JP5748044B2 - ポリマー表面と改質されたガラス表面との間に界面を有する物品 - Google Patents
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Description
本出願は、2007年6月11日に出願の米国仮特許出願番号第61/002、003号明細書の利益を主張する。
本発明は、ポリマーとガラス表面との間に接着界面を有する物品に関する。
(a)ガラス表面、およびガラス表面の少なくとも一部分と接触して配置され、そして結合しているナノスケールの無機酸化物粒子の層を含む改質された表面を有するガラス基材、および、
(b)改質されたガラス表面と接触して配置され、そして結合しているポリマー層、
を含む物品を対象にする。
第2の形態において、本発明は、ガラスとポリマー表面との界面を形成させる前に、ガラス表面の少なくとも一部分を、ナノスケールの無機酸化物粒子を用いて処理して、表面の一部分上に大量の粒子を堆積させることを含む、ガラス表面とポリマー表面との界面の加水分解安定性を改善するための方法を対象にする。
(a)ガラス表面、およびガラス表面の少なくとも一部分上に吸着されたナノスケールの無機酸化物粒子の層を含む改質された表面を有するガラス基材、ならびに、
(b)改質されたガラス表面上において支持され、そして接着的に結合しているポリマー被膜の層、
を含む。
(a)表面を有するガラス基材、
(b)表面の少なくともの一部分と接触して配置され、そして結合しているナノスケールの無機酸化物粒子の層、
(c)ナノスケールの無機酸化物粒子の層の少なくとも一部分上に配置された紙シートまたはポリマーシート、および、
(d)紙シートまたはポリマーシートとナノスケールの無機酸化物粒子の層との間に配置され、ナノスケールの無機酸化物粒子の層に結合しかつ紙シートまたはポリマーシートに結合している、接着性ポリマーの層、
を含む薄板状物品である。
(a)ガラス表面、およびガラス表面の少なくとも一部分上に吸着されたナノスケールの無機酸化物粒子の層を含む改質された表面を有するガラス基材、
(b)改質された表面の少なくとも一部分上において支持された紙シートまたはポリマーシート、および、
(c)紙シートまたはポリマーシートと改質された表面との間に配置され、そして改質された表面および紙シートまたはポリマーシートに接着的に結合している接着性ポリマーの層を含む薄板状物品である。
(a)ポリマーマトリックス、ならびに、
(b)ガラス繊維(その少なくとも一部分は、ガラス表面、およびガラス表面の少なくとも一部分の上に吸着されたナノスケールの無機酸化物粒子の層を含む改質された表面を有し、マトリックスを強化するためにポリマーマトリックス中に配置されている。)、
を含むガラス繊維強化複合物品である。
例1および1Cのシラン化された(silanized)スライドガラスを次のようにして作製した。
例2および2Cのコーティングされたガラス基材を次のように作製した。
例2C−2のパネルを5分間pH1.5の水中に浸漬した。
例2C−3のパネルを5分間0.1MのNaNO3溶液中に浸漬し、
例2C−4のパネルを5分間pH1.5の0.1MのNaNO3溶液中に浸漬し、そして
例2−2のパネルを5分間酸化セリウム分散体中に浸漬した。
例3および3Cの紙ラベル/ガラス積層体を、以下のように製造し、そして試験した。6つの接着剤付き紙ラベル(Avery Dennison)を適用することによって、例3の紙ラベル/ガラス積層体を作製し、パネルのそれぞれの面が3つのラベルを有するように、(例2において上記の様に処理されたそれぞれの)酸化セリウム処理されたパネルに適用した。未処理のきれいなガラスパネルに類似の様式で接着剤付き紙ラベルを適用することによって、例3Cの紙ラベル/ガラス積層体を作製した。
例4および4Cのポリマー接着ラベル/ガラス積層体を、以下のように製造し、そして試験した。6つの接着剤付きプラスチックラベル(Avery Dennison)を適用することにより例4のポリマー接着ラベル/ガラス積層体を、パネルのそれぞれの面が3つのラベルを有するように、酸化セリウム処理されたガラスパネル(例2において上記の様に処理された)に適用した。未処理のきれいなガラスパネルに類似の様式で、接着剤付きプラスチックラベルを適用することによって、例4Cの紙ラベル/ガラス積層体を作製した。
