CZ20031755A3 - Způsob výroby vícevrstvého produktu, aplikace tohoto způsobu a použití prostředku pro zvýšení adheze - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se v obecné rovině týká vícevrstvých prvků vytvořených z přinejmenším jednoho anorganického substrátu, zejména potom substrátu tvořeného sklem, opatřeného povlakem anorganické látky, zvláště potom vrstvou kovu.

Vynález se zejména týká výroby zrcadla vytvořeného ze substrátu tvořeného sklem opatřeným vrstvou kovu, jako například vrstvou vytvořenou ze stříbra.

Dosavadní stav techniky

Postříbřená zrcadla jsou obvykle vyráběna následujícím způsobem:

Skleněný substrát je nejprve vyleštěn a poté je jeho povrch zpracován pomocí vodného roztoku chloridu cínatého SnCl₂· Toto ošetření je obvykle označováno jako senzitizace. Po opláchnutí je povrch skla obvykle aktivován zpracováním provedeným s pomocí amoniakálního dusičnanu stříbrného. Poté je aplikován stříbřící roztok, aby tak byl vytvořen neprůsvitný stříbrný povlak. Tento stříbrný povlak je poté obvykle překryt ochrannou vrstvou mědi a následně potažen jedním nebo více povlaky nátěru, aby tak bylo vytvořeno výsledné zrcadlo.

Stříbrný povlak nemusí vždy dostatečně dobře přilnout ke skleněnému substrátu. V případě některých produktů získávaných podle dosavadního stavu techniky bylo v • · φ minulosti pozorováno, že dochází k samovolnému odlupování stříbrného povlaku od skleněného substrátu. Tento jev byl například pozorován v případě, kdy vrstva stříbra byla vytvořena z postříbřených mikročástic připravených konvenčním způsobem a vpravených do umělohmotné matrice.

Ve snaze vyřešit tento problém tedy například francouzský patent FR 2 719 839 popisuje způsob dosaž;ení dobré přilnavosti stříbrného povlaku vůči povrchu skleněného substrátu.

• φ φφ φφ »· ·· ···· ΦΦΦ · φ φφ φ φ φφφφ φ · φφφφ φ φ

Podle tohoto patentu podle dosavadního stavu techniky je krok aktivace realizován přivedením skleněného substrátu nikoli do kontaktu s amoniakálním dusičnanem stříbrným, ale se speciálním aktivačním roztokem, jako například vodným roztokem chloridu paládia. V tomto dokumentu je dále uvedeno, že krok senzitizace musí být realizován před aktivačním krokem.

Cílem aktivačního kroku je v tomto případě vytvoření částic chloridu paládia na povrchu skleněného substrátu, kde tyto částice jsou silně vázány na sklo a působí do určité míry jako body umožňující připojení stříbrné vrstvy, která je nanášena následně.

Podstata vynálezu

Cílem tohoto vynálezu je tedy vytvoření způsobu výroby vícevrstvého produktu zahrnujícího anorganický substrát, zejména substrát vytvořený ze sodnokřemičitého skla (skla získaného procesem plavení), potažený povlakem anorganické látky, jako například vrstvou kovu.

··

Proces podle vynálezu spočívá v použití prostředku pro zvýšení adheze, aby tak byla dosažena dobrá přilnavost mezi anorganickým substrátem a anorganickou látkou, přičemž tento prostředek pro zvýšení adheze je vybrán ze skupiny merkaptosilanů obsahujících kovalentní dvojnou vazbu.

Pro zajištění adheze je zde navíc použita specifická sloučenina, a sice zcela neočekávaně, neboř tato sloučenina je známá svým použitím při zajištění adheze organického produktu vůči anorganické substanci.

Cílem tohoto vynálezu je tedy neočekávatelné použití prostředku pro zvýšení adheze, aby tak byla dosažena dobrá přilnavost mezi anorganickým substrátem a anorganickou látkou.

Anorganický substrát je ve výhodném provedení představován skleněným substrátem, zatímco anorganická látka je představována kovem, zvláště potom vrstvou kovu.

Touto vrstvou kovu může zejména být vrstva stříbra.

