Способ окрашивания поверхности стекла Советский патент 1983 года по МПК C03C17/22 

8

о о

QO

ОС 1 Изобретение относится к технологии химической обработки стекла для окраски поверхности и может быть использовано в производстве газоинди каторных панелей (ГИП), выполненных из фотоситалла. Надежность работы приборов, удобство и комфорт при их эксплуатации во многом определяется качеством ГИП, которое, в первую очередь, зави сит от цвета решеток, т.е. от степени их черноты, определяющей контраст ность цифр, что обеспечивает более четкую читаемость и воспринимаемость Известен способ окраски стекол путем пиролитического разложения на поверхности ацетилацетонатов металлов, в том числе и марганца f1 Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ окра шивания неорганических стекол, включающий Предварительную ионообменную обработку в восстановительной атмосфере поверхности стекла введением металла из группы, включающей Sn, As, РЪ в -состоянии низшей валентности, 3aj-eM обработку соединениями Со, Fe, АИ, Си, Мп и Ni при i 50-700C , Известные способы не обеспечивают равномерного окрашивания поверхности стекла в темный цвет , а также сохранени первоначальных размеров изделия. Кроме того, процесс обработки ведут при повышенных температурах, что при водит к деформации изделий. Цель изобретения - обеспечение равномерного окрашивания изделий из фоточувствительного стекла в темный цвет без изменения Герметрических размеров изделий. Поставленная цель достигается тем что согласно способу окрашивания поверхности стекла путем обработки ее солью металла и термообработки при 80-500°С предварительную термообраэотку изделий бсуществляют при 80100 С в течение ч, а обработку ведут раствором кристаллогидрата хлористого марганца с плотностью 1,5-1,6 г/см. П р и м е р 1 . Матричные решетки из фотоситалла ФС-127-1 состава, мас.: SiOj 7,2+1,0; , 8,5i1,0i Znp 2,SiO,i, Ll20 10,5iO,7; KgO 4,,3 размером 11004100 мм, содер жащие порядка 10 тыс. отверстий, используемые как цифровь1е плоские инди 80.2 каторы с внутренней памятью и большой яркостью свечения в приборах отображающей информации, обрабатывают в расплаве MnCl2 HgO при 100°С в течение 5 ЧВанна для обработки изделий выполнена из нержавеющей стали или термостойкого пластика с пазами по боковым граням. Обезжиренные и смоченные поверхностно-активным веществом (21-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 кристаНлизации 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 фoтocиtaллa обеспечивается наличием ионов -х валентного марганца (), образующихся при разложении хлористого марганца. Способность к окрашиванию и степень , закрашивания стекла определяется его составом. При термообработке возможно получение марганца разной валентности (МпО , МпоО,, МпО), обуславливаемое средой, способствующей окислению 2-х валентного марганца как в 3-х, так и в t-x валентное состояние. С помощью рентгеновского микроанализа установлено, что глубина диффузионного слоя составляет величину в 20-25 мкм. П р и м е р 2. Матричные решетки из фотоситалла обрабатывают в растворе MnfJl ц-1.0 при .и плотности раствора 1,6 г/см в течение 1,0 ч. Условия обработки аналогичны примеру 1. После термообработки решетки также окрашиваются в тёмно-коричневый цвет без изменения параметров отверстий. . П р и м е р 3 . Матричные решетки ГИП из фотоситалла ФС-127 1 обрабаты100

85 70

То же

5 5 .11.

150

Раствор МпС xkE (плотностьпри 70°С Ь5 5Ьб18г/с110

желкори

Параметры

Расплав , равотверстийпрозрачен й не изменяются , в пределах 0,6iO,05

То же

То же ||.

Расплав мутнеет из-за выпаданиякристаллов соли на дне ванны и на решетках, возникаеттрудность извлечения изделий из ванны

Расплав

-11коричломутнеет, (разуете бося пленетлыека и Х2Н20 м поверхности

-||

Раствор прозрачный80 ваются в концентрированном растворе MnCl2- HrtO (плотность раствора 70°с). Условия ооработки аналогичны примеру 1. В таблице показано влияние ионообменной обработки на состояние-кат ричных решеток из фотоситалла ФС-127-1.

100

/ск,

100

loo

р

/см Л

100

10

100

10

/см100

Темно-коричневыйдо черноты

100

Темно-коРаствор

Менее интенсивный, копрозрачричневыйный

Светло-коричневый

То же

Слегка потемнели

Темно-коричневый

Темно-коричневый

На поверхности пластин пленка продуктов разложения закрывает 45-50% от, верстий, пленка оставляетслед на руке

20-30 о- ричневый верстий закрыто продуктами разложенияПосле термообработки цвет светложелтых матричных решеток становится темно-коричневым, параметры отверсти не изменяются. Из таблицы следует, что использование расплава хлористого марганг ца или его концентрированного раствора для обработки матричных решеток из фотоситалла обеспечивает их окрашивание в темно-коричневый цвет при сохранении геометрических размеров отверстий неизменными. Использование раствора хлористого марганца меньшей концентрации (плотность раствора при меньше 1,5 г/см ) не обеспечивает интенсивности закраш вания.. Процесс обработки решеток в соли Марганца проводят при 80-100°С (58ЬО С - температура плавления тетрагидрата хлористого марганца). При 80°С соль в ванне полностью расплавлена, ванна равномерно прогрета, расплав (раствор) прозрачен. Выше тетрагидрат теряет кристаллизационную воду, превращаясь в MnCl2 температура плавления кЬ торого выше, и на поверхности распла ва начинает образовываться при выдер ке пленка, плохо плавящаяся при пов торномиспользовании ванны. Обработка решеток при температуре, близкой к температуре плавления.соли (б570°С), затруднительна, так как при малейшем понижении температуры воз80можна 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 из фотоситалла в расплаве МпСЗд о способствует 100 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 из 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.