例5および5Cの紙ラベルおよびポリマーラベル/ガラス積層体を以下のように製造し、そして試験した。例5の紙ラベルおよびポリマーラベル/ガラス積層体を、(例2中で上記のように処理された)酸化セリウム処理されたガラスパネルのそれぞれの面上に1つの接着剤付き紙ラベルおよび1つの接着剤付きプラスチックラベルを適用することによって、作製した。未処理のきれいなガラスパネルに類似の様式で、接着剤付きプラスチックラベルを適用することによって、例5Cの紙およびポリマーラベル/ガラス積層体を製造した。
例6および6Cのエナメルコーティングされたガラスパネルを以下のように製造し、そして試験した。アルキドエナメル(Kern aqua alkyd enamel、 Sherwin Williams)の被膜を、15ミルの厚さを有するように(例3中で上記のように処理された)酸化セリウム処理されたガラスパネルに適用し、そして最低3日間硬化させることによって、例6のエナメルコーティングされたガラスパネルを作製した。未処理のガラスパネルに類似の様式でエナメルの被膜を適用することによって、例6Cのコーティングされたガラスパネルを作製した。
例7のポリウレタンコーティングされたガラスパネルを以下のように製造し、そして試験した。水性ポリウレタン分散体の被膜を、酸化セリウム処理されたガラスパネル、および未処理のガラスパネル上に適用し、そして上記に記載した条件によって硬化させた。両パネル上の被膜のクロスハッチパターンをスコアリングした後で、パネルを沸騰水中に1時間浸漬した。図7は、沸騰水中に1時間浸漬した後のガラスパネル上のポリウレタン被膜を示し;例7Cの未処理のガラスパネルが左側であり、そして例7のセリウム処理されたガラスパネルが右側である。沸騰水中での浸漬の15分以内に未処理のパネル上に被膜は、ガラス表面から剥離した。試験の全期間にわたって処理されたパネル上の被膜で類似の剥離は観察されなかった。
例8のアクリルコーティングされたガラスパネルを以下のように製造し、そして試験した。アクリルエナメル(表面エナメル高い光沢アクリルラテックス、 Sherwin Williams)の被膜を、酸化セリウム処理されたガラスパネル、および未処理のガラスパネル上に適用し、そして上記に記載した条件により硬化させた。両方のパネル上の被膜のクロスハッチパターンをスコアリングした後で、パネルを沸騰水中に1時間浸漬した。図8は、沸騰水中に1時間浸漬した後のガラスパネル上のアクリルエナメル被膜を示し;例8Cの未処理のガラスパネルが右側であり、そして例8のセリウム処理されたガラスパネルが右側である。沸騰水中への浸漬の15分以内に未処理のパネル上の被膜は、ガラスから剥離した。試験の全期間にわたって処理されたパネル上の被膜で類似の剥離は観察されなかった。次に、処理されたパネルを乾燥させ、そしてガラス上の被膜の接着を、クロスハッチ試験を使用して試験した。被膜は、処理された表面(5B)上で優れた接着を示した。
3にpHを調整し、そして0.1モル/リッターの硝酸ナトリウムを含む水中酸化ジルコニウムナノ粒子(直径約5nm)の1wt%分散体(Alfa Easer)中にフロートガラスをディッピングすることにより、平板酸化ジルコニウム処理されたガラスパネルを作製した。
(態様)
(態様1)
(a)ガラス表面、および該ガラス表面の少なくとも一部分と接触して配置され、そして結合しているナノスケールの無機酸化物粒子の層を含む改質された表面を有するガラス基材、ならびに、
(b)該改質されたガラス表面と接触して配置され、そして結合しているポリマー層、
を含む、物品。
(態様2)
該ガラスが、シリカから誘導されている、態様1の物品。
(態様3)
該ガラス基材が、平面パネル、成形された容器、または繊維である、態様1の物品。
(態様4)
該無機酸化物が、酸化鉄、酸化ジルコニウムおよび酸化セリウムから選択される無機酸化物を含む、態様1の物品。
(態様5)
該無機酸化物が、酸化セリウムを含む、態様1の物品。
(態様6)
該ガラス表面上に該ナノスケールの粒子を直接吸着させることによって、該ナノスケールの無機酸化物粒子の少なくとも一部分が、該ガラス表面に結合している、態様1の物品。
(態様7)
該ナノスケールの無機酸化物粒子の層が、ナノスケールの無機酸化物粒子の単層である、態様1の物品。
(態様8)
該物品の該ポリマー層(b)が、有機被膜の層である、態様1の物品。
(態様9)
該ポリマー層が、ポリマー感圧性接着剤の層である、態様1の物品。
(態様10)
該物品が、該ナノスケールの無機酸化物粒子の層の少なくとも一部分上に配置した紙シートまたはポリマーシートをさらに含み、そして該物品の該ポリマー層(b)が、該紙シートまたはポリマーシートと改質されたガラス表面との間に配置され、該改質されたガラス表面に結合しかつ該紙シートまたは該ポリマーシートに結合している接着性ポリマーの層である、態様1の物品。