Merkaptosilan je v provedení podle vynálezu vybrán ze skupiny merkaptosilanů vykazujících obecný vzorec:

(RO)₃Si(CH₂)_nSH kde R = CHg nebo R = C2H5 a 0 n ž 10.

Ve výhodném provedení R = CH^ a 0 n < 3.

Povrch skleněného substrátu je ve výhodném provedení před použitím merkaptosilanu podroben procesu zpracování • * Φ Φ • · Φ · Φ Φ • ΦΦΦΦ Φ φ Φ •V 9 99 9 φφφφ φφ φφ · φ φφ φΦ a senzitizace.

Nanesení tohoto merkaptosilanu je potom zejména provedeno rozstřikováním vodného roztoku nebo emulze obsahující tento merkaptosilan na skleněný substrát.

Zpracování povrchu skleněného substrátu se potom navíc ještě skládá z kroku opláchnutí a kroku leštění (nebo jiného postupu k dosažení lesku).

Proces senzitizace dále spočívá ve vytvoření vrstvy na bázi cínu.

V kontextu procesu pro vytvoření vícevrstvého produktu tedy vynález nabízí způsob zvýšení kvality styčné plochy mezi dvěma z těchto vrstev, zvláště potom mezi vrstvou na bázi kovu a vrstvou a/nebo skleněným substrátem.

Vynález se tedy zejména týká způsobu výroby vícevrstvého produktu zahrnujícího anorganický substrát, zvláště potom vytvořený ze skla, kde tento substrát je podroben následujícímu zpracování:

- senzitizaci s pomocí vrstvy cínu, která je následována

- nanesení prostředku pro zvýšení adheze vybraného ze skupiny merkaptosilanů obsahujících kovalentní dvojnou vazbu, načež následuje:

- nanesení povlaku anorganické látky, jako například vrstvy kovu.

Zpracování způsobem podle vynálezu je ve výhodném provedení aplikováno na skleněné substráty, na které bývá nanášen stříbrný povlak s cílem vytvořit zrcadlo.

• · 4 4 4 4 ·♦ 4«

4 4 4 4 4 4

44*44 44 4

44 4444 · 4 4 4

4444 44 44 44 44 4 4

Stříbrný povlak vytvořený v rámci kroku stříbření obvykle vykazuje tloušťku pohybující se v rozmezí od 70 nm do 100 nm.

Běžně prováděný krok aktivace skla je ve skutečnosti krokem, při kterém je sklo zpracováno s pomocí vhodného aktivačního roztoku, přičemž je ale často obtížné tento krok realizovat. V provedení podle vynálezu je tento krok nahrazen krokem, při kterém je daný povrch zpracován s pomocí určitého sílánu, zvláště potom merkaptosilanů, který je snadno aplikovatelný, jak bude vysvětleno v dalším.

Merkaptosilany jsou známé pro svou schopnost zajistit přilnavost anorganického prvku, jako například kovu, k organickému prvku.

Překvapivě a neočekávaně je cílem tohoto vynálezu použití merkaptosilanů nikoli pro zajištění přilnavosti organického prvku k anorganickému prvku, ale zajištění přilnavosti anorganického prvku k anorganickému prvku, kde přičemž toto je uskutečněno velmi efektivním způsobem.

V provedení podle vynálezu by tedy zdokonalení adheze stříbrného povlaku vůči skleněnému substrátu mělo být pozorovatelné několika způsoby:

- zkušební zrcadla byla například vystavena působení par kyseliny chlorovodíkové; zrcadla byla umístěna na krytu uzavřené nádoby obsahující lázeň 37% kyseliny chlorovodíkové. Postříbřená plocha zrcadel byla situována směrem k lázni, takže tato postříbřená plocha zrcadel byla přímo vystavena působení par kyseliny chlorovodíkové.

• 4 ·♦» 4 ·· 4* 44 • · · · «94 · * *

4 4 4 9 444 4 9 4 • 9 4 9 94 4 4 44 4

4999 49 94 *« ·· «t

Příklady provedení vynálezu

V následujících příkladech bude blíže objasněna podstata řešení podle vynálezu, přičemž tyto příklady jsou pouze ilustrativní a nijak neomezují rozsah tohoto vynálezu.

