Способ окрашивания поверхности стекла

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ONllV3CI

РЕСПУБЛИК

„ЯЦ„„1008180

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3317559/29-33 (22) 16.07.81 (46) 30.03.83. Бюл. и 12 (72) В.С. Кошелькова, В.Н. Сигаев, А.П. Пикалев, Е.А. !Оатилова, П.И. Литвинов, В.К. Фролов и

Б.А. Дорошенко (53) 666. 1.056 (088.8) (56) 1. Патент СЯА Р" 4170460, кл. 65/30, опублик. 1979.

2. Патент СССР II 297177, кл. С 03 С 17/22, 1965 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОКРАШИВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ СТЕКЛА пу тем оброс т ки ее солью металла и термообработки при

480"500 С, отличающийся тем, что, с целью обеспечения равномерного окрашивания изделий иэ фоточувствительного стекла в темный цвет без изменения геометрических размеров иэделий, осущес твляют предварительную термообработку изделий при о0-100 С в течение 5-10 и, а обработку ведут в расппаве кр,ic.т. плогидрата хлористого марганца или в растворе его с плотностью 1,5-1,6 г/см

Ло

1008

Изобретение относится к техноло- гии химической обработки стекла для окраски поверхности и может быть использовано в производстве гаэоиндикаторных панелей (ГИП), выполненных 5 из фотоситалла.

Надежность работы приборов, удобство и комфорт при их эксплуатации во многом определяется качеством

ГИП, которое, в первую очередь, эави- 10 сит от цвета решеток, т.е. от степени их черноты, определяющей контрастность цифр, что обеспечивает более четкую читаемость и воспринимаемость.

Известен способ окраски стекол 15 путем пиролитического разложения на поверхности ацетилацетонатов металлов, в том числе и марганца (1 )

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае- 20 мому результату является способ скрашивания неорганических стекол, включающий предварительную ионообменную обработку в восстановительной атмосфере поверхности стекла введением 25 металла иэ группы, включающей Бп, As, Pb в состоянии низшей валентности, затем обработку соединениями Со, Ye, Ap;, Гп, Мп и Ni при 450-700 С (2 .

Известные способы не обеспечивают равномерного окрашива ния поверхности стекла в темный цвет, а также сохранения первоначальных размеров иэделия.

Кроме того, процесс обработки ведут

35 при повышенных температурах, что приводит к деформации изделий.

Цель изобретения — обеспечение равномерного окрашивания изделий из фоточувствительного стекла в темный цвет без изменения геометрических размеров изделий.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу скрашивания поверхности стекла путем, обработки ее олью металла и термообработки при л5

80-500 С предварительную термообраотку изделий осуществляют при 80100 С в течение 5-10 ч, а обработку ведут раствором кристаллогидрата хлористого марганца с плотностью

1, 5-1, 6 г/см .

Пример 1 . Матричные решетки иэ фотоситалла ФС- 127-1 состава, мас.3:,"-1О 74,2+ 1,0; А1>0> 8,5л 1,0;

Knq 2,5%0,4, Та20 10,5+0 7; К>0

4,2л 0,3 размером 1100 1100 мм, содержащие порядка 10 тыс. отверстий, используемые как цифровые плоские инди180

2 каторы с внутренней памятью и большой яркостью свечения в приборах отображающей информации, обрабатывают в расплаве МпС12 4Н О при 100 С в течение 5 ч.

Ванна для обработки изделий выполнена из нержавеющей стали .или термостойкого пластика с пазами по боковым граням. Обезжиренные и смоченные поверхностно-активным веществом (27. -ным раствором пирофосфата натрия) матричные решетки опускают в разогретую ионообменную ванну по пазам и обрабатывают в вертикальном положении на расстоянии 3-5 мм друг от друга. Цвет исходных решеток светло-желтый. После выдержки решеток в ванне их извлекают и промывают в проточной воде. После просушивания решетки подвергают термообработке в режиме кристаЪлизации фоточувствительного стекла в фотоситалле при 480500 С с длительностью процесса в 23 ч, с использованием того же оборудования, что и при обычном процессе кристаллизации. Это упрощает процесс окрашивания решеток.

После термообработки цвет матричных решеток становится темно-коричневым и соответствует (по установленному в ТУ визуальному контролю) эталону на продукцию. Параметры отверстий в результате обработки не изменяются и также отвечают требованиям ТУ на изделия.

В процессе обработки решеток в ванне соль марганца диффундирует в поверхностные слои стекла. Темный цвет решеток из фотоситалла обеспечивается наличием ионов 4-х валентного марганца (Мп ), образующихся

npvi разложении хлористого марганца.

Способность к окрашиванию и степень закрашивания стекла определяется его составом. При термообработке возможно получение марганца разной валентности (МтР, Ип О, ИпО), обуславливаемое средой, способствующей окислению 2-х валентного марганца как в 3-х, так и в 4-х валентное сос" тояние.

С помощью рентгеновского микроанализа установлено, что глубина диффузионного слоя составляет величину в 20-25 мкм.

