, χαρακτηριζόμενη εκ του ότι το ρηθέν διάλυμα επικάλυψης μπορεί να περιέχει και υδρόφοβα σωματίδια μεγάλης ειδικής επιφάνειας, προκειμένου η επικάλυψη να αποκτήσει σούπερ-υδρόφοβες ιδιότητες.
6. Μέθοδος ανάπτυξης προστατευτικών και εύκολα καθαριζόμενων νανοεπικαλυπτικών συστημάτων υψηλής αντοχής για πολλαπλά λεία και μη απορροφητικά υποστρώματα, σύμφωνα με την αξίωση 1, χαρακτηριζόμενη εκ του ότι τα στερεά υποστρώματα είναι γυάλινα, μεταλλικά, πλαστικά ή βαμμένα.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GR20220100627A GR20220100627A (el) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | Μεθοδος αναπτυξης προστατευτικων και ευκολα καθαριζομενων νανοεπικαλυπτικων συστηματων υψηλης αντοχης για πολλαπλα υποστρωματα |
| EP22386069.3A EP4317098A1 (en) | 2022-08-01 | 2022-10-21 | Durable protective easy-to-clean nano-coating systems |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GR20220100627A GR20220100627A (el) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | Μεθοδος αναπτυξης προστατευτικων και ευκολα καθαριζομενων νανοεπικαλυπτικων συστηματων υψηλης αντοχης για πολλαπλα υποστρωματα |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| GR20220100627A true GR20220100627A (el) | 2024-03-12 |
Family
ID=84488356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| GR20220100627A GR20220100627A (el) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | Μεθοδος αναπτυξης προστατευτικων και ευκολα καθαριζομενων νανοεπικαλυπτικων συστηματων υψηλης αντοχης για πολλαπλα υποστρωματα |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4317098A1 (el) |
| GR (1) | GR20220100627A (el) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7776911B1 (ja) * | 2025-04-10 | 2025-11-27 | 天山石材株式会社 | 薄膜形成方法 |
Family Cites Families (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3579540A (en) | 1968-11-01 | 1971-05-18 | Howard G Ohlhausen | Method for protecting nonporous substrates and for rendering them water repellent |
| US5707740A (en) | 1990-04-03 | 1998-01-13 | Ppg Industries, Inc. | Water repellent surface treatment with acid activation |
| US6025025A (en) | 1990-04-03 | 2000-02-15 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Water-repellent surface treatment |
| US5363994A (en) * | 1992-06-26 | 1994-11-15 | Tremco, Inc. | Aqueous silane coupling agent solution for use as a sealant primer |
| JP3342170B2 (ja) | 1994-04-18 | 2002-11-05 | 日本板硝子株式会社 | 撥水被膜の形成方法 |
| JPH08337654A (ja) | 1995-06-14 | 1996-12-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 化学吸着膜の製造方法及びこれに用いる化学吸着液 |
| DE19649954A1 (de) | 1996-12-03 | 1998-06-04 | Huels Chemische Werke Ag | Fluoralkyl-funktionelle Organosiloxan-haltige Zusammensetzungen auf Alkoholbasis, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung |
| US5889086A (en) | 1997-06-23 | 1999-03-30 | Taiho Industries Co., Ltd. | Water repellent for automobile window glass |
| AU2024099A (en) | 1998-01-02 | 1999-07-26 | Ashland Inc. | Water repellent glass treatment for automotive applications |
| JP3842554B2 (ja) | 1998-06-04 | 2006-11-08 | 日本板硝子株式会社 | 撥水膜被覆物品を製造する方法、撥水膜被覆物品および撥水膜被覆用液組成物 |
| US6245387B1 (en) | 1998-11-03 | 2001-06-12 | Diamon-Fusion International, Inc. | Capped silicone film and method of manufacture thereof |
| DE19904132C2 (de) | 1999-02-03 | 2002-11-28 | Degussa | Zusammensetzung fluororganofunktioneller Silane und Siloxane, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung |
| WO2001009266A1 (en) | 1999-08-02 | 2001-02-08 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Article coated with water-repellent film, liquid composition for coating with water-repellent film, and process for producing article coated with water-repellent film |
| DE19958336A1 (de) | 1999-12-03 | 2001-06-07 | Inst Neue Mat Gemein Gmbh | Selbstvernetzende Beschichtungszusammensetzungen auf Basis anorganischer fluorhaltiger Polykondensate |
| DE10135684A1 (de) | 2001-07-21 | 2003-02-06 | Nano X Gmbh | Material zur Herstellung abriebfester, hydrophober und/oder oloephober Beschichtungen |
| JP2003160361A (ja) | 2001-09-14 | 2003-06-03 | Wilson:Kk | ガラス面の二液型撥水剤 |