Bylo testováno pět různých vzorků, přičemž všechny tyto vzorky byly postříbřeny ve stejné lázni:

- první vzorek (1) byl představován zrcadlem nesoucím vrstvu stříbra, která nebyla podrobena žádnému zpracování;

- druhý vzorek (2) byl představován zrcadlem, u kterého byla provedena senzitizace skla;

- třetí vzorek (3) byl představován zrcadlem, u kterého byla provedena senzitizace a poté aktivace s pomocí nulového stříbra, tedy s pomocí roztoku amoniakálního dusičnanu stříbrného;

- čtvrtý vzorek (4) byl představován zrcadlem, které rovněž prodělalo senzitizaci a poté aktivaci s pomocí chloridu paládia;

- konečně pátý vzorek (5) byl vytvořen způsobem podle jednoho z možných provedení vynálezu.

Tento test umožnil sestavení následující srovnávací tabulky:

• · · « · · ·· «» ·· ··

9 9 9 » 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 99 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 • 999 99 99 99 99 99

Vzorek	(1)	(2)	(3)	(4)	(5)
Čas
10 min	odlupo vání	odlupo vání	začátek odlupo vání	dobrý	dobrý
15 min	celkové odlupo vání	odlupo vání	1/2 odlupo vání	začátek odlupo vání	začátek odlupo vání
20 min	celkové odlupo vání	celkové odlupo vání	3/4 odlupo vání	1/4 odlupo vání	1/2 odlupo vání
25 min	celkové odlupo vání	celkové odlupo vání	odlupo vání	1/2 odlupo vání	3/4 odlupo vání

Tato tabulka ukazuje zlepšení dosažené v provedení podle vynálezu ve srovnání se vzorky (1), (2) a (3), které representují tři známé způsoby široce používané v dané oblasti techniky.

Výsledky zjištěné v případě řešení podle vynálezu jsou podobné výsledkům zjištěným pro vzorek (4).

Na stejných vzorcích byl realizován další typ testu označovaný jako NSF test (Neutrál Salt Fog). Tento test se zrcadlem nesoucím kovovou fólii poskytuje indikaci odolnosti proti stárnutí. Tento test spočívá ve vystavení zrcadla účinkům solné mlhy vytvořené rozstřikováním vodného roztoku obsahujícího chlorid sodný v množství 50 g/l.

V tomto případě byly vzorky exponovány po dobu 18 hodin v uzavřené nádobě.

·· ···♦ ·· ·· ·· ·* • · · · ·»« · 9 ·

9 9 4 4 4 44 9 4 4

4 9 4 4 4 4 4 4 9 4

4494 99 49 44 44 94

Konečně byl s výše popsanými vzorky (1), (2), (3) a (5) proveden test označovaný jako ultrazvukové odlupování v nádobě obsahující roztok kyseliny chlorovodíkové. Tento test spočíval v ponoření vzorků, ve výhodném provedení realizovaném simultánním způsobem, do nádoby obsahující roztok kyseliny chlorovodíkové a ve vystavení tohoto roztoku působení ultrazvuku.

Pro každý vzorek byl zaznamenán časový úsek potřebný pro úplné odloupnutí stříbrné vrstvy.

Vzorek	Čas
(1)	1 min 50 s
(2)	2 min 20 s
(3)	2 min 30 s
(4)	8 min
(5)	7 min 40 s

Z výše uvedené tabulky je zřejmé, že pro úplné odloupnutí stříbrné vrstvy v případě, kdy tato vrstva byla nanesena způsobem podle vynálezu, bylo zapotřebí čekat přibližně trojnásobně delší dobu ve srovnání se vzorky (1), (2) a (3).

U vzorků (4) a (5) byly časy potřebné pro odloupnutí podobné.

Tyto výsledky tedy prokazují zlepšení dosažené způsobem podle vynálezu, zejména potom ve srovnání se vzorky (1), (2) • fc · · · · • fc fcfc ·· ·· • fcfcfc · · · · · fc • fc · · fcfcfcfc · fc fc • fcfc fcfcfcfc ···· • fcfcfc fcfc fcfcfcfc fcfc fcfc a (3) .