Пример 2. Матричные решетки из фотоситалла оГрабатывают в растворе I lnr"1 4Н Р при 100 С

Режим обработки

Цвет и сос"

I тояние матПримечание

Изменение геометрических размеров отверстий, мм

Температура, С

Вид ионообменной среды

Время выдержки ч ричных решеток после термообработки

Исходное

Светло-желтьил

Расплав

МпС х4Н

100

Темно-коричневый, равномерный

Параметры отверстий не изменяются в пределах

0,640,05

Расплав прозрачен

То же

5

То же

То же

»II»

То we

1 I»

Расплав мутнеет из-за вы падания кристаллов соли на дне ванны и на решетках воз» никает трудность извлечения изделий из ванны

Расплав мутнеет, образуется пленм ИВС3ф кЗН О Ж юверхмости

»11»

150

Темно-коричневый, локальные более светлые участки

Раствор х4н ( (плотность при 70ОС

1,5451,618 г/сР

100

Раствор прозрачный

Темно-коричневый равномерный

« II»

3 100&180 4. и плотности раствора 1,6 г/см в те- ваются в концентрированном растворе чение 140 ч. Условия обработки аыало- MnC1> 4Н>0 (плотность раствора гичны примеру 1. После термообработ- 1, 5 г/смзпри 70 С}. Условия обработки ки решетки также окрашиваются в аналогичны примеру 1. темно-коричневый цвет без изменения s В таблице показано влияние ионопараметров отверстий. : обменной обработки на состояние-.мат - -- = =--.-:

Пример 3, Матричные решетки ричных решеток из Фотоситалла

ГИП из фотоситалла ФС-127-1 обрабаты- ФС-127- 1.

d

Продолжение таблицьг1008180

Режим обработки

Изменение геометрических

Время выдержки., ч

Вид ионообменной среды

100

Раствор араметры отверстий непрозрачный изменяются в пределе

0,610,05

100

То же

100

Слегка потемнели

100

Темно коричневый

100

Темно-коричневый

100

Темно-коричневый до черноты пленки тавляет след на руке

100

Темно-коричневый

Диаметр отверстий уменьшился в пределе

0,50-0," закрыто продуктами разложения

Раствор

MnC1.„х х411 0 (плотность при

70 с

1,400 c/см"!

Расплав

Мп &2% х4н л

Раствор

МпГ3у х4ПгЛ (плотность при

70 с

1, 5451,618 г/гм

Расплав

MnCly х4ц о

Раствор

МпГ, х4н и (плотностьь

1,5451,618 г/см

Расплав

MnСЗу х4 1120

Раствор

MnC+ х41! ) (плотность

7, 1,545 г/см

Температура, С о

Цвет и состояние матричных решеток после термообработки

Менее интенсивный, коричневый

Светло-коричневый размеров отверстий, мм

Диаметр отверстий уменьшился за счет продуктов разложения, в пределе

0,3-0,4

Примечание

На поверхности пластин пленка продуктов разложения закрывает

45-503 отверстий, пленка ос20-30 о-.— верстий

1008

Составитель Г. Буровцева

Редактор Ю. Ковач Техред Е.Харитончик Корректор . И. Сулла

Заказ 2259/31 Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская" наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

После термообработки цвет светложелтых матричных решеток становится темно-коричневым, параметры отверстий не изменяются.

Из таблицы следует, что использование расплава хлористого марган-. ца или его концентрированного раствора для обработки матричных решеток из фотоситалла обеспечивает их окрашивание в темно-коричневый цвет при t0 сохранении геометрических размеров отверстий неизменными. Использование раствора хлористого марганца меньшей концентрации (плотность раствора при 70 С,меньше 1,5 г/см ) Is не обеспечивает интенсивности закрашивания..

Процесс обработки решеток в соли марганца проводят при 80-100 С (58о

60 С - температура плавления тетра- го гидрата хлористого марганца). При

80 С соль в ванне полностью расплаво лена, ванна равномерно прогрета, расплав (раствор) прозрачен. Выше

100 С тетрагидрат теряет кристалли- 25 зационную воду, превращаясь в

МпО1 . 2Fy0, температура плавления к0торого выше, и на поверхности расплава начинает образовываться при выдержке пленка, плохо главящаяся при noa" торном использовании ванны. Обработка решеток при температуре, близкой к температуре плавления. соли (6570 С), затруднительна, так как при малейшем понижении температуры воз180 8 можна кристаллизация расплава, что затрудняет извлечение хрупких решеток из ионообменной среды.

При обработке решеток в ионообменной среде менее 5 ч не обеспечивается требуемая интенсивность закрашивания, а увеличение ее свыше 10 ч нецелесообразно, так .как это не оказывает уже влияния на цвет решеток.

Обработка матричных решеток в ванне, включающей ионы меди, никеля, хрома и др, элементов, не обеспечила их закрашивания в равномерный темный цвет.

Обработка матричных решеток иэ фотоситалла в расплаве МпС3 4Н20 способствует 100Ф снижению брака изделий на несоответствие требованиям

ТУ по цвету, что гарантируется равномерным закрашиванием поверхности изделий в темно-коричневый цвет.

Это обеспечивает значительный экономический эффект, так как решетки дороги и их технология изготовления сложна.

Использование разработанного состава ванны для закрашивания матричных решеток иэ фотоситалла в темный цвет обеспечивает достижение значительного экономического эффекта за счет снижения брака решеток на несоответствие требованиям ТУ по цвету и улучшения качества информационных приборов.