CZ202251A3

CZ202251A3 - Senzibilační roztok a způsob jeho přípravy

Info

Publication number: CZ202251A3
Application number: CZ2022-51A
Authority: CZ
Inventors: Martin MOLNÁR; Martin Ing. Molnár
Original assignee: Ego 93 S.R.O.
Priority date: 2022-02-02
Filing date: 2022-02-02
Publication date: 2023-04-12
Also published as: US20230243039A1; EP4223714A1; CZ309565B6

Abstract

Senzibilační roztok, zejména senzibilační roztok pro senzibilaci povrchů obsahující roztok chloridu cínatého SnCl2 a destilované vody, zejména pro senzibilaci nevodivých povrchů, který dále obsahuje glycerin. Způsob přípravy senzibilačního roztoku, zejména způsob přípravy senzibilačního roztoku, podle kterého je smíchán roztok chloridu cínatého SnCl2 a destilované vody, s redukčním činidlem, kterým je glycerin.

Description

Senzibilační roztok a způsob jeho přípravy

Oblast techniky

Vynález se týká senzibilačního roztoku, zejména senzibilačního roztoku pro senzibilaci povrchu skla a plastů, zejména pro senzibilaci skleněných desek před nanesením dalších povrchů, a způsobu jeho výroby.

Dosavadní stav techniky

V současné době je známa celá řada aplikací různých senzibilačních roztoků pro zvýšení citlivosti různých elektricky nevodivých povrchů pro přijetí na nich umístěných různých povrchových vrstev, např. Pd, Ru, Cu, Ag.

Z patentového dokumentu CS 112952 je známo, že k senzibilaci povrchů se všeobecně používá známého senzibilačního činidla, kterým je vodný roztok chloridu cínatého s různými koncentracemi, popřípadě vodný roztok chloridu cínatého s určitým podílem kyseliny chlorovodíkové, která potlačuje hydrolýzu rozpuštěné soli cínu. Senzibilací se na upravovaném povrchu vytváří souvislý hydrofilní film cínu, který je rozhodující pro dobrý průběh stříbřícího procesu a pro jakost vyloučeného stříbra. Koncentrát senzibilačního roztoku se těsně před aplikací na povrch skla zředí destilovanou vodou, čímž se zvýší pH senzibilačního roztoku a dojde k disproporcionační reakci, která vede k vyloučení cínu na povrchu skla. Tento roztok se z povrchu následně důkladně opláchne destilovanou vodou. Takto je povrch skla připraven k nanesení dalších vrstev, nebo přímo ke stříbření. Podle způsobu přípravy roztoků na bázi chloridu cínatého pro senzibilaci elektricky nevodivých předmětů, určených k chemickému postříbření, uvedeném v tomto patentovém dokumentu se použitý pevný SnCT oxiduje 1,0 až 10,0% roztokem H2O2 nebo 1,0 až 10,0% roztokem FeCh nebo 0,5 až 5,0% roztokem KMnO4 nebo 0,6 až 6,0% roztokem K2&2O7 nejméně z 5 a nejvíce z 30 % na SnCU

Způsob zvyšování senzibilační schopnosti roztoků pro úpravu elektricky nevodivých povrchů u předmětů organického původu před stříbřením je popsán v patentovém dokumentu CS 120550. Roztok je připravený z chloridu cínatého za přídavku oxidačních činidel, například peroxidu vodíku, přičemž se k takto připraveným roztokům přidá síran, chlorid nebo hydroxid železitý v množství odpovídajícím 0,2 až 0,7 % použitého pevného chloridu cínatého.

V současné době se senzibilace skla obvykle provádí kyselým vodným roztokem chloridu cínatého (SnCh) ve vodě. Cín zachycený na povrchu skla pomáhá při procesu stříbření. Redukční stříbření pak probíhá rychleji, rovnoměrněji a vrstva vytvořeného stříbra lépe na skle drží.

Roztok chloridu cínatého se dodává jako koncentrát o obsahu 1145 g SnCh. 2 H2O a 167 g HCl v 1 litru roztoku. Tento litr roztoku obsahuje 600 g cínu. Kyselina chlorovodíková se přidává z důvodu stabilizace, protože roztok, zvláště zředěný, má snahu se oxidovat a tím se znehodnotit. Zároveň se přídavkem kyseliny chlorovodíkové zajišťuje rozpustnost chloridu cínatého při nižších teplotách. Před aplikací na sklo se koncentrát ředí destilovanou vodou a dávkuje se v množství 50 až 70 mg Sn/m² skla.

V současné době projede linkou na výrobu zrcadel za 1 hodinu 1570 m² skla, přičemž za tuto dobu se na sklo aplikuje 600 g Sn x (2,5 x 0,07) = 105 g Sn za hodinu. Na 1 m² potom vychází 105000 mg : 1570 m²= 66 mg Sn na 1m². Záchyt na skle se pohybuje kolem 3,5 až 4,1 mg Sn/ m². Účinnost je tedy malá, na skle se zachytí přibližně 6 % cínu a 94 % odtéká do odpadní vody.