(態様11)
該ポリマー(b)が、ポリマーマトリックスを構成し、そして該ガラス基材(a)が、該ポリマーマトリックス中に分散したガラス強化剤を構成する、該物品が、複合構造物である態様1の物品。
(態様12)
該ガラス基材が、平面ガラスパネルであり、そして該ポリマー層が、ポリマー被膜の層である、態様1の物品。
(態様13)
ナノスケールの無機酸化物粒子を用いて、該ガラス表面の少なくとも一部分を処理して、該ガラス表面と該ポリマー表面との該界面を形成する前に、該表面の該部分上に大量のそうした粒子を堆積させることによって、該ガラス表面を改質する工程を含む、ガラス表面とポリマー表面との界面の加水分解安定性を改善する方法。
(態様14)
該ガラス表面の上に、該ナノスケールの無機酸化物粒子を直接吸着させることによって、該ガラス表面が改質される、態様13の方法。
(態様15)
該ポリマー層が、該改質されたガラス表面上において支持されたポリマー被膜の層である、態様13の方法。
(態様16)
該ポリマー層が、該改質されたガラス表面上において支持されたポリマー接着剤の層である、態様13の方法。
(態様17)
(a)ガラス表面、および該ガラス表面の少なくとも一部分上に吸着されたナノスケールの無機酸化物粒子の層を含む改質された表面を有するガラス基材、ならびに、
(b)該改質されたガラス表面上において支持され、そして接着的に結合している有機ポリマー被膜の層、
を含む、物品。
(態様18)
(a)ガラス表面、および該ガラス表面の少なくとも一部分上に吸着されたナノスケールの無機酸化物粒子の層を含む改質された表面を有するガラス基材、
(b)改質された表面の少なくとも一部分上において支持された紙シートまたはポリマーシート、ならびに、
(c)該紙シートまたはポリマーシートと該改質された表面との間に配置され、そして該改質された表面および該紙シートまたはポリマーシートに接着的に結合された、接着性ポリマーの層、
を含む、薄板状物品。
(態様19)
(a)ポリマーマトリックス、ならびに、
(b)ガラス繊維であって、ガラス表面、および該ガラス表面の少なくとも一部分上に吸着されたナノスケールの無機酸化物粒子の層を含む改質された表面を少なくともその一部分が有し、該ポリマーマトリックスを強化するために該ポリマーマトリックス中に配置された、ガラス繊維、
を含む、ガラス繊維強化複合物品。
Claims (19)
- (a)ガラス表面、および該ガラス表面と粒子との間になんら結合剤または中間層なしで該ガラス表面の少なくとも一部分と接触して配置され、そして結合しているナノスケールの無機酸化物粒子の層を含む改質された表面を有するガラス基材であって、スラリーから該ガラス表面上に該ナノスケールの粒子を直接吸着させることによって、該ナノスケールの無機酸化物粒子の少なくとも一部分が、該ガラス表面に結合しており、該ナノスケールの無機酸化物粒子の層が、ナノスケールの無機酸化物粒子の単層であり、
該無機酸化物は、酸化セリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化ビスマス、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化鉄、およびそれらの混合物からなる群から選択される、ガラス基材と、
(b)該改質されたガラス表面と接触して配置され、そして結合しているポリマー層であって、該ポリマー層が、ポリマー感圧性接着剤の層である、ポリマー層と、
を含む、物品であって、
該物品が、該ナノスケールの無機酸化物粒子の層の少なくとも一部分上に配置した紙シートまたはポリマーシートをさらに含み、そして該物品の該ポリマー層(b)が、接着性ポリマーの層であって、該紙シートまたはポリマーシートと改質されたガラス表面との間に配置され、該改質されたガラス表面に結合しかつ該紙シートまたは該ポリマーシートに結合している接着性ポリマーの層であり、
該物品が、
該改質された表面を有する該ガラス基材と、
改質された表面の少なくとも一部分上において支持された該紙シートまたは該ポリマーシートと、
該紙シートまたはポリマーシートと該改質された表面との間に配置され、そして該改質された表面および該紙シートまたはポリマーシートに接着的に結合された、接着性ポリマーの該層と、
を含む、薄板状物品である、物品。 - 該ガラスが、シリカから誘導されている、請求項1の物品。
