HU200578B - Process for producing optical film containing titanium dioxide - Google Patents

Description

(54) ELJÁRÁS TITÁN-DIOXIDOT TARTALMAZÓ OPTIKAI FILM ELŐÁLLÍTÁSÁRA (57) KIVONAT

A találmány tárgya eljárás titán-dloxldot tartalmazó optikai film előállítására titánsók hidrolízisével, hidroxilcsoportokat tartalmazó felületen, előnyösen üvegen vagy csillámpalán, amely a következő lépésekből áll:

(a) a bevonandó felületet titánsav vízoldható észterének vagy savval alkotott vízoldható titán(IV)-sónak vizes, ásványi savas oldatába merítik és legalább 75°C-on melegítik, és/vagy a felületet egy vízoldható vas(ll)-, vas(lll)—, ón(ll)- vagy ón(IV)-sót, vagy ezeknek egy többértékű alkohollal alkotott kondenzációs termékét tartalmazó vizes, ásványi savas oldatba merítik, és legalább 75’C-on keresztül kihevítik, majd (b) filmképző lépésként az (a) lépés szerint előkezelt felületet legalább egyszer egy fent megadott titánészter vagy titánsó ásványi savas, vizes oldatába merítik, és legalább 75°Con melegítik, és kívánt esetben a bevont felületet legalább 300°C-on kihevítik, és (c) kívánt esetben (a) és (b) lépés közé egy magképző lépést iktatnak, amelynek során az (a) lépés szerint előkezelt felületet egy fent megadott titánészter vagy vízoldható titán(lll)vagy titán(lV)—só ásványi savas, vizes oldatába merítik és legalább 75°C-on melegítik, majd legalább 300’C-on kihevítik.

A leírás terjedelme: 15 oldal, rajz nélkül

HU 200 578 B

HU 200578 Β

A találmány tárgya eljárás optikai film előállítására. Közelebbről a találmány tárgya eljárás titán-dioxidot tartalmazó optikai film előállítására különböző tárgyak hidroxilcsoportokat tartalmazó felületén vizes oldattal végzett reakció útján. A találmány különösen szabályzott interferencia színekkel rendelkező titán—dioxid-filmek előállítására vonatkozik.

Az optikai film olyan vékony film, ahol a film „n” törésmutatójának ós „d” sűrűségének „nd szorzata a látható fény hullámhossz-tartományának nagyságrendjébe esik. Ismert, hogy az ilyen optikai filmeket optikai célokra — például visszaverődés elleni bevonatok ós interferenciaszűrők előállítására, továbbá díszítő (ornamentikái) céllal, üveg-, porcelán- és műanyagtárgyak dekorálására — alkalmazzák. Az ilyen optikai filmek nagy törésmutatójú anyagok — például cink-szulfid, bizmut-oxiklorid, ón-dioxid vagy titán-dioxid — alkalmazásával állíthatók elő, és ennek során kihasználják azt az irizáló hatást — azaz a fényinterferencia következtében előálló színhatást — amelyet az ezen anyagokból előállított, vékony filmek eredményeznek.

A fentebb említett anyagok közül a titán-dioxidot kiterjedten alkalmazzák különböző díszítési célokra, például porcelántárgyak fénymázának előállítására. Ezt a titán-dioxid nagy törésmutatója és kémiai stabilitása teszi lehetővé.

A találmányunk szerinti eljárás nemcsak a fenti díszítő célokra, hanem olyan optikai célokra ós többrétegű, díszítő filmek előállítására is alkalmazható, ahol az optikai sűrűség — amelyet az alábbiakban az „nd” szorzattal definiálunk — sokkal pontosabb szabályzása szükséges.

A titán-dioxidból álló vékony filmeket felhasználják továbbá gyöngyházfényű pigmentek előállítására is, amellyel a csillámpala, (muszkovit , kálicsillám) felületét díszítő céllal bevonják.

A vékony, titán-dioxidból álló filmek ismert előállítási módszerei négy csoportba sorolhatók. Az első csoportba tartozó módszerek szerint vákuum-bevonó eljárást alkalmaznak, amely a legbiztonságosabb az egységes vastagságú filmek előállítására, azonban annak a ténynek a következtében, hogy a titán-dioxid vákuumban nehezen párologtatható, ionszórási módszereket használnak. Az 58-12564 számú publikált japán szabadalmi bejelentés olyan eljárást ír le, amelynek során 0,67 x 10^-2 nyomást és 0,0133 Pa parciális oxigénnyomást alkalmaznak, a titán-dioxidot elektronágyú segítségével párologtatják el, és 100 — 350°C-ra hevített felületre viszik rá.

Ebből a példából látható, hogy a vákuumbevonó eljárás különleges berendezést igényel, és ennek megfelelően a bevonható tárgyak méretét a berendezés kapacitása korlátozza. A kapacitást gazdaságossági meggondolások 2 befolyásolják, mivel az eljárás költségei magasak.

A második csoportba tartozó módszerek értelmében a bevonást gőz elbontásával végzik: titán—tetraklorid gőzt egy gőzeieggyel hevített felületen hőbontásnak vetnek alá. A folyamat ellenőrzése bonyolult, reprodukálhatósága kedvezőtlen, s így ezzel az eljárással egységes vastagságú film képzése nehéz. E módszer segítségével nagy kiterjedésű felületen egységes irizáló hatás nem hozható létre.

A harmadik csoportba tartozó módszerek szerint oldattal vagy olvadókkal történő bevonást alkalmaznak. Ennek értelmében vagy úgy járnak el, hogy szobahőmérsékleten egy titánvegyület oldatával bevonják a felületet, ós utána a felületet a hőbontás céljából hevítik, vagy a titánvegyület oldatát vagy valamilyen porított, szilárd titánvegyületet egy előhevített felületre permeteznek, és ennek során egyidőben képezik a filmet és végzik a hőbontást. Az 52-1406 számú publikált japán szabadalmi bejelentés szerint például egy szerves titánvegyület oldatát előhevített üvegfelületre permetezik. Az ezen módszerrel előállított, irizáló filmeken különböző színű finom foltok vannak, amelyek a teljes felület színhatását rontják, s így a titán-dioxid magas törésmutatójától elvárható effektus nem érhető el. Az 58-49645 számú publikált japán szabadalmi bejelentés szerint a látható fény tartományában 31 —39% visszaverődést biztosító ablaküvegtáblákat állítanak elő úgy, hogy porított tetrametoxi-titánt üvegtáblák előhevített felületére permeteznek. Az így kapott titán-dioxid-filmek azonban színtelenek, és e bejelentésben nem említik az optikai sűrűség egyenletességét. Ezeknek a bevonási módszereknek elkerülhetetlen hátránya, hogy hullámos felületeken egyenletes „nd” sajátságú film képzésére alkalmazhatatlanok, ós nem használhatók olyan optikai célokra sem, melyek pontosan szabályzott „nd” optikai sűrűséget Igényelnek.

A negyedik csoportba tartozó módszerek szerint valamilyen titánvegyület vizes oldatába merítik a bevonandó tárgyat (szubsztrátumot), és ezt az oldatot hldrolizálják.

A hidrolízisből származó termék a tárgy felületére rakódik, és ott filmet képez. Ha a hidrolízis terméke nem titán-dioxid, akkor a titán dioxiddá való átalakítás céljából kaicinálják. A 49-3824 számú publikált japán szabadalmi bejelentés szerint például gyöngyházfényű pigmenteket úgy állítanak elő, hogy fokozatosan közömbösített vizes titán(lü) -trikloridoldattal bevont csiílámpalalemezeket hővel kezelnek, aminek következtében a hidrolízisből származó termék a csillámpala felületére rakódik. Az oldatokkal végzett bevonási eljárások általában lehetővé teszik a hidrolízisből származó termék egységes eloszlását a szubsztrátum teljes felületén, tekintet nélkül a felület rajzolatára, mivel a felületet egy izotróp anyalúgban áztatják. Az ismert eljárások azonban olyan szubsztrátumokra Irányulnak, amelyek

-2HU 200578 Β fajlagos felülete nagy — ilyenek például a csillámpalalemezek és az üveggyöngyök — ós nem alkalmazhatók olyan tárgyakra, amelyek fajlagos felülete viszonylag kicsi (ilyenek például az üvegáruk, üvegtáblák, ós porcelántárgyak). A 49-3824 számú publikált japán szabadalmi bejelentés szerint például fehér, sárga, vörös, kék ós zöld interferenciaszínekben játszó, gyöngyházfóhyű pigmenteket úgy állítanak elő, hogy a hidrolízisből származó terméket cslliámpala felületére juttatják, a hidrolízisből származó szabad csapadékrészecskék képződését azonban meggátolják úgy, hogy az összes felszíni felület és a hidrolízis sebessége közötti viszonyt egy meghatározott tartományon belül tartják: nem említik azonban, hogy üvegtárgyon Irizáló filmet állítanak elő. Közllk, hogy a hidrolízis terméke hidratált tltán-dioxid, amelyet hőkezeléssel főként anatázból álló titán-dioxiddá alakítanak át.

Régóta ismert, hogy valamilyen titánsó vizes oldatának termikus hidrolízise a körülményektől függően vagy rutilból vagy anatázból álló titán-dioxld csapadékot eredményez. A 3 087 827 vagy 3 087 829 számú egyesült államokbeli szabadalmi bejelentések szerint megvalósították titán—dioxid közvetlen lerakódását csillámpala felületére. Ennek során titánsóként a szulfátot alkalmazták, és az így kapott titán-dioxid nyilvánvalóan anatáz volt. E módszer vizsgálata során kitűnt, hogy ha reakcióedényként üvegpoharat alkalmazunk, akkor az edény belső felületén optikai film nem képződik.