| US20040209072A1 (en) | 2002-08-09 | 2004-10-21 | Inka Henze | Cleaning-friendly article with an easily cleanable, heat-resistant surface coating |
| DE10253839A1 (de) | 2002-11-14 | 2004-05-27 | Hansgrohe Ag | Beschichtungsverfahren |
| DE10336544A1 (de) | 2003-08-05 | 2005-02-24 | Degussa Ag | Zweikomponentenbeschichtungssystem für die Ausstattung glatter Oberflächen mit "Easy-to-clean" - Eigenschaften |
| EP1555249A1 (en) | 2004-01-15 | 2005-07-20 | Nanogate Coating Systems GmbH | Hydrophobic and/or oleophobic coating on microstructured glass surfaces providing an anti-fingerprint effect |
| US20070027232A1 (en) | 2005-07-27 | 2007-02-01 | Chemcoat, Inc. | Coating compositions incorporating nanotechnology and methods for making same |
| DE102005060401A1 (de) | 2005-12-15 | 2007-06-21 | Degussa Gmbh | Lagerstabile Beschichtungszusammensetzung für eine abriebfeste und witterungsbeständige Ausstattung glatter anorganischer Oberflächen mit "Easy-to-clean"-Eigenschaften |
| US8258206B2 (en) | 2006-01-30 | 2012-09-04 | Ashland Licensing And Intellectual Property, Llc | Hydrophobic coating compositions for drag reduction |
| US20080221263A1 (en) | 2006-08-31 | 2008-09-11 | Subbareddy Kanagasabapathy | Coating compositions for producing transparent super-hydrophobic surfaces |
| FI122754B (fi) | 2008-06-27 | 2012-06-29 | Lauri Ylikorpi | Pinnoitekoostumus ja menetelmä sen valmistamiseksi |
| US8147607B2 (en) | 2009-10-26 | 2012-04-03 | Ashland Licensing And Intellectual Property Llc | Hydrophobic self-cleaning coating compositions |
| WO2011090156A1 (ja) * | 2010-01-25 | 2011-07-28 | セントラル硝子株式会社 | 防曇性物品 |
| US20130109261A1 (en) | 2010-07-09 | 2013-05-02 | Luna Innovations | Coating systems capable of forming ambiently cured highly durable hydrophobic coatings on substrates |
| JP2013142097A (ja) | 2012-01-10 | 2013-07-22 | Toyota Motor Corp | 撥水撥油性被膜、及び当該被膜の形成方法 |
| WO2014095299A1 (en) | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Unilever N.V. | Composition for hydrophobic coating |
| GR20150100187A (el) * | 2015-05-04 | 2017-01-17 | Νικολαος Δημητριου Παπαδοπουλος | Μεθοδος αποκαταστασης υποστρωματων και αναπτυξης προστατευτικης υδατο/ελαιο-απωθητικης επικαλυψης υψηλης αντοχης |
-
2022
- 2022-08-01 GR GR20220100627A patent/GR20220100627A/el unknown
- 2022-10-21 EP EP22386069.3A patent/EP4317098A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4317098A1 (en) | 2024-02-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2344597B1 (en) | Silica coating for enhanced hydrophilicity | |
| US5482768A (en) | Surface-treated substrate and process for its production | |
| US9206335B2 (en) | Silica coating for enhanced hydrophilicity | |
| US6277485B1 (en) | Antisoiling coatings for antireflective surfaces and methods of preparation | |
| EP1960814B1 (en) | Article coated with a ultra high hydrophobic film and process for obtaining same | |
| KR100573350B1 (ko) | 친수화 왁스 조성물 | |
| MXPA97004190A (es) | Tratamiento superficial repelente al agua conactivacion acida | |
| KR20150040310A (ko) | 방오성 하드 코트 및 방오성 하드 코트 전구체 | |
| WO2007102960A2 (en) | Hydrophobic self-cleaning coating compositions | |
| GR20220100627A (el) | Μεθοδος αναπτυξης προστατευτικων και ευκολα καθαριζομενων νανοεπικαλυπτικων συστηματων υψηλης αντοχης για πολλαπλα υποστρωματα | |
| CN108300299A (zh) | 一种具有防滑功能的保护性涂层组合物、涂布制品及其制备方法 | |
| US6599634B2 (en) | Fluorine-containing organic silicon compound, water repellent composition containing it, and surface-treated substrate and process for its production | |
| US6399688B1 (en) | Coating composition and coating method | |
| JP4706097B2 (ja) | 表面処理層を有する基材とその製造方法 | |
| JP3315004B2 (ja) | 表面処理された基材およびその製造方法 | |
| JP2001205747A (ja) | 表面処理層を有する基材およびその製造方法 | |
| JPH0786146B2 (ja) | 撥水撥油防汚性被膜及びその製造方法 | |
| US6500553B1 (en) | Substrate having treated surface layers and process for producing it | |
| JPH05279499A (ja) | 表面処理された基材 | |
| JPH0827456A (ja) | 表面処理剤および表面処理された基材 | |
| JP2003171621A (ja) | 親水化ワックス組成物 | |
| JP5429042B2 (ja) | 親水性被膜形成用塗工液およびそれを用いた親水性被膜 | |
| JPH11181412A (ja) | 表面処理剤および処理基材 | |
| CN1984969A (zh) | 亲水性组合物，生产它们的方法，和涂有该组合物的基材 | |
| JPH04328188A (ja) | 建築・建装用物品 |