- 該ガラス基材が、平面パネル、成形された容器、または繊維である、請求項1の物品。
- 無機酸化物が、酸化鉄、酸化ジルコニウムおよび酸化セリウムから選択される無機酸化物を含む、請求項1の物品。
- 該無機酸化物が、酸化セリウムを含む、請求項1の物品。
- 該ナノスケールの無機酸化物粒子が、該ガラス表面上に該ナノスケールの粒子を直接吸着させることによって、該ガラス表面に結合したナノスケールの無機酸化物粒子からなる、請求項1の物品。
- 該ナノスケールの無機酸化物粒子の層が、ナノスケールの無機酸化物粒子の単層からなる、請求項1の物品。
- 該ガラス基材が、平面ガラスパネルである、請求項1の物品。
- (a)ガラス表面、および該ガラス表面の少なくとも一部分と接触して配置され、そして結合しているナノスケールの無機酸化物粒子の層を含む改質された表面を有するガラス基材であって、該ガラス表面と粒子との間になんら結合剤または中間層なしでスラリーから該ガラス表面上に該ナノスケールの粒子を直接吸着させることによって、該ナノスケールの無機酸化物粒子の少なくとも一部分が、該ガラス表面に結合しており、該ナノスケールの無機酸化物粒子の層が、ナノスケールの無機酸化物粒子の単層であり、
該無機酸化物は、酸化セリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化ビスマス、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化鉄、およびそれらの混合物からなる群から選択される、ガラス基材と、
(b)該改質されたガラス表面と接触して配置され、そして結合している、ポリマー層と、
を含む、物品であって、
該物品が、該ポリマー(b)がポリマーマトリックスを構成し、そして該ガラス基材(a)が該ポリマーマトリックス中に分散したガラス強化剤を構成する、複合構造物であり、
該物品が、該ナノスケールの無機酸化物粒子の層の少なくとも一部分上に配置した紙シートまたはポリマーシートをさらに含み、そして該物品の該ポリマー層(b)が、接着性ポリマーの層であって、該紙シートまたはポリマーシートと改質されたガラス表面との間に配置され、該改質されたガラス表面に結合しかつ該紙シートまたは該ポリマーシートに結合している接着性ポリマーの層であり、
該物品が、
該改質された表面を有する該ガラス基材と、
改質された表面の少なくとも一部分上において支持された該紙シートまたは該ポリマーシートと、
該紙シートまたはポリマーシートと該改質された表面との間に配置され、そして該改質された表面および該紙シートまたはポリマーシートに接着的に結合された、接着性ポリマーの該層と、
を含む、薄板状物品である、物品。 - 該無機酸化物が、酸化セリウムを含む、請求項9の物品。
- 該無機酸化物が、酸化鉄、酸化ジルコニウム、および酸化セリウムから選択される無機酸化物を含む、請求項9の物品。
- 該ナノスケールの無機酸化物粒子の層が、該ガラス表面上に該ナノスケールの粒子を直接吸着させることによって、該ガラス表面に結合したナノスケールの無機酸化物粒子の単層からなる、請求項4の物品。
- (a)ガラス表面、および該ガラス表面と粒子との間になんら結合剤または中間層なしで該ガラス表面の少なくとも一部分と接触して配置され、そして結合しているナノスケールの無機酸化物粒子の層を含む改質された表面を有するガラス基材であって、スラリーから該ガラス表面上に該ナノスケールの粒子を直接吸着させることによって、該ナノスケールの無機酸化物粒子の少なくとも一部分が、該ガラス表面に結合しており、該ナノスケールの無機酸化物粒子の層が、ナノスケールの無機酸化物粒子の単層であり、
該無機酸化物は、酸化セリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化ビスマス、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化鉄、およびそれらの混合物からなる群から選択される、ガラス基材と、
(b)該改質されたガラス表面と接触して配置され、そして結合しているポリマー層であって、該ポリマー層が、ポリマー感圧性接着剤の層である、ポリマー層と、
を含む、物品を製造し、該ガラス表面と該ポリマーの表面との界面の加水分解安定性を改善する方法であって、
該ナノスケールの無機酸化物粒子を用いて、該ガラス表面の少なくとも一部分を処理して、該ガラス表面と該ポリマー表面との該界面を形成する前に、該ガラス表面の該部分上にそうした粒子を堆積させることによって、該ガラス表面を改質する工程と、