Egy közleményben (Kogyo Kagaku Zasshi, 59, 11) leírják, hogy 17%-os sósavban oldott titán(IV)—tetraklorid oldatának a forralásával rutif—típusú titán-dioxld csapódik ki. Közük továbbá, hogy 75’C alatti hőmérséklet az anatáz képződésének kedvez. E módszer vizsgálata során azt tapasztaltuk, hogy az alkalmazott üvegedény belső felületén optikai film nem képződik.

A fentebb elmondottakból kitűnik, hogy az oldatokkal végzett, ismert eljárások alkalmazásával nem lehetséges olyan egyenletes optikai film előállítása, amely a szubsztrátum felületén a titán-dioxid szabályzott optikai sűrűségét biztosítja. A fenti módszerek közül csak a vákuum-bevonó, ionszórásos módszer biztosítja az egységes optikai sűrűségű titán-dioxid-film kialakulását. Mindeddig nem ismeretes olyan eljárás, amely oldatban végbemenő hidrolízis segítségével teszi lehetővé bármilyen rajzolatú felület titán-dioxiddal való közvetlen bevonását. Továbbá, az eddig ismert eljárások segítségével egyáltalában nem lehetséges egyenletes színű irizáló film létrehozása negatív görbületű homorú felületen, például egy üvegedény belső felületén.

A találmányunk szerinti eljárás segítségével első ízben válik lehetővé kívánt, szabályzott optikai sűrűségű titán-dioxld-fílmek kialakítása bármilyen rajzolatú szubsztrátumfelületen (a szubsztrátum felületi rajzolatának korlátozása nélkül).

A találmány célja állandó „nd” értékű, egyenletes titán-dioxldból álló optikai film kialakítása bármilyen kívánt „nd értékkel különböző tárgyak, különösen üveg, zománc, porcelán, természetes kövek ós üvegszerű polimerek felületén. A találmány célja különösen egy rutllszerű títán-dfoxldból álló Irizáló film előállítása csekély fajlagos felületű, bármilyen rajzolatú tárgyak felületén, vizes oldatban végbemenő reakció útján.

Jól ismert, hogy ha fényvisszaverós céljára titán-’dloxldot alkalmazunk, akkor a rutil—típus előnyösebb az anatáz-típusnál, mert törésmutatója nagyobb. A rutil kialakításának feltételei azonban sokkal korlátozottabb jellegűek, mint az anatáz kialakításáé.

A feltaláló módszert közölt erős, fémes fényezés ós meghatározott interferenciaszín kialakítására hármas réteggel, amelyet úgy állítanak elő, hogy a 42-6809 számú publikált japán szabadalmi bejelentésben közölt titán—dioxid—filmeket és szilícium-dioxid-filmet rétegezik egymásra; ez az eljárás azonban az Ipari megvalósítás során sikertelennek bizonyult, mert az „nd” érték szabályzása nehézkes. Egységes vastagságú bevonatnak oldatban végzett reakciója útján való előállítására megfelelő szilícium-dioxid-réteget ír le a 49-46480 számú publikált japán szabadalmi bejelentés, azonban nem közölnek módszert egységes vastagságú titán-dioxid-rétegek előállítására vizes oldatban végbemenő reakcióval. Általában, ha titánsókat vizes oldatban különböző körülmények között hldrollzálnak az oldatba merített tárgyak — például üveg vagy porcelán — jelenlétében, akkor fénytelen, opak filmmel bevont felületet kapnak. Még abban az esetben is, ha fényes felület képződik, az eljárás reprodukálhatósága nagyon csekély, a film nem egyenletes, nem teljesen világos, fényessége csekély, és színe — a fentebb említett vákuum-bevonó vagy oldatos módszerrel kapott bevonathoz képest — kedvezőtlen.

Annak az oka, hogy zavaros filmek képződnek, valószínűleg abban áll, hogy a hidrolízis során számos mag képződik, amelyek növekvésével csapadékrészecskék válnak ki; az olyan tárgyak felülete, mint például az üvegé, nem teszi lehetővé a részecskék növekvését, és így csapadékrészecskék keletkezését, ennek következtében ezek a magvak nagyon csekély méretű részecskéket alkotnak, amelyek ezt követően a szubsztrátum, például az üveg felületére rakódnak. A fentebb idézett 49-3824 számú publikált japán szabadalmi bejelentésben a következő megállapítás található: „...az üveglapokat csillámpalalemez-szuszpenzióba merítjük ... meggátolva, hogy a szabad, hidratált titán-dioxid magvak a szuszpenzióban maradjanak, ezen a passzív úton azonban a jelenlegi szabadalmi bejelentés célja — azaz a szubsztrát rajzolatától függetlenül, előre 3

-3HU 200578 Β meghatározott sűrűségű titán—dioxid—film előállítása nem érhető el.

Különböző előkezelési módszereket vizsgáltunk meg az üveg és egyéb szubsztrátumok felületének olyan megváltoztatására, hogy azok felülete az említett magvak felületének jellegéhez hasonló legyen, és végül találtunk egy olyan filmképző eljárást, amelynek segítségével a titán-dioxid réteg egyenletes bevonat alakjában csapható ki vizes oldatban végbemenő reakció segítségével. Ennek eredményeként sikerült új, díszítő hatást elérni, amelyet eddig közhasználatú tárgyakon kedvező reprodukálhatósággal és gyakorlati módon nem lehetett megvalósítani.

Mindezek alapján a találmány tárgya eljárás szabályzott optikai sűrűségű titán-dioxid-film előállítására hidroxilcsoportokat tartalmazó felületen, amely a következő lépésekből áll:

a) egy előkezelő lépésből, amelynek során a bevonandó felületet savas, vizes oldatban valamilyen vízben oldható titánészterrel vagy titánsóval melegítjük, és így a felületen bevonatot hozunk létre, és/vagy a felületet egy olyan savas, vizes oldatban áztatjuk, amely legalább egy vas(ll)-, vas(lll)-, ón(ll)- vagy ón(IV)—sót és adott esetben/vagy annak valamilyen poliollal alkotott kondenzációs termékét tartalmazza;

b) legalább egy filmképző lépésből, amelynek során az a) lépés szerint kapott bevonatot legalább 75°C hőmérsékleten egy, literenként legalább 0,3 millimól titánt tartalmazó savas, vizes oldatban áztatjuk; és

c) adott esetben egy magkópző lépésből, amelyet az a) és b) lépés között hajtunk végre, és amelynek során az előkezelt felületet valamilyen titánószter és/vagy titánsó literenként legalább 0,1 millimól titánt tartalmazó vizes, savas oldatában áztatjuk, majd legalább 300°C hőmérsékleten kihevítjük.

A találmány szerinti eljárásra alkalmas felületek például az oldhatatlan szervetlen anyagok — így az üveg, zománc, porcelán, természetes kövek vagy más szilícium-dioxidtartalmú anyagok, csillámpalalemezek vagy fémtárgyak — valamint a szerves polimer anyagok felületei.

A találmány szerinti eljárás szempontjából figyelembe vehető felületek hidroxilcsoportokat tartalmaznak szerkezetük következtében, vagy úgy, hogy felületükre ismert módosító eljárások segítségével hidroxilcsoportokat vezetünk be. Előnyös anyagok ebből a szempontból az üveg, kaolin, porcelán, polikarbonát vagy csillámpalalemez.

A titán-dioxid-filmnek a fentebb említett felületeken való előállítása egy előkezelési és egy filmképző lépésből, valamint adott esetben a filmképző lépés elé iktatott magképző lépésből áll.

Az előkezelés végrehajtható úgy, hogy csupán bevonatot képzünk egy titánészter vagy titánsó hidrolizátumával, vagy úgy, hogy a bevonandó felületet csupán legalább egy vas(ll)-, 4 vas(lllón(ll)- vagy ón(lV) -sót és adott esetben, vagy ezeknek egy poliollal alkotott kondenzációs termékét tartalmazó vizes oldatban áztatjuk; e két lehetséges lépés azonban kombinálható Is.

Az előkezelési folyamatban alkalmazott vízoldható titánészter 1 — 14 szénatomos egy- vagy többértékű alkohol vagy poliol titánsóval — például titán(lV)— klorlddal vagy titán(lll)-kloriddal — végbemenő reakciójával állítható elő; ide tartoznak azok a termékek is, amelyeket úgy kapunk, hogy egy titánsó vizes oldatának közömbösítése során kapott csapadékot egy folyékony poliolban melegítéssel feloldunk. Ennek során 1—14 szénatomos egyórtékű alkoholként alkalmazható valamilyen alkanol, például metanol, etanol és/vagy izopropanol, amely a vízoldható titán(IV)—sókat feloldja, és így diklór-titanát-észtereket kapunk; többórtékű alkoholként alkalmazható például a glicerin, eritrit vagy szorbit, valamint monoalkilón- és polialkilón-glikolok, továbbá mono-¹ vagy diszacharidok, amelyeket tltán(IV)—tetraklorid vagy tltán(lll)—triklorid koncentrált vizes oldatával reagáltatva gyantavagy szlrupszerű termékhez jutunk. Az előbb említett egyértékű, rövid szénláncú alkoholból képzett diklór-titanát-ószter úgy is előállítható, hogy titán(IV)-tetraklorid tömény vizes oldatát fölös mennyiségben vett, rövid szónláncú egyértékű alkohollal melegítve kondenzációs reakcióba visszük. Folyékony poliolok — így a glicerin vagy etilénglikol — esetében eljárhatunk úgy is, hogy egy titán(IV)-só hideg, vizes oldatának közömbösítésével kapott titanát-gélt fölös menyiségű, folyékony poliolban diszpergálunk.

