Состав для обработки изделий из стекла Советский патент 1991 года по МПК C03C23/00 C11D7/04 

Изобретение относится к обработке изделий из стекла и может быть использовано при подготовке поверхности стеклянных заготовок после операции механической обработки.

Цель изобретения - повышение качества обработки поверхности.

Сущность изобретения состоит в следующем

Основной задачей подготовки поверхности изделий из стекла является удапение сорбированных загрязнений с поверхности и придание поверхности постоянных физико-химических свойств по всей площади и во времени. Действие состава реализуется по принципу химического взаимодействия компонентов с поверхностью стекла: в контактной зоне лимонная кислота реагирует с силикатными фазами стекла, а фторион, образованный в результате гидролиза фторида аммония, с кремнекислородной основой стекла, равномерно растворяя поверхностный слой Вследствие этого все загрязнения полностью десорбируются с поверхности детали.

Предлагаемый состав характеризуется повышенной комплексообразующей емкостью, во-первых, за счет комплексообразующей способности лимонной кислоты, которая при взаимодействии с продуктами реакции и десорбированными загрязнениями поверхности образует комплексы, во- вторых, за счет наличия комплексона (производной аминоуксусной кислоты), которые относятся к мультидентатным хелато- образующим реагентам, присоединяющим не только катионы, окислы металлов и металлы, но и составляющие абразивного материала Процессы комплексообразования проходят как в объеме обрабатывающего раствора, так и на поверхности детали, что приводит к плотной упаковке продуктов реакций и десорбировэнных загрязнений в объеме обрабатывающего раствора в процессе обработки с образованием пространственной структуры типа незамкнутые соты В процессе комплексообразования и насыщения комплексона происходит изменение пространственной структуры незамкнутых сот вследствие замыкания при образовании водородных связей, возникает

СО

с

о о ю ю

ON 00

напряжение водородных связей. За счет этого происходит расширение еще неиспользованных незамкнутых сот и интенсификация процессов комплексо- образования,

Таким образом, совокупность процессов комплексообразования лимонной кислоты и комплексона приводит к образованию устойчивой упорядоченной структуры в объеме обрабатывающего состава, где окислы редкоземельных элементов, окислы металлов и катионы являются ядром комплексов, равномерно распределенных по всему объему состава. За счет плотной и прочной упаковки всех видов загрязнений в процессе комплексообразования не происходит вторичной сорбции загрязнений из обрабатывающего состава на поверхность стеклянных изделий. Высокое качество поверхности после обработки гарантировано независимо от характера и величины загрязнений.

Совокупность лимонной кислоты, цитрата калия и натриевых соединений, образовавшихся в процессе обработки стеклянных деталей, обеспечивает постоянство рН среды в контактной зоне в интервале 1,08-4,8 (цитратная буферная система), практически не зависимое от температуры. Таким образом, обработку поверхности стеклянных деталей проводят при стабильных параметрах обрабатывающей среды, что обеспечивает равномерность воздействия состава в каждой точке поверхности.

При обработке поверхности стеклянных деталей в предлагаемом составе на поверх ности стекла протекают ионообменные процессы, в результате которых ионы натрия поверхностного слоя стекла замещаются ионами калия из объема обрабатывающего раствора, Ионы калия, имеющие больший ионный радиус, внедряясь в поверхностный слои, создают внутреннее напряжение сжатия, в результате чего процесс самодиффузии иона натрия в объеме стекла и в приповерхностном слое ограничивается. Вследствие этого практически полностью предотвращаются процессы выщелачивания поверхности стеклянных деталей в процессе их эксплуатации и их хранения.

Снижение концентрации лимонной кислоты менее 0,5 мас.% создает условия обра- ботки в слабокислых средах, что интенсифицирует процессы выщелачивания с поверхности стеклянных изделий и снижает качество обработки поверхности за счет появления скрытых дефектов типа растрав, являющихся результатом протекания процессов коррозии на поверхности стекла.

Повышение концентрации лимонной кислоты более 1 мас.% нецелесообразно, так как избыток лимонной кислоты снижает растворимость комплексона и приводит к

уменьшению комплексообразующей емкости состава в целом При ;том наблюдается прирост точечных дефектов за счет вторичной сорбции .знмь иг обрабатывающего состава на поверхчосги стекла.

При уменьшении .чонцентрации комп- лексообразующего соединения менее 0,05 мас.% процессы комплексообразования значительно замедляются за счет снижения комплексообразующей емкости состава.