Princip vylučování lze popsat rovnicí: 2SnCl2 ^Sn + SnCU Jde tedy o disproporcionaci, jedna molekula redukuje, druhá oxiduje. Pokud by vše probíhalo ideálně, tak se může na skle vyloučit

- 1 CZ 2022 - 51 A3 maximálně 50 % cínu. Reálně je však potřeba použít ještě větší přebytek, aby se sklo pokrylo požadovanou vrstvou cínu.

Z výše uvedeného stavu techniky je zřejmé to, že současný stav techniky má celou řadu nevýhod, přičemž hlavní nevýhodu je velmi malá výtěžnost cínu, který vytváří senzibilační vrstvu. Senzibilační roztok se po použití stává součástí odpadních vod i s velkým množstvím nevyužitého cínu. To znamená velkou ekologickou zátěž, přičemž to přináší značné náklady na likvidaci a recyklaci.

Cílem vynálezu je řešení, které přinese podstatně vyšší výtěžnost cínu ze senzibilačního roztoku, při zachování nebo zlepšení kvality senzibilačního procesu.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje a cíle vynálezu naplňuje senzibilační roztok, zejména senzibilační roztok pro senzibilaci povrchů, obsahující roztok chloridu cínatého SnCU a destilované vody, zejména pro senzibilaci nevodivých povrchů, jako povrchů skleněných desek před nanesením stříbřícího roztoku, nebo pro senzibilaci stříbrného povrchu skleněné desky před nanesením roztoku silan, nebo plastů, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje 0,01 až 1 %o hmotn. chloridu cínatého SnCk, 0,01 až 1 %o hmotn. glycerinu, a destilovanou vodu. Výhodou je to, že díky přidanému glycerínu dojde při senzibilaci k redukční reakci, přičemž se veškerý cín vyredukuje a organické činidlo se oxiduje.

Uvedené nedostatky dále do značné míry odstraňuje a cíle vynálezu naplňuje způsob přípravy senzibilačního roztoku, zejména způsob přípravy výše uvedeného senzibilačního roztoku, podle vynálezu jehož podstata spočívá v tom, že nejprve je ohřát glycerin na teplotu 35 °C, dále je, na 1 litr výsledného senzibilačního roztoku, k 50 až 500 g glycerinu za stálého míchání pomalu přidáváno 45 až 450 ml 20 °C teplého roztoku chloridu cínatého SnCk o koncentraci 1145 g dihydrátu chloridu cínatého na 1 litr, a dále je doplněna destilovaná voda a vše je znovu promícháno, přičemž vznikne 1 litr koncentrát senzibilačního roztoku. Následně při senzibilaci povrchu veškerý cín vyredukuje a organické činidlo se oxiduje, přičemž platí rovnice:

SnCl2 + X ^2 Sn + XCk kde X je organické redukční činidlo, kterým je glycerin. Výhodou je to, že lze teoreticky dosáhnout téměř 100 % vyloučeného Sn na povrchu.

S výhodou je koncentrát senzibilačního roztoku před aplikací na senzibilovaný povrch zředěný destilovanou vodou v poměru 1 : 500 až 1 : 5000. Výhodou je to, že předpřipravený koncentrát lze připravit až na místě aplikace, což přináší úsporu jak při dopravě, tak i při jeho skladování.

Hlavní výhodou vynálezu je výrazná úspora nákladů díky podstatně vyšší výtěžnosti cínu ze senzibilačního roztoku. Při použití senzibilačního roztoku podle vynálezu projede linkou na výrobu zrcadel za 1 hodinu také 1570 m² skla. Na 1 m² skla je dávkováno jen 10 mg Sn/m², přičemž na skle se zachytí 4 mg Sn/m². Účinnost záchytu Sn na skle se tak pohybuje kolem 40 %. Do odpadu odtéká senzibilační roztok použitý na 1 m² skla se zbylými 6 mg Sn. Při použití klasické senzibilace odtéká do odpadní vody z 1 m² skla 66 mg - 4 mg = 62 mg Sn. Z toho vyplývá, že při použití senzibilačního roztoku podle vynálezu se ušetří při výrobě 1 m² zrcadla 56 mg Sn. Významný je přitom nejen ekonomický efekt, ale i ekologický. Do odpadu odtéká při použití senzibilačního roztoku podle vynálezu o 90 % méně cínu než při použití klasické senzibilace.

- 2 CZ 2022 - 51 A3

Příklady uskutečnění vynálezu

Příklad 1

Senzibilační roztok pro senzibilaci povrchu skleněných desek před nanesením stříbřícího roztoku obsahuje 1 %o hmotn. chloridu cínatého SnCb, 1 %o hmotn. glycerinu, a zbytek roztoku je tvořen destilovanou vodou.