Szacharidként alkalmazható például glukóz, szacharóz vagy bármilyen közönséges monovagy diszacharid-típusú cukor. E cukor szobahőmérsékleten keverhető tömény titán(IV)-tetraklorid- oldattal, és így egy folyékony, viszkózus terméket kapunk. Ha poliolt — például glicerint — használunk, akkor olyan, gyantaszerű terméket kapunk, amely a hevítéssel végrehajtott dehidratálás után szobahőmérsékleten szilárd halmazállapotú. Ha poliolt használunk, akkor 1 mól titán(IV)-tetrakloridra legalább 0,1 mól hidroxilcsoportot tartalmazó vegyületet veszünk.

Ha a poliolt feleslegben alkalmazzuk, és a poliol egy része reagálatlan alakban megmarad, akkor ez a szabadalom célja szempontjából nem jelent káros befolyást. Ha a tömény titán(IV)—tetraklorid oldatot poliol hozzáadása nélkül melegítjük és leforraljuk, akkor átlátszó maradékot kapunk, azonban e termék oldatának a találmány szerinti eljárásra nincsen kihatása. Még abban az esetben is, ha a poliol részaránya kicsi — például 1 mól titánra 0,1 mól hidroxilcsoport jut gyantaszerű kondenzált terméket kapunk, amelynek híg vizes oldata alkalmas a találmány szerinti eljárás végrehajtására. Előnyösen 0,5 — 4 mól hidroxilcsoportot

-4HU 200578 Β alkalmazunk 1 mól titánra vonatkoztatva, a vizes oldat tárolási stabilitásának biztosítása céljából.

Az így kapott termékek jól oldhatók vízben, és a savas oldat közönséges hőmérsékleten stabilis, hevítéskor azonban fokozatosan zavarossá és — ha koncentrációja nagy — gólszerűvé válik. Az oldatot előnyösen sósav hozzáadása nélkül tároljuk, és 10⁵—10~² mól/liter titánkoncentrációra való hígítás után használjuk fel.

Azt a tényt, hogy az előkezelési lépésben vasionok hasznosak, akkor figyeltük meg, amikor kísérleteink során olyan elszíneződött üveglemezeket alkalmaztunk, amelyeket úgy kaptunk, hogy nedves lemezeket vízoldható titánészter-hidrollzátummal való bevonás után acólhálón kihevítettünk. Ezeken a lemezeken az elszíneződött területek körül a film szokatlanul gyorsan növekedett, és a színtelen filmbevonat hátterében határozott interferenciaszínek jelentek meg. Néhány eredeti lemezt tömény sósavval extraháltunk, és az így kapott kivonat kálium-vas(lll)-cianiddal impregnált papírcsíkon kék színreakciót adott. Az extrakció után kapott üveglemezeket azonos filmképző próbának vetettük alá, így azonban csak normális növekvést tapasztaltunk, és interferencia szín nem jelentkezett.

Megvizsgáltuk azt az eljárást, amelynek során az említett elszíneződések keletkeztek: vas(ll)-, Illetve vas(lll)—kloridot oldottunk glicerinben, és hevítés útján dehldratálást végeztünk. Az így kapott, gyantaszerű kondenzációs terméket lonmentesített vízzel híg oldatokká alakítottuk.

Vízben oldható titánészter vizes oldatának hidrolízisével bevont üveglemezeket áztattunk a fentebb említett híg oldatokban, és addig melegítettük, amíg a gélszerű csapadék láthatóvá vált. Ezután a lemezeket kihevítettük, és utána sósavat tartalmazó tltán(IV)-tetraklorid oldatban melegítéssel kezeltük. Ennek eredményeként a fllmnövekedés kifejezetten meggyorsult. Hasonló vizsgálatokat végeztünk olyan üveglemezek alkalmazásával, amelyeket nátronlúgoldattal melegítettünk a titánészter-oldatban végzett hidrolízissel bevont lemezek helyett, és hasonló eredményeket kaptunk. Ez azt mutatja, hogy a vízben oldható titánészter hidrolizátuma nem feltétlenül szükséges, azonban előnyös a nagyobb reprodukálhatóság és a folyamat tervszerű lefolytatása céljából, ahogyan ezt az alábbiakban leírjuk. Mindezek alapján az előkezelési lépés előnyösen mindkét lehetséges lépést magában foglalja, és ezek kombinálhatok.

A vas(ll)- vagy vas(lll)-ionokat tartalmazó vizes oldatot — amelyet az előkezelési lépésben használunk — úgy állítjuk elő, hogy egy vas(ll)- vagy vas(lll)-sót, amelynek anionja bármi lehet, ionmentesített vízben oldunk. Ha vas(ll)-sót használunk, akkor ón(IV)-ionok jelenléte növelheti a gyorsító hatást. Minden eset8 ben előnyös minimális mennyiségű titán jelenléte, fölös mennyiségű titán azonban zavaros film képződését eredményezi.

Folyékony poliol és vas(ll)- vagy vas(lll)—klorid kondenzációs termékét — amelyet az előkezelési lépésben előnyösen alkalmazunk — úgy kapjuk, hogy egy vagy két Ilyen vassót valamilyen trióiban — például glicerinben — vagy valamilyen dióiban — így etilónglikolban — oldunk, majd hevítéssel dehidratáljuk. Ebben az esetben is hatásos a titán és/vagy ón(IV)~ionok együttes jelenléte. A hevítéssel végzett dehidratálás előtt hozzáadhatunk egy minimális mennyiségű titán(IV)—tetrakloridot és/vagy ón(IV)—kloridot. Vas(ll)-vegyületek esetében a töménység korlátozása nem szükséges, mert elszíneződés problémája nem lép fel. Vas(lll)-vegyületek esetében azonban magasabb koncentrációk a szubsztrátum felületét barnára színezik, és a koncentráció felső határa az oldat savasságától függ. A sav töménységéhez való arány nem egyenes; a sav és a vas egymáshoz viszonyított mólarányának a rögzítése lényegében színtelen felületet eredményezhet csekély vaskoncentrációval, míg magasabb vaskoncentrációk esetében elszíneződött felületet kapunk. Az összetétel megfelelő megválasztásával lehetővé válik a színtelen előkezelés, azonban az így kapott irizáló film még elszíneződés esetében Is némi dekoratív értékkel rendelkezhet.

Az előkezelést úgy végezzük, hogy a tárgyat hevítés közben áztatjuk.

Lehetséges továbbá a tárgy klhevítóse olyan hőmérsékleten, amely nem haladja meg a termikus torzulás hőmérsékletét a magképző vagy filmképző folyamat előtt; hasonlóképpen a kíhevítés természetesen elvégezhető a filmképző és/vagy magképző lépés után is.

Ha a kihevítést az előkezelési lépés után végezzük, akkor az így keletkező fénylő film nem szenved változást, ha a fllmképzés után ismételten kihevítjük.

Az előkezelés céljából a hevítést a forrásponthoz közeli hőmérsékleten végezzük; körülbelül 10 perces időtartam elegendő. Normális körülmények között a végpont úgy jelentkezik, hogy kis mennyiségű gélcsapadék keletkezik. Ha vas(lll)—sót alkalmazunk, akkor az oldat színe kifejezetten megbámul. Az előkezelt tárgyat ezután előnyösen a magképző vagy filmképző lépés előtt friss vízzel mossuk. Ha a titán-dioxid lerakódása sósavat tartalmazó, vizes titán(IV)—tetraklorid oldatból történik, akkor a szilícium-dloxidot tartalmazó tárgyak — például az üveg — előnyösen úgy hevíthetők ki, hogy előbb 10 — 20 percen át olvadáspontjuk vagy alakváltozási pontjuk alatti hőmérsékleten hevítjük, ami a filmképződés finomságának kedvez, és elősegíti a film rögzülését a filmkópződés után.

Az előkezelési lépés után adott esetben egy magképző lépést Iktatunk be a film növekvé5

-5HU 200578 Β sének tökéletesítése céljából, miközben az anyalúg átlátszóságát megőrizzük.

Azt találtuk, hogy ha a magkópző lépést a filmképző lépés előtt iktatjuk be, akkor a felület fényessége gyorsabban megjelenik, és az anyalúg tovább marad átlátszó, mint azokban az esetekben, ha csak előkezelést végzünk.

A magképző lépésnek két útja lehetséges: az (A) és (B) módszer. Az (A) módszer végrehajtása során az előkezelt felületet egy vízben oldható titánészter vagy egy három- vagy nógyértékű titánsó legalább 0,1 millimól/liter koncentációjának jelenlétében melegítjük, majd 300°C fölötti hőmérsékleten kihevítjük. Az oldatban való hevítés hőmérsékletét és időtartamát a gélszerű csapadék megjelenéséből ítélhetjük meg. A kihevítést a megengedhető legmagasabb hőmérsékleten hajtjuk végre. A (B) módszer alkalmazása során a magképzést hasonló körülmények között végezzük, mint a filmképző lépést. Arany- vagy rózsaszínű, fényes filmet például (amelynek „nd” értéke körülbelül 200 — 250 nm) úgy kaphatunk, hogy a reakciót addig folytatjuk, amíg a felületet szabad csapadék fedi, amely könnyen lemosható, s így tiszta, irizáló titán-dioxid-film jelenik meg a csapadék teljes eltávolítása után. Ennek megfelelően a filmképző lépést végrehajthatjuk közvetlenül az előkezelési lépés után, vagy a filmkópző lépés lehet a film növelésének a lépése is, amely a magképző lépés folytatása. A filmképző folyamatot valamilyen titánószter vagy nógyértékű titánsó — például titán(lV)—tetraklorid, titán(IV)—nitrát, titán(ll)—szulfát; nátrium- titán(IV)-tartarát, ammónium- vagy kálium—titanil—oxalát — savas-vizes oldatának az alkalmazásával végezhetjük, aminek során a titántartalom legalább 0,3 miliimól titán literenként, azonban előnyösen nem haladja meg a literenkénti 30 miliimól titánkoncentrációt. A savanyítást kénsavval, sósavval vagy salétromsavval, vagy ezek keverékével, vagy más erős savak segítségével végezzük. Különleges esetekben 30 millimól/liter titánkoncentrációnál nagyobb koncentrációkat is alkalmazhatunk.

