DE3720905A1 - Verfahren zum verhindern von anlaufen von oberflaechen - Google Patents

Verfahren zum verhindern von anlaufen von oberflaechen

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DE3720905A1
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Minoru Ueno
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Nogawa Chemical Co Ltd
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Nogawa Chemical Co Ltd
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    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment 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
    • B05D3/10Pretreatment 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/28Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material
    • C03C17/32Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material with synthetic or natural resins

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern von Anlaufen und Beschlagen von transparenten, reflektierenden Oberflächen durch Dampf und ähnlichem.
Es ist bekannt, daß Anlaufen von Glas und organischen Hochmolekularsubstanzen wie Cellulosepolymeren, Polykarbonaten, Polymethylmetacrylaten und ähnlichen zu verhindern, indem man diese mit Zusammensetzungen behandelt, die
  • (1) hydrophobe und wasserabstoßende Materialien einschließlich Silikonharzen, Fluorharzen und ähnlichen,
  • (2) hydrophile Materialien einschließlich oberflächenaktiven Agens und ähnlichen und
  • (3) oberflächenaktive Agens, die einer Substanz zur Hydrolyse des Polymers zugegeben wurden,
enthalten.
Die obengenannten Methoden sind durchgeführt worden, aber bei allen ergaben sich Probleme im Bezug auf die Beständigkeit nach der Antibeschlag- oder Antianlaufbehandlung.
Bei den bekannten Verfahren ist die Wirksamkeit der Antibeschlagbehandlung von kurzer Dauer, so daß die Wirkung der Behandlung und die Anwendbarkeit der zur behandelnden Gegenstände gering ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein effektives Verfahren aufzuzeigen, das das Anlaufen und Beschlagen von Oberflächen wie Glas, organischen Hochmolekulargewichtssubstanzen und ähnlichen durch Dampf und ähnliches verhindert. Es soll ein Verfahren aufgezeigt werden, um eine Anti-Beschlagsbehandlung durchzuführen, die unterschiedlich zu den bekannten Verfahren ist und das es möglich macht, daß die Anti-Beschlagsbehandlung Kontinuität und ausgezeichnete Beständigkeit in der Ausführung hat. Insbesondere soll ein Verfahren aufgezeigt werden, das das Anlaufen von
  • (1) medizinischen Masken und Strahlenschutzmasken,
  • (2) verschiedenen Helmen und Visieren für Feuerwehrleute Motorradfahrer, Astronauten und ähnlichen,
  • (3) Schwimmbrillen, Tauchermasken und ähnlichem,
  • (4) Korrekturbrillen,
  • (5) Spiegel für Badezimmer und Toiletten,
  • (6) Fensterscheiben für Motorfahrzeuge, Schiffe, Flugzeuge und ähnlichem,
  • (7) medizinische Endoskope,
  • (8) Kameralinsen, Filterlinsen,
  • (9) Beobachtungsfenster, die an verschiedenen Apparaturen angebracht sind, und
  • (10) Abdeckgläser für verschiedene Instrumente
verhindert.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Die Ansprüche 2 bis 12 beschreiben bevorzugte Ausführungsformen.
Indem man die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte der Reihe nach durchführt, ist es möglich die zu behandelnde Oberfläche mit einer Antibeschlagswirkung zu versehen.
Unter den organischen Hochmolekulargewichtssubstanzen, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden können, sind Cellulose-Polymere, Polycarbonate, Polymethylmetacrylate und ähnliches eingeschlossen.
Bei dem Verfahren reagiert die Hydroxylgruppe der Hochmolekulargewichtssubstanz, wie z. B. Cellulose, die nach der Hydrolyse entsteht mit Cyanurchlorid (2,4,6-Trichlor-1,3,5-triazin) chemisch an der zu behandelnden Oberfläche. Man nimmt an, daß die Chlorgruppe im Cyanurchlorid und die Fluorgruppe des oberflächenaktiven Agens oder das Silicon des oberflächenaktiven Agens entsprechend der folgenden chemischen Reaktion umgesetzt werden,
wobei YH oder NH₂, X-OH eine Hochmolekulargewichtssubstanz mit einer Hydroxylgruppe, die zum Beispiel eine Cellulose darstellt, Rf eine Alkylgruppe von 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, die eine Silicon- oder Fluorgruppe hat und X eine ganze Zahl von 1 bis 20, vorzugsweise von 2 bis 10 ist.
Das folgende Beispiel, das nicht als Einschränkung angesehen werden soll, erläutert das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.
Beispiel
Eine Dispersionslösung wird vorbereitet, in der 20 g Cellulose in einer Mischung von 30 ml Dioxan und 70 ml destilliertem Wasser dispergiert wird. Die Flüssigkeit wird auf eine Glasoberfläche aufgetragen. Die Oberfläche ist auf ungefähr 0°C herabgekühlt und die Reaktion wird 15 Minuten lang fortgeführt, während man tropfenweise 1,0 g Cyanurchlorid zugibt.
Das umgesetzte Substrat wird dann durch tropfenweise Zugabe von 20 ml 5%iger Kaliumhydroxydlösung über einen Zeitraum von 10 Minuten hydrolisiert. Das hydrolisierte Substrat bzw. der hydrolisierte Schichtträger wird dann mit 3,5%iger Salzsäure neutralisiert. Das neutralisierte Substrat wird dann mit Wasser gewaschen und getrocknet. Anschließend wird es mit einer Wasserdispersion eines fluorhaltigen, oberflächenaktiven Agens der folgenden Formel umgesetzt,
RfCH₂CH₂O(CH₂CH₂O) X H
worin Rf CF₃ und X 2 ist. Danach wird das umgesetzte Substrat mit 20 ml einer 5%igen Kaliumhydroxydlösung 10 Minuten lang hydrolisiert, mit 3,5%iger Salzsäure neutralisiert und dann gewaschen.
Andere passende, in der Erfindung benutzbare, oberflächenaktive Substanzen sind in Kirk und Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology Vol. 19, Seiten 531-554 unter dem Titel "Nonionic Sufactant", die hierzu als Quelle angegeben wird, veröffentlicht.
Die Anlaufbedingungen wurden zwischen dem nach dem Beispiel behandelten Substrat und einer unbehandelten Substanz verglichen, indem beide unter denselben Bedingungen Dampf ausgesetzt wurden. Das behandelte Substrat lief nicht an.
Weiterhin verliert im Vergleich eine mit handelsüblichen Silicon-Antibeschlagagens behandelte Substanz einen wesentlichen Teil ihrer Antibeschlagwirkung nach mehreren Benutzungen, während die erfindungsgemäß behandelte Substanz einen halbdauernden Bestand zeigt.

