NL8601225A - METHOD FOR APPLYING A POLYTETFLUOROETHENE COATING ON GLASS - Google Patents

Description

't'* N.0. 33868 ^'t' * N.0. 33868 ^

Werkwijze voor het aanbrengen van een polytetrafluoretheenbekleding op glas.Method for applying a polytetrafluoroethylene coating to glass.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het aanbrengen 5 van een polytetrafluoretheen (PTFE)-bekleding op glas, waarbij onder de term ’glas’ zowel vlak glas als glazen voorwerpen zoals schalen en dergelijke vallen.The invention relates to a method for applying a polytetrafluoroethylene (PTFE) coating to glass, wherein the term "glass" includes both flat glass and glass objects such as dishes and the like.

Zoals bekend is het reeds geruime tijd mogelijk op metalen voorwerpen op o.a huishoudelijk gebied bijvoorbeeld braad- en kookpannen alsook 10 bakvormen een PTFE-bekleding aan te brengen, welke bekleding het grote voordeel bezit, dat het reinigen van dergelijke voorwerpen na gebruik op eenvoudige en snelle wijze kan geschieden.As is known, it has been possible for some time to apply a PTFE coating to metal objects in, for example, the household area, for example frying pans and cooking pans as well as baking tins, which coating has the great advantage that cleaning such objects after use can be done quickly and easily. can be done in a manner.

Getracht is derhalve naast de metalen voorwerpen ook glazen voorwerpen van een dergelijke inerte PTFE-bekleding te voorzien. Ondanks 15 intensief onderzoek is men daarin echter tot nu toe niet geslaagd. De reden hiervoor is zeer waarschijnlijk gelegen in het feit, dat het oppervlak van glas, dat als tamelijk inert kan worden gekwalificeerd, volledig van dat van metalen voorwerpen verschilt. Het probleem, dat namelijk bij het bekleden van glas optrad, was dat het PTFE geen of geen 20 goede hechting aan het glas vertoonde en derhalve gemakkelijk van het glas losliet.It has therefore been attempted to provide glass objects with such an inert PTFE coating in addition to the metal objects. Despite intensive research, however, efforts have so far been unsuccessful. The reason for this is most likely due to the fact that the surface of glass, which can be qualified as quite inert, is completely different from that of metal objects. Namely, the problem that occurred with the glass coating was that the PTFE showed little or no good adhesion to the glass and thus easily peeled off the glass.

Aanvraagster heeft nu verrassenderwijze een werkwijze gevonden voor het aanbrengen van PTFE op glas, dat aan een speciale voorbewerking is onderworpen.Applicant has now surprisingly found a method for applying PTFE to glass that has been subjected to a special pre-treatment.

25 De in de aanhef aangeduide werkwijze volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat men a) het te bekleden glas aan een straalbewerking met een SiO£-houdend straalmiddel onderwerpt; b) het gestraalde oppervlak van het glas met een etsmiddel behandelt; 30 c) het behandelde oppervlak van het glas aan de inwerking van een sterk vet/olie-verwijderend middel blootstelt; d) het glas met het olie/vetvrije oppervlak met een organisch droogmiddel droogt; e) vervolgens het glas in een droge, schone atmosfeer van het droogmid-35 del bevrijdt; en f) op het behandelde oppervlak van het glas PTFE aanbrengt.The method according to the invention indicated in the preamble is characterized in that a) the glass to be coated is subjected to a blasting operation with a SiO-containing blasting agent; b) treating the blasted surface of the glass with an etchant; C) exposing the treated surface of the glass to the action of a strong grease / oil removing agent; d) drying the glass with the oil / grease-free surface with an organic desiccant; e) then free the glass from the desiccant in a dry, clean atmosphere; and f) apply PTFE to the treated surface of the glass.

Meer in het bijzonder kan ten aanzien van de afzonderlijke trappen het volgende worden opgemerkt.More specifically, the following can be noted with regard to the individual steps.