При увеличении концентрации комплексо- образующего соединения более 0,1 мас.% снижается его растворимость. Нерастворимые частицы комплексона нарушают целостность пространственной структуры

состава, снижая его комплексообразующую способность, вследствие чего ухудшается качество обработки поверхности и наблюдается рост дефектности в виде точек. При снижении концентрации фторида аммония

менее 0,05 мас.% снижается полирующая способность состава, вследствие чего менее интенсивно протекают процессы десорбции загрязнений с поверхности стекла и ухудшается качество обработки поверхносто.

Увеличение концентрации фторида аммония более 0,15 мас.% приводит к интенсификации химического взаимодействия в местах локальных микронарушений фториона с кремнекислородной основой стекла. За счет этого увеличивается глубина микрорельефа и рост вторичной сорбции загрязнений в локальных областях микронарушений поверхности.

Как уменьшение концентрации цитрата калия менее 0,05 мас.%, так и увеличение его концентрации, более 0,1 мас.% не обеспечивает создания цитратной буферной системы и постоянства рН обрабатывающего

5 состава, вследствие чего снижается равномерность обработки поверхности в каждой ее точке.

Указанные составы приготавливались следующим образом,

0 Навески компонентов загружали в полиэтиленовый сосуд с расчетным количеством деионизованной воды в следующей последовательности: комплексообразую- щее соединение, лимонная кислота, фторид

5 аммония, цитрат калия. Каждый компонент добавляет после растворения предыдущего компонента. Смесь перемешивали в течение 1-2 мин, фильтровали через батистовую ткань и заливали в ультразвуковую ванну.

Для сравнения был приготовлен известный состав по прототипу.

Стеклянные заготовки из известковоси- ликатного стекла размером 102 х 102 хЗ мм, очковые линзы диаметром 60 мм помеща- лись в кассеты по 20 шт. и проходили обработку в составах в течение 4 мин при комнатной температуре с ультразвуковым воздействием частотой 22 кГц. После обработки в составе заготовки и линзы промыва- ли в проточной деионизованной воде в течение 4 мин, обрабатывали в изопропило- вом спирте в течение 4 мин и сушили в парах изопропилового спирта.

Контроль чистоты поверхности стеклян- ных заготовок и очковых линз осуществлялся визуально в луче коллимированного ультрафиолетового источника в отраженном свете. Оценка качества поверхности проводилась также визуально в пучке кол- лимированного источника света с длиной волны 480-560 нм.

Плотность дефектов определялась путем подсчета дефектов на единицу поверхности на оптическом микроскопе Ортоплан при 500х увеличении.

Качество обработки стеклянных заготовок и очковых линз оценивалось по величине пассивации вторичной сорбции, которая определялась методом конденсации водяных паров и рассчитывалась по формуле SK

m

-« 100 % . опл

где SK - площадь конденсации водяных паров;

Зпл - площадь пластины. Полученные результаты приведены в таблице,

Формула изобретения Состав для обработки изделий из стекла, включающий лимонную кислоту, комп- лексообразующее соединение из ряда производных аминоуксусной кислоты, соль аммония и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки поверхности, он дополнительно содержит цитрат калия, а в качестве соли аммония используют фторид аммония при следующем содержании компонентов, мас.%: Лимонная кислота 0,5-1,0

Комплексообразующее соединение0,05-0,1

Фторид аммония . 0,05-0,15

Цитрат калия0,05-0,1

ВодаОстальное

Изобретение относится к обработке изделий из стекла и может быть использовано при подготовке поверхности стеклянных заготовок после операции механической обработки. С целью повышения качества обработки поверхности состав для обработки изделий из стекла содержит следующие компоненты, мас.%: лимонная кислота 0,5 - 1,0

комплексообразующее соединение 0,05 - 0,1

фторид аммония 0,05 - 0,15

цитрат калия 0,05 - 0,1 и вода остальное. Плотность микродефектов размером *98 2,0 мкм см^-2 составляет 0,01 - 0,05.

Лимонная кислота

Нитрилтриуксусная кислота

Динатриевая соль этилен- диаминтетрауксусной кислоты

Этилендиаминтетрауксус- ная кислота

Фторид аммония Цитрат калия Карбонат аммония

Амин те тр аук су сн ая кислота

Отмывочный препарат ОП-7

Вода

0,5 0,05

0,7

0,07

1,0

0,4

0,04

1,2

99,35 99,06 98,65 99,48 98,4

1,0

0,4

1,2

0,7

0,07

0,04

0,7 0,7

0,3 97,6

Плотность микродефектов размером 2,0 мкм,

стеклянных заготовок

очковых линз

Наличие следов грязи, разводов, потеков

стеклянные заготовки очковые линзы

Коэффициент пассивации вторичной сорбции при обработке, %

Продолжение таблицы

0,1 0,08

0,08 0,09

0,12 0,15

+

+

+ +

+ +