A találmány szerinti eljárás egy előnyös megvalósítása szerint úgy járunk el, hogy a filmképző lépést kétszer vagy többször hajtjuk végre, és előnyösen sósavval savanyított oldatot használunk. Különösen akkor, ha 250 nm-nél vastagabb irizáló film kívánatos, vagy abban az esetben, ha a film vastagodása az „nd” érték vizuális ellenőrzése mellett megy végbe az interferenciaszín megfigyelésével, akkor az anyalúgot frissítjük, és indikátorként az anyalúgban megjelenő zavarosodást tekintjük. Normális körülmények között, ha a felületi fényesség teljes mértékben kifejlődött (tehát az „nd” érték 100 nm fölé emelkedik), vagy az anyalúg szemmel láthatóan zavaros, akkor a tárgyat kivesszük, és a felületet a rátapadt csapadék eltávolítása céljából megtisztítjuk, majd a reakciót friss anyalúggal megismételjük. Az anyalúg' frissítésének időzítését a teljes reakcióidő és a 6 nyersanyag hatékonyságának figyelembe vételével döntjük el. Ha a tárgyat túlságosan korán visszük a friss anyalúgba, valamint az aranyinterferenciaszín megjelenésekor felléphet a titán-dioxid-film növekedése a szabad magképződés előtt. Amikor a tárgyat a friss anyalúgba visszük át, akkor a kiegészített titánkoncentráció és a csapadékrészecskéknek tulajdonítható zavarosodás kiküszöbölése hozzájárul a növekvés nagyobb sebességéhez. A friss anyalúg összetétele ugyanaz lehet, mint a kiindulási anyalúgé, azonban nagyobb titánkoncentráció is alkalmazható. A sósavnak a titánhoz arányuló mólviszonyát úgy kell megválasztani, hogy 5 és 200 között legyen; a titánkoncentráció 0,3 millimól/liternól ne legyen kevesebb. Általában, ha az említett mólviszonyt rögzítjük, akkor nagyobb titánkoncentráció esetében a növekvésgyorsabb. Ha a mólviszony 5-nél kisebb, akkor valószínű az anatáz keletkezése, vagy esetleg további gél kicsapódása következik be. Ha a mólviszony 200-nál nagyobb, akkor normális körülmények között a hidrolízis nem megy végbe. Az „nd” érték szabályozását elősegíti, ha a sósavkoncentráció körülbelül 0,1 n és 0,2 n érték között van, és a titánkoncentráció 1 és 10 millimól/liter értéktartományban van. Ha az összetételt és az előkezelés és megképzés körülményeit megfelelően választjuk meg, akkor a reakciót addig folytathatjuk, amíg zöld, irizáló filmet nem kapunk, amelynek “nd” értéke körülbelül 650 nm, és az anyalúg frissítését csak egy ízben kell elvégezni. Ha az anyalúgot gyakrabban frissítjük, vagy folyamatosan töményebb titán(IV)—tetraklorid—oldatot táplálunk be, akkor az „nd” érték gyorsabban növekszik. Ha a betáplálást folyamatosan végezzük, akkor olyan oldatot alkalmazhatunk, amelynek öszszetótele az említett mólviszonyt előnyösen 30 és 100 között tartja, és a betáplálást úgy végezzük, hogy annak sebessége a szubsztrátum felületének 1m² területére vonatkoztatva percenként 0,1 miliimól titán(IV)—tetraklorid.

A filmképző lépés reakcióhőmórsóklete függ az anyalúg összetételétől. Szobahőmérsékleten lehetséges a fokozatos filmképzés, azonban a filmképzés rendkívül lassan megy végbe 50°C hőmérséklet alatt, ami gyakorlatilag nem alkalmazható. Ha a reakciót 100°C fölötti hőmérsékleten, autoklávban végezzük, akkor a film növekvése lényegesen meggyorsítható; környezeti nyomáson végzett reakciók azonban azzal az előnnyel járnak, hogy a film növekvése szemmel követhető. Az előnyös reakcióhőmórséklet 75'C-nál magasabb, és kívánatos, hogy közel essék az anyalúg vagy a melegítő fürdő forráspontjához. Mivel a felületről visszavert fény fokozatosan változik az „nd” érték növekvésével, a reakció leállítható akkor, amikor a visszavert fény színképe a célzott „nd” értéknek megfelel, és így a kívánt „nd” értékkel rendelkező titán-dioxid-fllmhez jutunk. A visszavert fény színképe alapján az „nd” érték

-6HU 200578Β megállapítása pontosan az elméleti optika törvényeinek megfelelően, spektrofotométer alkalmazásával végezhető. A gyakorlatban azonban a szín és a visszavert fény erősségének szabad szemmel való megfigyelése a pontosság gyakorlati követelményét kielégíti. így például, amikor a felületi fényesség körülbelül félig fejlődik ki, akkor enyhén kékes visszavert fény figyelhető meg, és a film „nd” értéke megközelítőleg 100 nm; amikor pedig a felületi fényesség eléri a csúcsértékét, és ezüstös visszavert fény látható, akkor az „nd” érték körülbelül 140 nm; amidőn határozott, sárga visszavert fény figyelhető meg, akkor az „nd” érték körülbelül 200 nm. Az „nd” értékének pontosabb becslése céljából több előkezelt üveglemezt egymás után az anyalúgba helyezünk, és meghatározott Időtartamon át végezzük a reakciót. Ha ezután az időtartamok figyelembe vételével az így kapott üveglemezek felületi fényességét és színét összehasonlítjuk, akkor egy mintasorozatot kapunk (amelynek standardja a maximális visszaverődést mutató lemez), amelynek segítségével az „nd” érték 10 egységen belüli pontossággal szabályozható.

A filmkópző eljárás során a hevítést végezhetjük közvetett módon, forró vízzel való melegítés útján; vagy közvetlenül úgy, hogy a filmkópző anyalúgot tartalmazó tárgyat melegítjük; vagy úgy, hogy az anyalúgban elhelyezünk egy olyan tárgyat, amelynek a belsejében hőforrás van.

Közvetlen hevítés esetében — például, ha a filmkópző anyalúgot tartalmazó üvegedényt alulról melegítjük — az üvegedény alja rózsaszín, kék vagy zöld visszavert fényt bocsát ki, mivel vastagabb interferenciafilm képződik akkor, amidőn az edény falán ezüstfehér, fényes egyenletes bevonat képződik; ez azt mutatja, hogy a film igen gyorsan növekszik a magas helyi hőmérséklet területén; ez arra utal, hogy autokláv alkalmazása ajánlatos.

Ha közvetett melegítést alkalmazunk, akkor ez azzal az előnnyel jár, hogy a homogén hőmérsékleti feltételek következtében egyenletes vastagságú filmet kapunk.

A vízben oldható titánószter alkalmazásával végzett bevonás során egy bőséges titán-tartalmú réteget létesítünk azáltal, hogy hidrolizátumot ülepítünk egy olyan felületre, amely hidroxilcsoportokban bővelkedik. E folyamatot úgy magyarázzuk, hogy a felületen elhelyezkedő hidroxilcsoportok a titánószterrel reagálnak, és annak hidrolizátumával kombinálódva a hidrolizátumból egy igen vékony réteget képeznek. Hidroxilcsoportokban szegény felület hidroxilcsoportokban gazdag felületté alakítható át úgy, hogy a felületet módosítjuk, például úgy, hogy szilikátbevonat segítségével hldroxilcsoportokban gazdag réteget alakítunk ki. Szerves polimer anyagok esetében nemcsak hidroxilcsoportokban gazdag anyagok — például cellofán — alkalmazhatók, hanem szintetikus úton előállított gyanták is használhatók, szubsztrátumkónt, a felületüknek hidroxilcsoportokban gazdag felületté való átalakítása után, amelyet önmagában Ismert módszerekkel végezhetünk. Egyes esetekben ez a folyamat mindössze abban áll, hogy a tárgyat nátrium-hidroxid-oldattal kezeljük.

A találmány szerinti eljárás megvalósítására, fóm-szubsztrátumokat Is használhatunk, ha ezek felületét összefüggő szllícium-dioxidvagy szilikátréteggel vonjuk be. Ugyanígy értelmezhető az az előkezelés Is, amelyet vas-klorid és valamilyen folyékony poliol gyantaszerű kondenzációs termékének az alkalmazásával végzünk. Szilíciumtartalmú szubsztrátum-felületek esetében feltételezhető, hogy a vas(il)— vagy vas(lll)-ionok könnyen egyesülnek az ilyen felületekkel; ezt alátámasztja az a tény is, hogy az üveg hajlamos az elszíneződésre vasszennyezés hatására. Valószínű továbbá, hogy a vas képes kötődni egy titánban gazdag felülethez: ez abból Is látható, hogy az ilmenít — egy titánérc — a vas és a titán oxldjából áll. Megfordítva, a titán Is hajlamos vasban gazdag felülethez való kötődésre: ilyen módon a tárgy felületén vasból és titánból álló vegyes réteg alakul ki, majd ezen a rétegen két dimenzlóbam magvak keletkeznek a fentebb említett előkezelés és az ezt követő magképző lépések során. Ennek eredményeként valamennyi magban torzult rács keletkezik, ami elősegíti a kristályok spirális növekvését. Ha vas(il)-ionokat alkalmazunk, amelynek sugara a nógyértókű titánion sugarával azonos, akkor ezen ionok között elektronkicserélődés lehetséges, aminek következtében vas(lll)- és titán(lll)-ionok képződnek, s így a fenti feltételezés nem vezet ellentmondáshoz. Ezt alátámasztja az a megfigyelés is, hogy ón(IV)-lonok jelenléte erősíti a vas(ll)-ionok hatását. Ennek eredményeként a tárgy felülete olyan magvakkal vonódik be, amelyek gyors növekvésre képesek, ezekre a magvakra titán-dioxid rakódik a szabad magképződés előtt, s így optikai film alakul ki.