該改質したガラス表面と接触し、かつ結合したポリマー層を配置する工程とを含み、
該物品が、該ナノスケールの無機酸化物粒子の層の少なくとも一部分上に配置した紙シートまたはポリマーシートをさらに含み、そして該物品の該ポリマー層(b)が、接着性ポリマーの層であって、該紙シートまたはポリマーシートと改質されたガラス表面との間に配置され、該改質されたガラス表面に結合しかつ該紙シートまたは該ポリマーシートに結合している接着性ポリマーの層であり、
該物品が、
該改質された表面を有する該ガラス基材と、
改質された表面の少なくとも一部分上において支持された該紙シートまたは該ポリマーシートと、
該紙シートまたはポリマーシートと該改質された表面との間に配置され、そして該改質された表面および該紙シートまたはポリマーシートに接着的に結合された、接着性ポリマーの該層と、
を含む、薄板状物品である、方法。 - (a)ガラス表面、および該ガラス表面の少なくとも一部分上に吸着されたナノスケールの無機酸化物粒子の層を含む改質された表面を有するガラス基材であって、該ガラス表面と該ナノスケールの無機酸化物粒子との間になんら結合剤または中間層なしでスラリーから該ガラス表面上に該ナノスケールの粒子を直接吸着させることによって、該ナノスケールの無機酸化物粒子の少なくとも一部分が、該ガラス表面に結合しており、該ナノスケールの無機酸化物粒子の層が、ナノスケールの無機酸化物粒子の単層であり、
該無機酸化物は、酸化セリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化ビスマス、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化鉄、およびそれらの混合物からなる群から選択され、そして該無機酸化物粒子は、結合したまたは吸収されたイオンをさらに含むことができる、ガラス基材と、
(b)該改質されたガラス表面上において支持され、そして接着的に結合している有機ポリマー被膜の層と、
を含む、物品であって、
該物品が、該ナノスケールの無機酸化物粒子の層の少なくとも一部分上に配置した紙シートまたはポリマーシートをさらに含み、そして該物品の該ポリマー層(b)が、接着性ポリマーの層であって、該紙シートまたはポリマーシートと改質されたガラス表面との間に配置され、該改質されたガラス表面に結合しかつ該紙シートまたは該ポリマーシートに結合している接着性ポリマーの層であり、
該物品が、
該改質された表面を有する該ガラス基材と、
改質された表面の少なくとも一部分上において支持された該紙シートまたは該ポリマーシートと、
該紙シートまたはポリマーシートと該改質された表面との間に配置され、そして該改質された表面および該紙シートまたはポリマーシートに接着的に結合された、接着性ポリマーの該層と、
を含む、薄板状物品である、物品。 - 該物品が、
該改質された表面を有する該ガラス基材と、
改質された表面の少なくとも一部分上において支持された該紙シートと、
該紙シートと該改質された表面との間に配置され、そして該改質された表面および該紙シートに接着的に結合された、接着性ポリマーの該層と、
を含む、薄板状物品である、請求項1の物品。 - 該物品が、
(a)該ポリマーマトリックスと、
(b)ガラス強化剤に含まれるガラス繊維であって、ガラス表面、および該ガラス表面の少なくとも一部分上に吸着されたナノスケールの無機酸化物粒子の層を含む改質された表面を少なくともその一部分が有し、該ポリマーマトリックスを強化するために該ポリマーマトリックス中に配置され、そして、該ガラス表面上に該ナノスケールの粒子を直接吸着させることによって、該ナノスケールの無機酸化物粒子の少なくとも一部分が、該ガラス表面に結合しており、該ナノスケールの無機酸化物粒子の層が、ナノスケールの無機酸化物粒子の単層である、ガラス繊維と、
を含む、ガラス繊維強化複合物品である、請求項9の物品。 - 該無機酸化物が、酸化鉄、酸化ジルコニウム、および酸化セリウムから選択される無機酸化物を含む、請求項14の物品。
- 該無機酸化物が、酸化ジルコニウムと酸化セリウムとから選択され、1〜5nmの粒径を有する無機酸化物を含む、請求項14の物品。
- 該有機ポリマー被膜が、ビニルラテックス、アクリルラテックス被膜、アルキド被膜、ポリエステル被膜、エポキシ被膜、ポリウレタン被膜、ポリエステル被膜、およびアクリル被膜からなる群から選択される、請求項14の物品。
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