DE2052916C3

DE2052916C3 - Verfahren zur Herstellung einer Schicht nichtleitender pulverförmiger Stoffe auf gekrümmten Oberflächen

Info

Publication number: DE2052916C3
Application number: DE2052916A
Authority: DE
Inventors: Norbert Ernst Fritz Dr. 5101 Roetgen Hansen; Walter Fritz Konrad 5104 Eildendorf Littmann
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1970-10-28
Filing date: 1970-10-28
Publication date: 1978-11-23
Also published as: BE774510A; GB1330459A; FR2111879B1; DE2052916A1; JPS5235694B1; DE2052916B2; US3791951A; NL7114604A; FR2111879A1; CA958372A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Schicht nichtleitender pulverförmiger Stoffe auf gekrümmten Oberflächen auf elektrophoretischem Wege aus einer Dispersion in einem apolaren Medium.

Bisher wurden hochauflösende Betrachtungsleuchtschirme mit einer Auflösung bis zu 120 Linien/ mm durch Sedimentation feiner Leuchtstoffsuspensionen hergestellt. Für die geforderte Qualität ist dieser Prozeß sehr langwierig, störanfällig und mit be- jo trächtlichen Ausschußquoten behaftet. Er ist nur auf planen Glasoberflächen befriedigend durchführbar.

Zur Verbesserung der optischen Eigenschaften und die Ankoppelung von Fernsehkameras können konkave Leuchtschirme aus Faseroptikplatten benutzt werden. Bei der Herstellung solcher Leuchtschirme ergaben sich jedoch schwerwiegende Bedenken. Der Sedimentationsprozeß auf der konkaven Fläche führt nicht zu einer gleichmäßig dicken Schicht, sondern in der tiefliegenden Mitte sammelt sich mehr Material an als an den Rändern. Überdies wird das übliche Spezialglas der Faseroptik durch das Wasser der Leuchtstoffdispersion angegriffen und kann nach Mißlingen einer Sedimentation nicht wiederverwendet werden. Die zu erwartenden hohen Ausschußquoten sind mit Hinblick auf den hohen Preis der Faseroptikplatten nicht akzeptabel.

Die elektrophoretische Abscheidung feinteiliger Substanzen aus polaren Medien ist bekannt. Durch Adsorption von Ionen eines im polaren Lösungsmittel dissozierten Elektrolyten erhalten die Teilchen eine Ladung und können in einem elektrischen Feld transportiert werden. Bei Substanzen, deren Teilchengrößen über dem kolloida'en Zustand, d. h. über etwa 1 (im liegt, treten jedoch Schwierigkeiten auf. Insbesondere ist dann die Haftung auf der Glasoberfläche unzureichend, und während des Trocknungsprozesses treten Wolkenbildung und Unregelmäßigkeiten in der Schicht auf.

In der Patentanmeldung P 1928817.6-43 wird die Elektrophorese in apolaren Lösungsmitteln vorgeschlagen. Dabei wird vorausgesetzt, daß eine kontrollierte und stabile Aufladung der Teilchen stattgefunden haben muß, die über die natürliche Aufladung durch Kontaktpotentialdifferenzen und ähnliche Me- _bs chanismen hinausgeht. Eine derartige Aufladung von Teilchen wird durch dissoziative Adsorption öllöslicher, grenzflächenaktiver ionenbildender Substanzen, die zwei- otter mehrwertige Ionen enthalten, bewirkt, wobei die Aufladung durch bestimmte makromolekulare Substanzen mit Seitenketten verstärkt und stabilisiert wird.

Mit diesen Dispersionen gelingt es aber nicht, haftende Schichten auf den obenerwähnten konkaven, polierten Faseroptikoberflächen zu erhalten. Die daraus erhaltenen Schichten verlaufen bereits beim Herausnehmen aus der Dispersion und dem danach erfolgenden Trocknen.