Trap (a) van de werkwijze volgens de uitvinding wordt uitgevoerd om 40 het oppervlak van het glas te vergroten en te verruwen. Om echter het 8601225 , - 2 glasoppervlak niet te veel te beschadigen past men een Sit^-houdend straalmiddel toe waarbij het glas een licht mat oppervlak verkrijgt. In dit verband wordt gewezen op het feit, dat wanneer men met aluminiumoxi-de (AI2O3) straalt, het oppervlak van het glas geheel mat wordt en 5 de sterkte van het glas vanwege de aan het oppervlak aangebrachte grote beschadigingen aanzienlijk afneemt. Een dergelijk straalmiddel kan men derhalve niet bij de werkwijze volgens de uitvinding toepassen.Step (a) of the method according to the invention is performed to enlarge and roughen the surface of the glass. However, in order not to damage the glass surface 8601225, - 2 too much, a Sodium-containing blasting agent is used, whereby the glass obtains a slightly matt surface. In this connection, it is pointed out that when radiating with aluminum oxide (Al2O3), the surface of the glass becomes completely matte and the strength of the glass decreases considerably because of the large damage caused to the surface. It is therefore not possible to use such a blasting agent in the method according to the invention.

Met het oog op het bovenstaande wordt naar voren gebracht, dat bij het stralen met een Si02*-houdend straalmiddel, dat met voordeel een zo 10 hoog mogelijk Si02"gehalte, bijvoorbeeld ten minste 95% SiÜ2 bevat, de sterkte van het glas optimaal blijft. Bij voorkeur past men als straalmiddel kwartsglas met een deeltjesgrootte van 70-110ym toe.In view of the above, it is pointed out that when blasting with a SiO2 * -containing blasting medium, which advantageously contains the highest possible SiO2 "content, for example at least 95% SiO2, the strength of the glass remains optimal Quartz glass with a particle size of 70-110 µm is preferably used as the blasting agent.

Bij trap (b) van de werkwijze volgens de uitvinding wordt het ge-straalde oppervlak van het glas met een etsmiddel behandeld om het glas·* 15 oppervlak schoon te maken, d.w.z. de uit losse deeltjes bestaande ver-ontreiniging los te maken van het glasoppervlak en de door het stralen ontstane verruwing gelijkmatiger te maken. Met voordeel kan als etsmid-del een HF-oplossing in water, bij voorkeur in een concentratie van 5-15% of een geconcentreerde loog zoals NaOH of KOH worden toegepast.In step (b) of the method according to the invention, the blasted surface of the glass is treated with an etchant to clean the glass surface, ie to loosen the particulate contamination from the glass surface and to make the roughening created by blasting more even. Advantageously, an HF solution in water, preferably in a concentration of 5-15% or a concentrated caustic solution such as NaOH or KOH, can be used as an etchant.

20 Bij de derde trap (c) van de werkwijze volgens de uitvinding wordt het geëtste oppervlak van het glas met een vet/olie-verwijderend middel, met voordeel een geconcentreerd zuur zoals HNO3 of H2SO4 of geconcentreerd zoutzuur behandeld. Dit geconcentreerde zuur verwijdert namelijk de laatste vet- en olieresten, die nog op het glasoppervlak aanwe-25 zig zijn.In the third step (c) of the method according to the invention, the etched surface of the glass is treated with a grease / oil removing agent, advantageously a concentrated acid such as HNO3 or H2SO4 or concentrated hydrochloric acid. Namely, this concentrated acid removes the last grease and oil residues, which are still present on the glass surface.

Een verder voordeel van de toepassing van dergelijke geconcentreerde zuren is de uitwisseling van in het glasoppervlak aanwezige ijzerio-nen door waterstof ionen van het geconcentreerde zuur. Deze verwijdering van de ijzerionen uit het glasoppervlak wordt zinvol geacht aangezien de 30 aanwezigheid ervan schijnbaar niet bevorderlijk is voor de hechting van de PTFE-bekleding aan het glasoppervlak.A further advantage of the use of such concentrated acids is the exchange of iron ions present in the glass surface with hydrogen ions of the concentrated acid. This removal of the iron ions from the glass surface is considered useful since its presence is apparently not conducive to the adhesion of the PTFE coating to the glass surface.