Pozorované rozdíly mohou být vysvětleny na základě skutečnosti, že vazby vytvořené v provedení podle vynálezu jsou svým charakterem odlišné od vazeb známých podle dosavadního stavu techniky: vazby podle vynálezu představují četné kovalentní vazby (tedy silné) vazby jak k anorganickému substrátu tak i k anorganické povlakové látce, zatímco podle dosavadního stavu techniky jsou tyto vazby spíše vazbami kovového typu.

Předmětný vynález navíc umožňuje dosažení výrazné úspory nákladů, neboť náklady potřebné pro zajištění merkaptosilanů činí několik málo franků na kilogram, zatímco cena chloridu paládia činí přibližně 200 franků za kilogram, tedy trojnásobek ceny zlata.

Nehledě na tento neoddiskutovatelný ekonomický přínos, je vynález výhodný i z technického hlediska. Použití merkaptosilanu je jednodušší nežli použití chloridu paládia, neboť chlorid paládia se při svém rozpouštění sráží, takže při jeho rozstřikování může docházet k ucpávání rozstřikovacích trysek. Tato skutečnost v důsledku vede k méně kvalitnímu rozstřikování a k vytváření vrstvy vykazující větší nebo menší homogenitu.

V případě použití merkaptosilanů podle vynálezu jsou tyto obavy zbytečné.

Bez odchýlení se od rozsahu předmětného vynálezu může být vrstva kovu vytvořena na bázi mědi nebo zlata.

Koncentrace merkaptosilanu činí přibližně 2% v • 4*44 *4 44 44 ·

4444 «44 44 4

4 4 4444 4 4 4

444 44 444 4 4

44 «444 4444 • 444 44 44 44 44 44 roztoku, který je ve výhodném provedení představován vodným roztokem, přičemž ale může také být roztokem alkoholickým.

Claims (10)

1. Způsob výroby vícevrstvého produktu zahrnuj ícího anorganický substrát, zvláště potom substrát vytvořený ze skla, vyznačující se tím, že tento substrát je podroben následujícímu zpracování:

- senzitizaci s pomocí vrstvy cínu, která je následována

- nanesení prostředku pro zvýšení adheze vybraného ze skupiny merkaptosilanů obsahujících kovalentní dvojnou vazbu, které je následováno

- nanesením povlaku anorganické látky, jako například vrstvy kovu.

2. Způsob podle předcházejícího nároku vyznačující se tím, že tímto anorganickým substrátem je skleněný substrát a dále tím, že touto anorganickou látkou je vrstva kovu.

3. Způsob podle předcházej ícího nároku vyznačuj ící se tím, že touto vrstvou kovu je vrstva stříbra.

4. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků vyznačující se tím, že tento merkaptosilan je vybrán ze skupiny merkaptosilanů vykazujících obecný vzorec:

(RO)₃Si(CH₂)_nSH kde R = CHg nebo R = C2H5 a 0 n 10.

5. Způsob podle předcházej ícího nároku vyznačuj ící se tím, že R = CH^ a 0 n 3.

44 44 44 44 ·« ····

444· 4 » 4 «4 · • · 4 4 · 44 4 4 4 ·

6. Způsob podle některého z předcházej ících nároků vyznačující se tím, že merkaptosilan je nanesen rozstřikováním vodného roztoku nebo emulze obsahuj ící tento merkaptosilan na skleněný substrát.

7. Způsob podle některého z předcházejících nároků vyznačující se tím, že povrch skleněného substrátu je před senzitizací v cínové lázni podroben zpracování.

8. Způsob podle předcházejícího nároku vyznačující se tím, že toto povrchové zpracování skla se skládá z kroku opláchnutí a kroku leštění.

9. Způsob podle jednoho z nároků 2 až 8 vyznačující se tím, že kovová vrstva vykazuje tloušťku pohybující se v rozmezí od 70 nm do 100 nm.

10. Použití způsobu podle jednoho z předcházejících nároků k výrobě zrcadel.