Die Erfindung hat die Aufgabe, auf gekrümmten Oberflächen guthaftende Schichten zu erzielen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Dispersion verwendet wird, die grenzflächenaktive ionenbildende Substanzen enthält, die zwei- oder mehrwertige Ionen abspalten, und überdies einen makromolekularen Zusatz, bestehend aus Vinyltoluol-Vinylacetat-Polymeren, und daß das Verfahren bei einer Feldstärke über 10⁴ V cm"¹ ausgeführt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren schafft die Möglichkeit, während der Elektrophorese in apolaren Lösungsmitteln weit höhere Feldstärken anwenden zu können als in polaren Lösungsmitteln, in denen man infolge der hohen Grundleitfähigkeit bald Durchschläge beobachtet. Die Anwendung höherer Feldstärken, wie sie beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt, führt über eine dichtere Packung zu einer besseren Haftung. Dieser Effekt wird noch durch den speziellen makromolekularen Zusatzstoff verstärkt, der nach der Abscheidung unter dem Einfluß des hohen elektrischen Feldes Vernetzungs- und Aushärtungsprozessen unterliegt. Außerdem wird ein Gradient der Haftung erhalten, wodurch die Schicht hervorragend polierbar ist.

Der Zusatzstoff kann bei etwa 300° C ohne Scha-, digung des Leuchtstoffes ausgeheizt werden, bei welcher Temperatur die Leuchtstoffe nach der Ablagerung ausgeheizt werden müssen.

Die erhaltenen Leuchtschirme auf gekrümmten Glasoberflächen weisen eine hohe Auflösung von bis zu 120 Linien/mm auf. Die Schicht ist gleichmäßig dick. Im Vergleich zu dem oben beschriebenen Sedimentationsverfahren hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß die Faseroptik bei Mißlingen einer Schicht beliebig wiederverwendbar ist, weil Lösungsmittel verwendet werden, die das Glas nicht angreifen. Es hat dazu noch den Vorteil, daß es in wenigen Minuten durchführbar ist, während für einen Sedimentationsprozeß mehr als 10 Stunden erforderlich sind.

Beispiel

Die Herstellung eines gleichmäßigen festhaftenden Leuchtschirmes von etwa 1,5 mg · cm"² auf einer konkaven Faseroptik wird folgendermaßen durchgeführt:

Die Faseroptik wird mit einer leitfähigen Schicht versehen. Es können durchsichtige Zinnoxid- oder aufgedampfte Aluminiumschichten, aber auch organische, später durch Verdampfen entfernbare Substanzen mit einem Zusatz von Elektrolyten benutzt werden.

Auf die so vorbereitete Faseroptik wird mittels einer Gummidichtung eine kleine Zelle aufgesetzt, die in 10 mm Abstand eine justierbare kugelförmige Gegenelektrode enthält und die Suspension aufnimmt. Die kugelförmige Elektrode ist so einstellbar, daß eine

gleichmaßige Schichtdicke über der konkaven Unterlage erhalten wird. Die Suspension wird vorher zubereitet.

Ein Gemisch aus

1 g ZnCdS

3 ml einer 33%igen Lösung eines Toluol-Vinylacetat-CopoIymerisats im Molverhältnis zwischen etwa 85 : 15 und 70 : 30 mit niedrigem Molekulargewicht

0,01 g Calciumdialkylsalicylat

0,01 g Calciumalkylsulfosuccinat

worin Alkyl Propyl oder höhere Kohlenwasserstoffreste darstellt

wird in 50 m! Toluol dispergiert und dann mit 200 bis

10 400 ml Isoparaffin, vorzugsweise Isooctan, weiter verdünnt.

Die Größe der Zelle und die Verdünnung der Suspension werden so abgestimmt, daß mit der Zellenführung auch die zur Abscheidung kommende Menge des Leuchtstoffes festliegt.

Nach Anlegen einer Gleichspannung von 25 kV wird unter einem Strom von 20 bis 25 μ Α in 5 Sekunden die Schicht abgeschieden. Die Zelle wird zur Aushärtung der Schicht noch etwa 10 Minuten unter Spannung gehalten. Während dieser Periode fließt nur ein minimaler Reststrom. Nach vorsichtigem Entfernen des Lösungsmittels und mildem Trocknen steht der Leuchtschirm zur weiteren Verarbeitung, z. B. Polieren, zur Verfugung.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung einer Schicht nichtleitender pulverförmiger Stoffe auf gekrümmten Oberflächen auf elektrophoretischem Wege aus einer Dispersion in einem apolaren Medium, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dispersion verwendet wird, die grenzflächenaktive ionenbildende Substanzen enthält, die zwei- oder mehrwertige Ionen abspalten, und überdies einen makromolekularen Zusatz, bestehend aus Vinyltoluol-Vmylacetat-Polymeren, und daß das Verfahren bei einer Feldstärke über 10⁴ V-cm~' ausgeführt wird. is