Ha a sósavat a titánhoz képest kis mólviszonyban alkalmazzuk, vagy nagy titánkoncentrációt használunk, akkor a teljes rendszer hidroiízissebessége nagyobb, mint a felületre való rárakódás sebessége, az anyalúgban szabad magképződés megy végbe és zavarosság lép fel, miközben a felületet csapadék borítja be. A felületet borító csapadékrészecskók azonban nem illeszkednek a filmbe, és a film növekvése ettől függetlenül megy végbe. Ez abban áll, hogy a szubsztrátum felületén a titán-dioxid kristályok epitaxiálisan növekszenek. Mindeddig nem bizonyítottuk be teljes mértékben, hogy az így képződött titán-dioxid-film rutil, ennek a válószínűsége azonban igen nagy egyrészt azért, mert a reakció sósav hozzáadásával előidézett savas közegben megy végbe, másrészt a reakció hőmérséklete megközelíti a víz forráspontját.

-7HU 200578 Β

Amint fentebb leírtuk, találmányunk lehetővé teszi kívánt „nd” értékű egyenletes titán-dioxid-film kialakítását nagy reprodukálhatósággal számos típusú tárgy felületén, viszonylag rövid idő alatt. A találmány szerinti eljárás ipari alkalmazása semmiféle különleges berendezést nem igényel. A találmány szerinti eljárás értelmében a tárgy a reakció során kivonható, és visszahelyezhető a reakciórendszerbe annak eldöntése után, hogy a film növesztését folytatjuk-e vagy sem. Igy mód nyílik az „nd érték célszerű szabályozására. Ez nemcsak bármilyen kívánt irterferenciaszín létrehozását teszi lehetővé üvegáru, kaolin, porcelán, polimerek és más tárgyak fény mázának eseteiben, hanem az egyenletes „nd” értékű filmek meghatározottabb irizáló hatással rendelkeznek, és így nagyobb piaci értékű termékekhez juthatunk. Továbbá, mivel az eljárás bármilyen görbületű vagy hullámos felületen alkalmazható, sőt üvegedény vagy elektromos izzólámpa belsejében is végrehajtható, amely majdnem teljesen zárt felület, a fénymáz céljából való alkalmazási területe kiterjeszthető, és alkalmas olyan új termékek kidolgozására, amelyekre eddig nem volt lehetőség. Továbbá, a maszkírozási módszer lehetővé teszi előre meghatározott jellegű interferenciaszínek létrehozását, amivel újszerű díszítő hatás érhető el. Ezen felül — mivel a találmány szerinti eljárás a méret szempontjából elvben nem korlátozott — olyan, nagy méretű tárgyakra is alkalmazható, mint például az ablaküvegek, és olyan kis méretű tárgyak esetében is, mint a csillámpalalemezek vagy az üveggyöngyök.

Az „nd” érték könnyű szabályzása és a film vastagsági növekvésének gyorsasága a többrétegű filmek esetében mind az optikai, mind a díszítő célú alkalmazások szempontjából előnyös. Ha a feltaláló által a 49—46480 számú publikált japán szabadalmi bejelentésben közölt módszert kombináljuk, akkor az 58—12564 számú publikált japán szabadalmi bejelentésben közölt többrétegű filmek vákuumtechnika alkalmazása nélkül megvalósíthatók, és a találmány szerinti eljárást felhasználhatjuk visszaverődés elleni bevonatok és interferenciaszűrők előállítására.

Továbbá, ha több lapos üveglemezt alkalmazunk a találmány szerinti eljárás átmeneti szubsztrátumaként, akkor az így kapott titándioxid—filmek nátrium-hidroxid-oldattal melegítés útján leválaszthatók, és így hordozó anyagoktól — például csillámpalalemezektől — mentes, gyöngyházfényű pigmenteket állíthatunk elő. A találmány szerinti eljárás fémfelületeken is alkalmazható, ha azokat megfelelő módon szilikáttartalmú réteggel vonjuk be. A találmány szerinti eljárás alkalmazható továbbá műanyagtárgyakon is, ha azok felületét hldroxilcsoportok bevezetésével módosítjuk.

A találmány szerinti eljárást az alábbi kiviteli példákban részletesen Ismertetjük. A példák azonban nem korlátozó jellegűek, mert repre8 zentatív Jelleggel választottuk ki; a találmány szerinti eljárás a tárgyak alakja, mérete és anyagi minősége, valamint különböző vízben oldható titanát-észterek lehetséges kombiná⁵ ciói, valamint a filmkópző anyalúg változatos összetételei, továbbá a vízben oldható titánészterek és vasvegyületek lehetséges kombinációi következtében rendkívül sokoldalú. Az adott esetnek mefelelő legkedvezőbb feltéte¹⁰ leket az e területen jártas szakember standard módszerek alkalmazásával könnyen megállapíthatja.

1. példa ¹⁵ (1) Vizes titán(IV)-tetraklorid-oldat készítése g (reagens tisztaságú) titán(IV)-tetrakloridot mérünk egy 250 ml térfogatú Erlenmeyerlombikba, és szelőzőfülkében 20 g ionmen²⁰ tesített vizet csepegtetünk hozzá. Előbb sárgásfehér massza képződik, a víz teljes mennyiségének hozzáadása után azonban némileg yiszkózus, sötétsárga folyadék keletkezik. A gravimetriás elemzéssel megállapított titánkoncentráció 3,5 mól/liter.

(2) Glicerin-titanát-észter előállítása 50 ml üvegedénybe 3 g (1)-ben készített titán(IV)—tetraklorid—oldatot helyezünk, és 3,6 g _go (reagens tisztaságú) glicerint adunk hozzá. Oldódás után a keveréket forró lemezen melegítjük, és a vizet eltávolítjuk. A hevítést addig folytatjuk, amíg a glicerin párologni kezd, és a keverék igen viszkózussá válik. Szobahőmér₃₅ sékletre való hűtés után viasszerű, szilárd terméket kapunk. Ehhez 1 ml ionmentesített vizet adunk, és oldás céljából enyhén hevítjük, majd 300 ml össztérfogatra hígítjuk. Az oldat számított titánkoncentrációja 35 millimól/liter.

₄₀ (3) Üveglemezek előkezelése

Ablaküvegtáblát körülbelül 5 cm x 7 cm méretű darabokra vágunk, és 300 ml térfogatú üvegedénybe helyezzük, amelybe 1 n nátronlúgoldatot töltünk úgy, hogy a lemezeket telje45 sen ellepje. Az üveglemezek közé célszerűen megfelelő elválasztókat teszünk, hogy felületük össze ne tapadjon. A rendszert forró vízfürdőben körülbelül 20 percig melegítjük, utána a lemezeket friss vízzel és szivaccsal leöblítjük, majd 5 cm x 1 cm méretű darabokra vágjuk. (Ügyeljünk arra, hogy csupasz kézzel ne érjünk a felületükhöz.) Az így kapott üvegdarabokat ionmentesített vízben tároljuk, és így használjuk fel a következő példákban egészen a 9. példá55 ig.

Kémcsőbe előbb 10 ml ionmentesített vizet teszünk, hozzáadunk egy csepp (körülbelül 0,05 ml) (2) szerint készült glicerin—titanát—oldatot, és 4 csepp (körülbelül 0,2 ml) tízszeresére hígított sósavat csepegtetünk hozzá keverés közben. Ezután belehelyezünk egy fentiek szerint tárolt üvegdarabot, és forró vízfürdőben körülbelül 30 percig melegítjük. Ezután az oldatot elvetjük, a lemezt előbb friss vízzel, majd ionmentesített vízzel mossuk, szárítjuk, és utá-8HU 200578 Β na elektromos úton hevített acélhálón körülbelül 15 percig kb. 300°C-on hevítjük. A kihevített lemezt lehűlni hagyjuk.

(4) Titán-dioxid-film előállítása (kialakítása) ml 50%-os kénsavat és 1 csepp (körülbelül 0,05 ml) (1) szerint készült titán(IV)~tetraklorld-oldatot helyezünk 100 ml-es mérőlombikba, és a jelig töltjük ionmentesített vízzel. Igy 100 ml olyan oldatot kapunk, amelynek titánkoncentrációja 1,75 millimól/liter. A fenti módon előkezelt üveglemezt kémcsőbe helyezzük, és ebből a hígított oldatból annyit adunk hozzá, hogy az üveglemezt teljesen elfedje. Ezután 300 ml térfogatú, forró vizet tartalmazó üvegedényt teszünk egy forró lapra, és amikor a hőmérséklet a 80°C-ot elérte, akkor közvetett melegítés céljából belehelyezzük a kémcsövet. Körülbelül 15 perces 80°C hőmérsékleten való melegítés után az üvegfelület enyhén kékes fényvisszaverődést mutat. A hevítést folytatva a visszaverődés erőssége fokozatosan növekszik, és körülbelül 30 perces melegítés után ezüstfehór, félig tükörszerű külsőt ölt.

Az üveglemezt kivesszük a kémcsőből és vízzel lemossuk. A fénylő film erősen kötődik a felülethez, és öblítéskor sem távozik. A lemez fényessége és transzparenciája nem változik, ha elektromos úton 15 percen át ismét acélhálón melegítjük, kb. 500°C-on.

2. példa

100 ml 1. példa (2) pontja szerint titánészteroldatot állítunk elő azzal az eltéréssel, hogy a glicerint 1,2 g etilónglikolial helyettesítünk. Az üveglemezek előkezelését az 1. példában leírt módon végezzük, és megvizsgáljuk a titán—dioxid-film képződését (ezt az alábbiakban egyszerűség okából filmképződésnek nevezzük). Ugyanazt az eredményt kapjuk, mint az 1. példában.