In trap (d) wordt het glas met het olie/vetvrije oppervlak met een organisch droogmiddel gedroogd. Als organisch droogmiddel kan een alcohol zoals methanol of ethanol of ook andere organische droogmiddelen zo-35 als met voordeel aceton worden toegepast. De viscositeit van de droogmiddelen dient klein te zijn opdat een dergelijk droogmiddel gemakkelijk in de poriën van het glasoppervlak kan doordringen en de daarin aanwezige resterende hoeveelheid water kan meenemen.In step (d), the glass with the oil / grease-free surface is dried with an organic desiccant. As the organic drying agent, an alcohol such as methanol or ethanol or also other organic drying agents such as acetone can advantageously be used. The viscosity of the desiccants should be low so that such desiccant can easily penetrate into the pores of the glass surface and take away the residual amount of water contained therein.

In trap (e) wordt het glas in een droge schone atmosfeer van het 40 droogmiddel bevrijd. Met voordeel past men hierbij schone lucht en bij 8601225 • -1 3 voorkeur gezuiverde perslucht toe. Het gebruik van normale perslucht wordt niet aangeraden aangezien daarbij het risico te groot is, dat allerlei vuil·* en oliedeeltjes op het gereinigde glasoppervlak terecht komen, hetgeen niet bevorderlijk is voor de hechting van de PTFE-bekle-5 ding aan het glasoppervlak.In step (e), the glass is freed from the desiccant in a dry clean atmosphere. It is advantageous to use clean air and, for example, 8601225 • -1 3 purified compressed air. The use of normal compressed air is not recommended as there is too great a risk of all kinds of dirt and oil particles ending up on the cleaned glass surface, which is not conducive to the adhesion of the PTFE coating to the glass surface.

Als PTFE-produkten kunnen de door E.I. du Pont de Nemours & Company onder de handelsnaam "Teflon" in de handel gebrachte produkten worden toegepast.As PTFE products, E.I. du Pont de Nemours & Company are used products marketed under the trade name "Teflon".

10 De uitvinding wordt aan de hand van de onderstaande voorbeelden nader toegelicht. Hierbij is In de voorbeelden Ι-Γ7 Pyrexglas en in voorbeeld V Symaxglas toegepast, welke glastypen aan de volgende voorbe-werking werden onderworpen: 1) stralen met "industrieel" kwartsglas met een deeltjesgrootte van 15 70-U0ym; 2) spoelen met een 10% HF-oplossing in water gedurende 1 minuut; 3) spoelen met kokend salpeterzuur gedurende 0,5 minuut; 4) spoelen met methanol gedurende 0,5 minuut en 5) drogen aan de lucht respektievelijk met goed gefilterde perslucht.The invention is further elucidated by means of the examples below. In Examples-7 Pyrex glass and in example V Symax glass was used, which glass types were subjected to the following pre-processing: 1) blasting with "industrial" quartz glass with a particle size of 70-µm; 2) rinse with a 10% HF solution in water for 1 minute; 3) rinse with boiling nitric acid for 0.5 minute; 4) rinse with methanol for 0.5 minute and 5) air dry or well filtered compressed air, respectively.

20 Na de trappen 1, 2 en 3 wordt het glas steeds met (dubbel) gedes- tilleerd water gespoeld.After steps 1, 2 and 3, the glass is always rinsed with (double) distilled water.

Voorbeeld IExample I

Op bovenstaande wijze aangegeven voorbewerkt Pyrexglas werd door middel van verstuiven met Teflon van het type "Bakeware 955*-Z*-63516" be· 25 kleed. De Teflonbekleding had een dikte van 4~5ym en werd na aandrogen gedurende 5 minuten bij 105eC bij een temperatuur van 300°C gedurende 15 minuten gesinterd. De hechting van de Teflonbekleding aan het glas kon als bijzonder goed worden aangemerkt.Prepared Pyrex glass as indicated above was coated by spraying with Teflon of the type "Bakeware 955 * -Z * -63516". The Teflon coating had a thickness of 4 ~ 5 µm and was sintered for 5 minutes at 105 ° C at a temperature of 300 ° C for 15 minutes after drying. The adhesion of the Teflon coating to the glass could be regarded as particularly good.