Podle způsobu přípravy výše uvedeného senzibilačního roztoku s obsahem redukčního činidla, kterým je glycerin, je nejprve ohřát glycerin na teplotu 35 °C, dále je, na 1 litr výsledného senzibilačního roztoku, k 500 g glycerinu za stálého míchání pomalu přidáváno 450 ml 20 °C teplého kyselého roztoku chloridu cínatého o koncentraci 1145 g dihydrátu chloridu cínatého na 1 litr, a dále je doplněna destilovaná voda a vše je znovu promícháno, přičemž vznikne 1 litr koncentrátu senzibilačního roztoku, který je před aplikací na senzibilovaný povrch zředěný destilovanou vodou v poměru 1 : 500.

Takto připravený senzibilační roztok je aplikován na povrch skleněných desek, po chvíli je důležité zbylý roztok dokonale opláchnout destilovanou vodou, takto je povrch připraven k nanesení stříbřícího roztoku.

Příklad 2

Senzibilační roztok pro senzibilaci stříbrného povrchu skleněné desky před nanesením roztoku silan, obsahuje 0,01 %o hmotn. chloridu cínatého SnCb, 0,01 %o hmotn. glycerinu, a zbytek je tvořen destilovanou vodou.

Podle způsobu přípravy výše uvedeného senzibilačního roztoku s obsahem redukčního činidla, kterým je glycerin, je nejprve ohřát glycerin na teplotu 35 °C, dále je, na 1 litr výsledného senzibilačního roztoku, k 50 g glycerinu za stálého míchání pomalu přidáváno 45 ml 20 °C teplého kyselého roztoku chloridu cínatého o koncentraci 1145 g dihydrátu chloridu cínatého na 1 litr, a dále je doplněna destilovaná voda a vše je znovu promícháno, přičemž vznikne 1 litr koncentrátu senzibilačního roztoku, který je před aplikací na senzibilovaný povrch zředěný destilovanou vodou v poměru 1 : 5000.

Takto připravený senzibilační roztok je aplikován na destilovanou vodou opláchnutý postříbřený povrch skleněných desek před oplachem a nanesením roztoku silanu.

Příklad 3

Senzibilační roztok pro senzibilaci plastů před nanesením stříbrné vrstvy obsahuje 0,02 %o hmotn. chloridu cínatého SnCb, 0,02 %o hmotn. glycerinu, a zbytek je tvořen destilovanou vodou.

Podle způsobu přípravy výše uvedeného senzibilačního roztoku s obsahem redukčního činidla, kterým je glycerin, je nejprve ohřát glycerin na teplotu 35 °C, dále je, na 1 litr výsledného senzibilačního roztoku, k 100 g glycerinu za stálého míchání pomalu přidáváno 90 ml 20 °C teplého kyselého roztoku chloridu cínatého o koncentraci 1145 g dihydrátu chloridu cínatého na 1 litr, a dále je doplněna destilovaná voda a vše je znovu promícháno, přičemž vznikne koncentrát senzibilačního roztoku, který je před aplikací na senzibilovaný povrch zředěný destilovanou vodou v poměru 1 : 5000.

Takto připravený senzibilační roztok je aplikován na povrch plastů před omytím destilovanou vodou a nanesením stříbřícího roztoku.

- 3 CZ 2022 - 51 A3

Průmyslová využitelnost

Senzibilační roztok, podle vynálezu, lze využít pro senzibilaci různých druhů povrchu, zejména pro senzibilaci povrchu skleněných desek při výrobě zrcadel, pro senzibilaci povrchu stříbrné 5 vrstvy před nanesením silanu a také pro úpravu plastů před jejich stříbřením.

- 4 CZ 2022 - 51 A3

Claims

1. Senzibilační roztok, zejména senzibilační roztok pro senzibilaci povrchů, obsahující roztok chloridu cínatého SnCh a destilované vody, zejména pro senzibilaci nevodivých povrchů, 5 vyznačující se tím, že obsahuje 0,01 až 1 %o hmotn. chloridu cínatého SnCh, 0,01 až 1 %o hmotn.

glycerinu, a destilovanou vodu.

2. Způsob přípravy senzibilačního roztoku podle nároku 1, vyznačující se tím, že nejprve je ohřát glycerin na teplotu 35 °C, dále je, na 1 litr výsledného senzibilačního roztoku, k 50 až 500 g glycerinu za stálého míchání pomalu přidáváno 45 až 450 ml 20 °C teplého roztoku chloridu 10 cínatého SnCh o koncentraci 1145 g dihydrátu chloridu cínatého na 1 litr, a dále je doplněna destilovaná voda a vše je znovu promícháno, přičemž vznikne koncentrát senzibilačního roztoku.

3. Způsob přípravy senzibilačního roztoku, podle nároku 2, vyznačující se tím, že koncentrát senzibilačního roztoku je před aplikací na senzibilovaný povrch zředěný destilovanou vodou v poměru 1 : 500 až 1 : 5000.