A továbbiakban glicerin helyett ekvivalens mennyiségű propilónglikolt, butándiolt, dietilénglikolt vagy trietilénglikolt alkalmaztunk az etilénglikol helyett. Hasonló eredményeket kaptunk.

3. példa

Az 1. példa (2) pontja szerint járunk el, azonban glicerin helyett 0,2 g étkezési cukrot alkalmazunk, amelyet szobahőmérsékleten oldunk, utána 100 ml össztérfogatra hígítjuk ionmentesített vízzel, majd az előkezelést és a filmképzést az 1. példa szerint végezzük.

Az üveg felületén fényes film képződése figyelhető meg.

4. példa

Az 1. példa (2) pontja szerint járunk el, azonban glicerin helyett 1,2 g szorbitot oldunk melegítés közben. A kondenzációból származó víz eltávolítása után kapott gyantaszerű terméket és hidrogén-kloridot ionmentesített vízzel 10Oml össztérfogatra oldunk. Ennek az oldatnak az alkalmazását, az előkezelést és a filmképzést a fentiek szerint végezve hasonló eredményekhez jutunk.

5. példa

Az 1. példa (2) pontja szerint járunk el, azonban a glicerin mennyiségét 0,6 g-ra, Illetve 0,1 g-ra változtatjuk. Ebben az esetben is szilárd terméket kapunk. Az utóbbi módon kapott terméket lonmentesített vízzel 100 ml össztérfogatra hígítjuk, és 40 ml sósav hozzáadása után üvegedényben tároljuk. Ennek az oldatnak 2 ml mennyiségét 300 ml lonmentesített vízben oldjuk, majd az előkezelést és a fiimképzést az 1. példában leírt módon végezzük. Hasonló eredményt kapunk.

6. példa

Több, az 5. példa szerint előkezelt üveglemezt különböző körülmények között, vízből, tltán(IV)—tetrakloridból és kénsavból álló, háromkomponensű, különböző összetételű anyalúg alkalmazásával filmkópző próbának vetünk alá az 1. példában leírt módon.

7. példa

Az 1. példa (4) pontja szerint járunk el, azzal a különbséggel, hogy titán(IV)—tetraklorid helyett titán(IV)-szulfátot alkalmazunk, és a filmképzést az 1. példában leírt módon 2,5 millimól/liter titánkoncentrációjú és 0,3 n sósavkoncentrációjú oldattal végezzük. Az 1. példában megadottal azonos eredményhez jutunk.

8. példa (1) Titanátgéí előállítása g 1. példa (1) pontja szerint előállított vizes titán(IV)—tetraklorid-oldatot lonmentesített vízzel 50 ml-re hígítunk, majd összesen 12 ml hideg 5%-os nátronlúgoldatot csepegtetünk hozzá a gél kicsapása végett. Az így kapott gélt szűrjük, lonmentesített vízzel mossuk, majd pohárba helyezzük.

(2) Nátrium-titanát-tartarát-oídat előállítása

Az (1)—ben előállított gélhez keverés közben 2,3 g borkősavat és 12 g nátrium-hidroxidot adunk, utána a poharat forró vízfürdőbe helyezzük, és addig keverjük, amíg teljesen fel nem oldódik. Szűrés és ionmentesített vízzel való mosás után a szűrletet összegyűjtjük, és addig adunk hozzá mosóvizet, amíg a szűrlet és a mosóvíz együttes térfogata a 30 ml-t el nem éri.

(3) Ammónium-títanil-oxalát oldat előállítása

Az (1) pont szerint előállított gélhez 0,4 g ammónium-oxalátot adunk, és utána oldódásig melegítjük. Szűrés után 30 ml össztérfogatra hígítjuk.

(4) Film képzése (kialakítása)

Mind a (2), mind a (3) szerint előállított oldatból 0,5 ml térfogatot veszünk, és előbb 0,5 ml 50%-os kénsavval, majd 20 ml ionmentesített 9

-9HU 200578 Β vízzel keverjük. így olyan oldatot kapunk, amelynek titánkoncentrációja körülbelül 2,8 mllllmól/liter. A filmképzést bármelyik oldat alkalmazásával az 1. példában leírt módon végezzük. Itt is megfigyelhető egy fénylő film kialakulása.

9. példa

Az 5. példa szerint előkezelt üveglemezeket öt kémcsőbe helyezzük, és minden egyes kémcsövet a 8. példa (4) pontjában leírt összetételű, kénsavval savanyított nátrium-titanát-tartarát oldattal töltünk fel. Ezután a kémcsöveket forrásban lévő vizet tartalmazó, 300 ml térfogatú pohárba helyezzük, és a hevítést a filmképzés végett folytatjuk. Körülbelül 20 perc elmúltával az egyik kémcsövet, ahol enyhén kékes, fénylő film képződött, kivesszük. További 10 perc múlva, amidőn a kékes színezet eltűnt, kivesszük a következő kémcsövet. A harmadik kémcsövet akkor vesszük ki, amikor a film ezüstös, tükörszerű visszaverődést mutat kékes árnyalattal; a negyedik kémcsövet pedig akkor távolítjuk el, amikor a fénylő film sárgás színárnyalatot ölt. Mind a négy kémcsövet lehűlni hagyjuk, a legutolsó, ötödik kémcsövet a pohárban hagyjuk, és a reakciót addig folytatjuk, amíg az anyalúg zavarosodása be nem következik, és csak akkor vesszük ki, amikor a film aranysárgára változik. Lehűlés után az összes üveglemezt lemossuk, majd 5 percen át körülbelül 400°C hőmérsékleten kihevítjük. Az így kapott filmek megközelítő optikai sűrűsége sorrendben 100 nm, 120 nm , 140 nm, 170180nm, illetve 200 nm. A titán-dioxidból álló, aranyszínű film az anyalúg tisztaságától függően enyhén zavaros lehet.

10. példa

Ablaküveget az 1. példában leírt módon megtisztítunk, majd az 5. példa szerint előkezeljük. A filmképzést a 9. példában leírt módon végezzük, és a zavarosság megjelenése után (az anyalúgban) az anyalúgot frissre cseréljük, és a reakciót körülbelül 2 órán át folytatjuk. A film növekvése megfigyelhető abból, hogy sorrendben sárga, rózsaszín, bíborszínű, kék és kékeszöld visszaverődóst mutat.

Mosás és szárítás után a szín csak némileg különböztethető meg a vízben mutatkozó visszaverődéstől, azonban az üveglemez kifejezett kékeszöld visszaverődést mutat, az áthaladó fény pedig rózsaszínű. így a találmány szerinti eljárás figyelemre méltó jellegzetessége, hogy a felület hullámosságára való tekintet nélkül kívánt értékű, egyenletes „nd” értékű titán-dioxid-film érhető el úgy, hogy a bevonatot előidéző reakciót vizes oldattal végezzük el, a fém galvánozásához hasonlóan.

11. példa

Több üveglemezt az 1. példában leírt módon megtisztítunk, előbb friss vízzel, majd ionmentesített vízzel mossuk, és utána pohárba he10 lyezzük, amelyet az 5. példában leírt összetételű előkezelő oldattal töltünk fel. A poharat egy gőzzel hevítő készülékbe helyezzük, és 30 percig forró fürdőn forraljuk. Ezután a lemezeket előbb friss vízzel, majd lonmentesített vízzel mossuk, és a vízcseppeknek a felületről való eltávolítása céljából letöröljük. Ekkor a lemezeket visszatesszük a pohárba, és a 9. ós 10. példában leírt összetételű anyalúggal filmképzést végzünk. Ennek során az anyalúg átlátszó marad mindaddig, amíg egy aranyszínű film meg nem jelenik. Lehűtés után a lemezeket lemossuk, és visszatesszük a pohárba, amelyet 1 n nátronlúggal feltöltünk, és forró vízfürdőben 30 percig melegítünk. Ennek során az aranyszínű film az oldatba megy át, és arany-fólia-szuszpenziót képez.

Az üveglemezeket eltávolítjuk, a szuszpenzióban lévő fóliákat ülepítjük, és a folyadékot dekantáljuk. Vízzel való mosás után aranypasztához hasonló külsejű terméket kapunk. Ezt enyhe keverés közben akril-emulzióval keverjük, és^vpapírra visszük fel. így egy aranyszínű bevonatot kapunk.

12. példa

500 ml térfogatú edénybe borospoharat helyezünk, és 1 n nátronlúggal feltöltjük úgy, hogy a poharat teljesen ellepje, majd a felületet 30 percen át forró vízfürdőben tisztítjuk.

Ezután a pohár felületét friss vízzel öblítjük szivacs alkalmazásával, ügyelve arra, hogy csupasz ujjunkkal ne érjünk a felülethez. Ekkor a poharat visszahelyezzük az edénybe, amelyet előzőleg vízzel kimostunk, és lonmentesített vízzel átöblítettünk. Az edényt az 5. példában megadott összetételű előkezelő oldattal megtöltjük, és az előkezelést 30 perces forralással végezzük. Ezután az elegyet lehűtjük, a poharat mossuk és megszárítjuk, majd 15 percig körülbelül 400°C hőmérsékleten kemencében kihevítjük, lassan lehűtjük, visszahelyezzük az edénybe, amelyet a 9. példában megadott összetételű filmképző oldattal feltöltünk, és forró lemezen melegítjük. Amidőn az oldat forrni kezd, az edényt hideg vizet tartalmazó óraüveggel lefedjük. Mintegy 40 perc múlva ezüstfehér titán—dioxid jelenik meg a pohár teljes felületén. Az így kapott pohárnak tetszetős külseje van, ós a beletöltött bor elfogyasztása és a víz elpárolgása után interferenciaszínek jelennek meg, mivel a bor szilárd komponenséiből a víz elpárolgása után vékony film marad vissza.