Voorbeeld IIExample II

30 Voorbewerkt Pyrexglas werd door middel van verstuiven met twee lagen Teflonmateriaal bekleed, namelijk Teflon van het type "Electrical Appliancess 459-520" in een dikte van 4*-5ym en Teflon van het type "Electrical Appliancess 456-396" in eveneens een dikte van 4-5ym. Alvorens de tweede Teflonlaag werd aangebracht werd de eerste Teflonlaag ge-35 durende 10 minuten bij 105°C gedroogd. Na aanbrengen van de tweede Teflonlaag werd de Teflonbekleding bij een temperatuur van 400°C gedurende 15 minuten gesinterd.Pre-processed Pyrex glass was spray-coated with two layers of Teflon material, namely Teflon of the type "Electrical Appliancess 459-520" in a thickness of 4 * -5ym and Teflon of the type "Electrical Appliancess 456-396" in a thickness of 4 * -5ym. from 4-5ym. Before the second Teflon layer was applied, the first Teflon layer was dried at 105 ° C for 10 minutes. After application of the second Teflon layer, the Teflon coating was sintered at a temperature of 400 ° C for 15 minutes.

De volgens dit voorbeeld verkregen proefplaat had zeer goede eigenschappen voor wat betreft de hechting van de Teflonbekleding op het 40 glas.The test plate obtained according to this example had very good properties as regards the adhesion of the Teflon coating to the glass.

8601225 ψ 48601225 ψ 4

Voorbeeld IIIExample III

Overeenkomstig dit voorbeeld werd voorbewerkt Pyrexglas van een tweetal lagen Teflon voorzien. De primer Teflonlaag van het type "Industrial Fep 850*314" werd door dompelen aangebracht, waarna de top·" 5 laag "Industrial Fep 856*204" door middel van verstuiven werd aange* bracht.In accordance with this example, prepared Pyrex glass was provided with two layers of Teflon. The primer Teflon layer of the type "Industrial Fep 850 * 314" was applied by dipping, after which the top "5 layer" Industrial Fep 856 * 204 "was applied by spraying.

De primer*laag werd gedurende 10 minuten bij een temperatuur van 105°C gedroogd, waarbij na aanbrengen van de Teflon*toplaag de Teflon·» bekleding bij een temperatuur van 315°C gedurende 10 minuten werd gesin* 10 terd.The primer layer was dried for 10 minutes at a temperature of 105 ° C, after which the Teflon coating was applied for 10 minutes after application of the Teflon top layer, at a temperature of 315 ° C.

De Teflonbekleding vertoonde een zeer goede hechting aan het glasoppervlak.The Teflon coating showed very good adhesion to the glass surface.

Voorbeeld IVExample IV

Overeenkomstig de in voorbeeld III beschreven methode werd voorbe* 15 werkt Pyrexglas door middel van dompelen van een Teflon*»primer van het type "Industrial. Fep. 850*314" en na een aandroogtijd van 10 minuten bij 105 °C door middel van verstuiven van een Teflon*toplaag van het type "Topcoat 456/395” voorzien. De Teflonbekleding werd vervolgens gedurende 10 minuten bij 430°C gesinterd.In accordance with the method described in Example III, Pyrex glass was prepared by dipping a Teflon * primer of the type "Industrial. Fep. 850 * 314" and after a drying time of 10 minutes at 105 ° C by spraying provided with a Teflon * top layer of the type "Topcoat 456/395". The Teflon coating was then sintered at 430 ° C for 10 minutes.

20 Ook bij deze proefplaat is de hechting van de Teflonbekleding aan het glasoppervlak bijzonder goed.The adhesion of the Teflon coating to the glass surface is also particularly good with this test plate.

Voorbeeld VExample V

Op bovenstaande wijze aangegeven voorbewerkt Symaxglas werd door middel van verstuiven met Teflon van het type "Bakeware 955*2*63516" be* 25 kleed. De Teflonbekleding had een dikte van 4*5ym en werd na aandrogen gedurende 5 minuten bij 105°C gesinterd bij een temperatuur van 300°C gedurende 15 minuten. De hechting van de Teflonbekleding aan het glas werd als bijzonder goed beoordeeld.Prepared Symax glass as indicated above was coated by spraying with Teflon of the type "Bakeware 955 * 2 * 63516". The Teflon coating had a thickness of 4 * 5 µm and, after drying, was sintered at 105 ° C for 5 minutes at a temperature of 300 ° C for 15 minutes. The adhesion of the Teflon coating to the glass was rated as particularly good.