Claims (12)

1. Verfahren zum Verhindern des Anlaufens von aus Glas, organischen Hochmolekulargewichtssubstanzen und ähnlichem bestehenden Oberflächen, welches die folgenden Schritte beinhaltet:
  • (A) Auftragen einer Dispersionsflüssigkeit, welche eine organische Hochmolekulargewichtssubstanz enthält, die eine verfügbare Hydroxylgruppe nach einer Hydrolysereaktion besitzt,
  • (B) einwirken lassen von Cyanurchlorid auf die daraus resultierende Oberfläche,
  • )(C) hydrolisieren der reagierten Oberfläche mit einer Base,
  • (D) neutralisieren der alkalibehandelten Oberfläche mit einer Säure,
  • (E) einwirken lassen eines nichtionischen oberflächenaktiven Agens, das eine Fluor- oder eine Silicongruppe hat und eine NH₂-Gruppe oder ein OH-Atom an dem Ende des Moleküls hat, auf die neutralisierte Oberfläche,
  • (F) hydrolisieren der reagierten Oberfläche mit einer Base, und dann
  • (G) neutralisieren der hydrolisierten Oberfläche mit einer Säure.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche aus einem Polymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polykarbonaten, Polymethylmetacrylaten, Cellulose und Derivaten davon, besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche transparent ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochmolekulargewichtssubstanz Cellulose ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersionslösung eine Dioxan-Wasser-Lösung ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Filmbildung die Dispersionslösung auf die Oberfläche mit einem Haftmittel aufgetragen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche nach der oder den Neutralisationstufe(n) gewaschen und getrocknet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Base Kaliumhydroxyd ist.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säure Salzsäure ist.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtionische oberflächenaktive Agens die Formel RfCH₂CH₂O(CH₂CH₂O) X Ybesitzt, worin Y ein Wasserstoff- oder Aminorest, Rf eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, die eine Fluor- oder Silicongruppe hat, und X 1 bis 20 ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Rf eine fluorierte Alkylgruppe mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen ist.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Rf CF₃, Y Wasserstoff und X 2 ist.
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