13. példa

A 12. példában leírt eljárást folytatva az oldatot kiürítjük, és az alábbi összetételű oldatot töltjük be:

3. számú nátrium-szilikát (Fuji Kagaku-féle termék) 1,0 g

Ammónium-klorid 1,5 g lonmentesített víz 500 ml

-10HU 200 578 Β

A fentebb megadott összetételű oldatot körülbelül 2 érán át a forráspontjának hőmérsékletén tartjuk, utána az oldatot az edényből kiürítjük, a poharat mossuk és öblítjük Ionmentesített vízzel, majd az edényt Ismét feltöltjük az 5. példában megadott összetételű előkezelő oldattal, 30 percig forraljuk, s utána kihevítjük. Ezután a filmkópzóst azonos módon megismételjük a 9. példában megadott összetételű anyalúg alkalmazásával. A kezdeti ezüstfehér, fényes film rendre sárga, réz-, rózsa-, majd bíborszínű visszaverődést ad, fényessége sokkal kevésbé csökken, mint a 9. példa esetében, és a szín igen gyorsan határozottá válik, amidőn a kékeszöld szín megjelenik. Ezen a ponton a reakciót leállítjuk, a poharat mossuk, szárítjuk és kihevítjük. A pohár jól meghatározott kékeszöld fényű, ami nem figyelhető meg egyrétegű, irlzáló filmek esetében, kivéve azokat a filmeket, amelyek egyes részletei jellegzetesen halvány rózsaszín fényűek.

Ha a titán-dioxid-rétegek „nd” értékét és a szilikátos (szilícium-dioxidos) réteg „nd” értékét megfelelő módon kombináljuk, akkor a visszaverődő és az áthaladó színek különböző kombinációit kapjuk: például aranyfényű visszaverődóst és bíborszinű átbocsátóit fényt; vagy zöldszínű visszavert fényt és magentaszínű átbocsátón fényt. Továbbá, a fenti eljárást még egyszer megismételhetjük, és így egy ötrétegű filmet kapunk amelynek fénye még Intenzívebb, és a színei is meghatározottabbak.

14. példa

Ha a 13. példában alkalmazott borospohár helyett fehér porcelán edényt használunk, akkor felületének sokkal határozottabb színeket adhatunk: a felület jellegzetes aranyfónyt mutat bíborszínű háttérrel, és az átbocsátott fényt a fehér alapszín visszaveri.

15. példa

Cellofánlapot mosószeres oldattal mosunk, majd nátrlum-hidrogén-karbonát-oldatot tartalmazó ruhával letöröljük, és ionmentesített vízzel öblítjük. Ezután 30 percig melegítjük az 1. példában megadott összetételű előkezelő oldattal, és utána vízzel mossuk. A filmképzést az 1. példa szerint hajtjuk végre. A cellofán felületén fényes film képződik.

16. példa

Fekete színű, természetes eredetű követ 100°C-ra melegítünk; és 3. számú, ipari nátrium—szilikát 7-szeresre hígított oldatába mártjuk, utána rögtön eltávolítjuk, s így a felületén egy nátrium-szllikátból álló filmet kapunk. Ezután a követ 10%-os ammónium-klorid-oldatba helyezzük, és fixálás céljából 30 percig forraljuk. Az így kapott követ a 14. példában leírt eljárással háromrétegű, kékeszöld film képzésére használjuk fel. így fémes, kékeszöld fénymázas, mesterséges drágakövet kapunk.

17. példa (1) Vizes titán(IV)-tetraklorldoldat készítése

Erlenmeyer-lombikba 70 g (reagens tisztaságú) titán(IV)-tetraklorldot merünk, és 40 g lonmentesített vizet csepegtetünk hozzá. A víz adagolásának befejezése után viszkózus, sőtétsárga oldatot kapunk, amelynek tltánkoncentráclója gravimetriás elemzés alapján 3,5 mól/liter, (2) Gticerin-titanát-észter előállítása ml-es üvegedénybe 3 g (1) szerint készített titán(IV)-tetraklorld-oldatot mérünk, és 3,6g (reagens tisztaságú) glicerint adunk hozzá. Oldódás után az elegyet forró lemezen melegítjük, és a vizet eltávolítjuk. A hevítést addig folytatjuk, amíg a glicerin párologni kezd, és az elegy Igen viszkózussá válik. Szobahőmérsékletre való lehűtés után viasszerű, szilárd terméket kapunk. Ehhez 1 ml ionmentesített vizet adunk, oldódás céljából enyhén melegítjük, majd 300 ml össztérfogatra hígítjuk. Az így kapott oldat számított titánkoncentrációja 35 millimól/iiter.

(3) Vas(lll)-klorid törzsoldat készítése g (reagens tisztaságú) vas(lll)—klorld-hexahidrátot 300 ml ionmentesített víz és 1 ml 35%-os sósav elegyében oldunk. Az így kapott oldat számított vaskoncentrációja 0,8 mól/liter.

(4) Vas(H)-kiorid és ón(IV)-klorid elegyének készítése

A (3) szerint készített vas(lll)-klór id törzsoldat 10 ml-es részletében 1 g (reagens tisztáságú) ón(ll)—klorid-dihidrátot oldunk. így egy kékes színű oldatot kapunk.

(5) Vas(lll)-glicerin kondenzációs termék előállítása

A (3) szerint készített vas(lll)—klorld törzsoldat 4,6 g tömegű alikvot részét 1 g glicerinnel keverve a víz eltávolítása végett melegítjük. A hevítést addig folytatjuk, amíg a glicerin párologni kezd, és a keverék erősen megbámul, majd lehűtjük. Eközben a keverék tömege 1,3g-ra csökken. Ezt a maradékot 10 ml ionmentesített vízben oldjuk. Az így kapott oldat vaskoncentrációja 15 millimól/liter.

(6) Üveglemez felületének a tisztítása

Ablaküvegtáblából 5 cm x 7 cm méretű lemezeket vágunk, mosószeres oldattal lemossuk; öblítjük, majd 1 n nátronlúgoldattal töltött edénybe helyezzük. Mintegy 15 perces forralás után a lemezeket poliuretán-szlvacs használatával friss vízzel lemossuk, körülbelül 1 cm széles darabokra vágjuk, vigyázva, hogy csupasz kézzel ne érintsük az üvegdarabokat, majd az üvegdarabokat lonmentesített vízben tároljuk (7) Titánészterből álló bevonat készítése

A (6) lépésben előkészített 8 darab üveglemezt találomra 100 ml térfogatú edénybe helyezzük úgy, hogy a felületeik ne tapadjanak össze. Ekkor 100 ml Ionmentesített vízhez előbb 2 ml 35%-os sósavat adunk,majd 0,5 ml (2) lépésben előállított gllcerin-titanát-észter-ol11

-11HU 200578Β datot oldunk benne. Ezzel az oldattal feltöltjük az edényt, és forró vízfürdőbe helyezzük. Körülbelül 30 perc múlva az üvegdarabokat friss vízzel mossuk, és ionmentesített vízben tároljuk.

(8) Előkezelés

A (3) lépésben készített vas(lll)-klorid törzsoldatot töltőtoll-töltőbe szívatjuk, és 2 cseppet (körülbelül 0,1 g-ot) 25 ml ionmentesített vízhez adunk. Ugyanilyen módon hozzáadunk 1 csepp 35%-os sósavat. Az így kapott oldat vaskoncentrációja körülbelül 3 millimól/liter.

Ugyanilyen módon 2 csepp (4) lépésben előállított vas(ll)—kloridot és ón(IV)-klorldot tartalmazó elegyet adunk 25 ml ionmentesített vízhez. így ugyanolyan vaskoncentrációjú oldatot kapunk, mint fentebb.

ml (5) lépésben előállított vas(lll)-glicerin- kondenzátumot tartalmazó oldatot 8 ml lonmentesített vízzel hígítunk. Az így kapott oldat vaskoncentrációja 3 millimól/liter.

Három kémcső mindegyikét, amely egy (7) lépés szerint kezelt üveglemezt tartalmaz, a fentiekben leírt, háromféle hígított oldattal feltöltünk úgy, hogy a folyadék teljesen elfedje az üveglemezt. Ezután a kémcsöveket forró vízzel töltött edénybe helyezzük, és a vizet forraljuk. Körülbelül 10 perc múlva a vas(lll)-klorid hígított oldata hálványsárgából vörösesbarna színűre változik, a vas(ll)—kloridot és ón(IV)-kloridot tartalmazó hígított elegyből fehéres gél válik le, és a vas(lll)-glicerin-kondenzátum hígított keverékéből barna gél csapódik ki. Minden egyes üvegdarabot friss vízzel lemosunk, ionmentesített vízzel leöblítjük, és utána megszárítjuk. Kontrollként a (7) lépésben készült és tárolt üveglemezt alkalmazzuk. Szárítás után az összes üvegdarabot elektromos hevítőberendezésben 10 percen át kb. 400°C-on hevítjük. A vas(lll)-vegyületekké kezelt üvegdarabok barna színűek, a vas(ll)-klorid és ón(IV)-klorid elegyével kezelt üveg színtelen.