86012258601225

Claims (13)

1. Werkwijze voor het aanbrengen van een polytetrafluoretheen (PTFE)-bekleding op glas, met het kenmerk, dat men 5 a) het glas aan een straalbewerking met een Si02~houdend straalmiddel onderwerpt; b) het gestraalde oppervlak van het glas met een etsmiddel behandelt; c) het behandelde oppervlak van het glas aan de inwerking van een vet/olie-verwijderend middel blootstelt; 10 d) het glas met het olie/vetvrije oppervlak met een organisch droogmiddel droogt; e) vervolgens het glas in een droge schone atmosfeer van het droogmiddel bevrijdt; en f) op het behandelde oppervlak van het glas PTFE aanbrengt.Method for applying a polytetrafluoroethylene (PTFE) coating to glass, characterized in that a) the glass is subjected to a blasting operation with a SiO2-containing blasting agent; b) treating the blasted surface of the glass with an etchant; c) exposing the treated surface of the glass to the action of a grease / oil removing agent; D) drying the glass with the oil / grease-free surface with an organic desiccant; e) then free the glass from the desiccant in a dry, clean atmosphere; and f) apply PTFE to the treated surface of the glass. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men in trap (a) als straalmiddel een Si02-houdend materiaal met een gehalte aan ten minste 95% Si0£ toepast.Process according to claim 1, characterized in that in step (a) a SiO 2 -containing material with a content of at least 95% SiO 2 is used as the blasting agent. 3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat men in trap (a) kwartsglas toepast.Process according to claim 2, characterized in that quartz glass is used in step (a). 4. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat men in trap (b) een HF-oplossing in water toepast.Method according to one or more of claims 1-3, characterized in that an HF solution in water is used in step (b). 5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat men in trap (b) een 5-15%’s HF-oplossing in H2O toepast.5. Process according to claim 4, characterized in that in step (b) a 5-15% HF solution in H2O is used. 6. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-3, met het 25 kenmerk, dat men in trap (b) een geconcentreerde loog toepast.6. Process according to one or more of claims 1-3, characterized in that a concentrated caustic is used in step (b). 7. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat men in trap (c) als vet/olie—verwijderend middel een geconcentreerd zuur toepast.Process according to one or more of Claims 1 to 6, characterized in that a concentrated acid is used as the fat / oil-removing agent in step (c). 8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat men als .30 geconcentreerd zuur HNQ3 of H2SO4 toepast.8. Process according to claim 7, characterized in that as .30 concentrated acid HNQ3 or H2SO4 is used. 9. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-8, met het kenmerk, dat men in trap (d) als organisch droogmiddel een alcohol zoals methanol of ethanol toepast.Process according to one or more of Claims 1 to 8, characterized in that an alcohol such as methanol or ethanol is used as organic desiccant in step (d). 10. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-8, met het 35 kenmerk, dat men in trap (d) als organisch droogmiddel een keton zoals aceton toepast.10. Process according to one or more of claims 1-8, characterized in that a ketone such as acetone is used as organic desiccant in step (d). 11. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-10, met het kemnerk, dat men trap (e) met behulp van gezuiverde perslucht uitvoert.Method according to one or more of claims 1-10, characterized in that step (e) is carried out with the aid of purified compressed air. 12. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-11, met het 40 kenmerk, dat men in trap (f) het PTFE in ten hoogste drie lagen 8601225 1 * opbrengt.12. Method according to one or more of claims 1-11, characterized in that in step (f) the PTFE is applied in at most three layers 8601225 1 *. 13. Met PTFE beklede glazen voorwerpen, verkregen onder toepassing van de werkwijze volgens een of meer der conclusies 1"12. **** 8601225PTFE coated glass articles obtained by using the method according to one or more of claims 1 "12. **** 8601225