(9) Tltán-dioxid-film kialakítása

2,17 millimól/liter titánkoncentrációjú és körülbelül 2 n sósavkoncentrációjú törzsoldatot készítünk úgy, hogy az (1) lépésben készített titán(IV)—tetraklorid—oldat 20 ml-nyi részletét 13ml 35%-os sósavval és 11 ml ionmentesített vízzel keverjük. Ebből a törzsoldatból töltőtoll-töltő segítségével 4 cseppet (körülbelül 0,15 ml—t) 100 ml térfogatú mérőlombikba mérünk, hozzáadunk 3 ml 35%-os sósavat, és ionmentesített vízzel jelig töltjük. Az így kapott anyalúg titánkoncentrációja körülbelül 3,5 millimól/liter, és a sósavnak a titánhoz viszonyított mólaránya körülbelül 86. Négy kémcsőbe belehelyezünk egy-egy darab, a (8) lépés szerint kihevített üveglemezt, és az előbbi anyalúgból annyit töltünk a kémcsövekbe, hogy az üvegdarabot teljesen ellepje. Ezután a kémcsöveket forrásban tartott vízzel töltött edénybe helyezzük. Mintegy 10 perc múlva a vas(lll)-vegyületekkel kezelt üvegdarab zöldeskék interferenciaszínben játszó, fényes filmet képez; a vas(ll)12 klorid és ón(IV)—klorid elegyével kezelt üvegdarab fényes, színtelen fllmbevonatot nyer, míg a (7) lépés szerint kezelt kontroll-üvegdarab több mint 24 perces hevítést Igényel a felületi fényesség kifejlődéséhez.

A vas(lll)-vegyületekkel kezelt üvegdarabok anyalúgja több mint 20 percen át tiszta marad, míg a többi anyalúg 15 perc eltelte után zavarossá válik.

példa

A 17. példa (3), illetve (9) lépése szerint készült, vas(III)—kforld—oldat, illetve titán(IV)-tetraklorid törzsoldat alkalmazásával állítjuk elő az alábbi előkezelő oldatot;

Vas(lll)-klorid törzsoldat 13 ml

Titán(IV)—tetraklorid törzsoldat 1 csepp (kb. 0,04 g)

35%-os sósav 3 ml lonmentesített víz 180 ml

Ezt az előkezelő oldatot 2-, 5-, 10- és 20szorosára hígítjuk, és megvizsgáljuk a 17. példában leírt filmképző eljárással. E célra a 17. példa (6) lépése szerint előállított üvegdarabokat alkalmazzuk. Ha kisebb hígítást alkalmazunk, akkor a felületi fényesség és az interferenciaszínek kifejlődése gyorsabb, ezt azonban erősebb barna színeződós kíséri. Ha 20-szoros hígítást alkalmazunk (amely megfelel körülbelül

2,7 millimól/liter vaskoncentrációnak), akkor színeződós gyakorlatilag nem figyelhető meg, és határozott fényesség fejlődik ki körülbelül 10 percen belül, miközben az anyalúg zavarossá válik. Körülbelül 30 perces hevítés után ez az üvegdarab áttetsző, aranyszínű visszaverődést mutat, és gyenge kékes színt bocsát át a felület megtisztítása után.

19. példa ml térfogatú edénybe 5 g (reagens tisztaságú) titán(lll)-trikloridot mérünk, azonnal hozzáadunk 5 g glicerint és 5 g lonmentesített vizet, és elkeverjük. Az így kapott opak, bíborszínű elegyet a víz eltávolítása céljából hevítjük, majd lehűtjük, s így sötétzöld színű, gyantaszerű szilárd anyagot kapunk. Ezt lonmentesített víz hozzáadásával feloldjuk, és 1 liter össztórfogatra hígítjuk. Ezt az oldatot alkalmazzuk a 17. példa (2) lépésében előállított glicerin-titánét—észter helyett, az üveglemezeket a 17. példa (7) -(9) lépéseiben leírt eljárás szerint kezeljük, és filmet alakítunk ki. így a 17. példában megadott eredményhez jutunk.

20. példa (1) Vas(ll)-klorid törzsoldat készítése g (reagens tisztaságú) kristályos vas(ll)-klorldot 1 ml 35%-os sósavat tartalmazó 300ml ionmentesített vízben oldunk. így olyan törzsoldatot kapunk, amelynek vaskoncentrációja körülbelül 0,8 mól/liter.

(2) Vas(ll)-glicerin kondenzációs termék előállítása

-12HU 200578 Β

/)/N

Zvi

Az előbbi lépésben készült förzsoidatból 7 g tömegű részletet 1 g glicerinné! elegyítünk, és dehídratálás céljából kihevítjük. így sárgás, viszkózus terméket kapunk, amelyhez oldás céljából 10 g ionmentesített vizet adunk. így 12,8 g össztömegű oldatot kapunk, amelynek vaskoncentrációja körülbelül 0,45 mól/liter.

(3) Előkezelés és filmképzés

A (2) lépésben készült oldatból töltőtoll-töltő segítségével 15 cseppet 60 ml ionmentesített vízhez adunk, s így olyan oldatot kapunk, amelynek vaskoncentrációja körülbelül 9 millimól/liter. A17. példa (6), illetve (7) lépései szerint előállított üvegdarabokat külön-külön kémcsövekbe helyezzük, és a fentiek szerint előállított hígított oldattal feltöltjük úgy, hogy az üvegdarabokat teljesen ellepje. A kémcsöveket forró vízfürdőben körülbelül 10 percig melegítjük, miközben fehéres gél csapódik ki. A látszólag változatlan üveglemezeket előbb friss vízzel mossuk, majd ionmentesített vízzel leöblítjük, szárítjuk, és utána kihevítjük. Ezután a 17. példa (9) lépése szerint megvizsgáljuk a filmkópzóst. Az összes üveglemez fényes, aranyszínű filmmel van bevonva, az üvegnek barna színeződése nincsen.

21. példa

Figurákkal díszített ablaküveglemezt 3 cm x x 4 cm méretű darabokra vágunk, és minden egyes üvegdarabot a 17. példa (6) és (7) lépése szerint kezelünk. A 20. példa (1) lépése szerint előállított vas(ll)—klorld 100-szoros hígításából 50 ml-es részlethez 4 csepp 17. példa (4) lépése szerint előállított vas(ll)-klorid ón(IV)-klorld elegyet adunk töltőtoll-töltő berendezés segítségével. A fentiek szerint készített üvegdarabokat ezzel az oldattal kezeljük, majd elektromos melegítőberendezésben kihevítjük, utána lassan lehűtjük. Egy üvegedényt a 17. példa (9) lépésében alkalmazott összetételű 200 ml anyalúggal töltünk, belehelyezzük az üvegdarabokat, és forró vízfürdőben melegítjük. Körülbelül 20 perc elmúltával az üvegfelületeken fénymáz képződik, miközben az anyalúg megzavarosodik, és 30 perc után félig opakká válik. Ezután az üveglemezeket friss vízzel lemossuk, és nedves szivaccsal letöröljük, ekkor megjelenik az ezüstfényű felület, lonmentesített vízzel való öblítés után az üveglemezeket egy másik edénybe helyezzük, és friss anyalúgot adunk hozzá, majd a melegítést megismételjük. Mintegy 10 perc múlva az üvegfelületek sárga színűre változnak, majd rózsaszín, bíborszín és kék árnyalat jelentkezik, végül — 30 perc múlva — zöldeskék szín Jelenik meg, miközben az anyalúg tiszta marad. Ha néhány üveglemezt egy másik edénybe viszünk át, és friss anyalúggal tovább folytatjuk a reakciót, akkor a fényes film kékeszöld, sárga, rózsaszín, bíbor és kék színen át végül zöldre változik. A bíborés kék szín időtartama nagyon rövid. Az így kapott lemezek egységes zöld visszaverődést mutattak, és átbocsátott színük rózsaszín, ha a tisztítást a fentebb leírt úton végezzük mind a sík, mind az alakított felületeken. A fényes film nem távolítható el a felületekről rongydarabbal való dörzsölés során. Ha a lemezt megfelelő időpontban vesszük ki, akkor sárga, rózsaszín, bíborszín, kék, zöldeskék vagy zöldessárga visszaverődésű filmet kaphatunk.

22. példa

Töltőtoll-töltő berendezés segítségével 5 csepp 17. példa (9) lépése szerint készült titán(IV)-tetraklorid törzsoldatot 20 ml ionmentesített vízhez adunk. Az így készült, hígított titán(fV)—tetraklorid—oldat és a 17. példa (3) lépése szerint előállított vas(lll)-klorid törzsoldat alkalmazásával állítjuk elő az alábbi összetételű előkezelő oldatot:

Titán(IV)—tetraklorid, hígított 0,8 g

Vas(lll)-klorid törzsoldat 1,4 g

35%-os sósav 0,4 g lonmentesített víz 320 ml

Kis méretű, hajtűvékonyságú rozsdamentes acél-osztólemezek alkalmazásával a 17. példa (6) lépése szerint megtisztított üveglemezeket függőlegesen egy 300 ml térfogatú edénybe helyezzük, és az edénybe annyi, fentiek szerint készült előkezelő oldatot töltünk, hogy a lemezeket ellepje. Ezután az edényt forró vízfürdő ben addig melegítjük, amíg az oldat vörösbarna színt nem ölt. További 5 perces hevítés után a lemezeket friss vízbe visszük át, majd ionmentesített vízzel öblítjük, szárítjuk, és elektromos hevítőberendezésben 15 percen át 50 — 400°C hőmérsékleten kihevítjük. Ezután a lemezeket lehűtjük, és körülbelül 1 cm szélességű darabokra vágjuk. Ezután a darabokat használjuk a következő példákban egészen a 25. példáig.

Különböző mennyiségű 35%-os sósav, ionmentesített víz és a 17. példa (9) lépése szerint előállított titán(IV)—tetraklorid törzsoldat alkalmazásával különböző összetételű keverékeket állítunk elő anyalúgként való alkalmazás céljára. A fentiek szerint készült üveglemezek alkalmazásával megvizsgáljuk ezeknek a keverékeknek a filmképző sajátságait forró vízfürdőben való melegítés során.

23. példa

A 22. példa szerint készített üvegdarabokat a 17.példa (9) lépésében leírt fllmképző eljárásnak vetjük alá. 20 perces reagáltatás után fényes, ezüstös színű lemezeket kapunk. Mosás és öblítés után az üvegdarabokat külön-külön 5 kémcsőbe helyezzük. Öt különböző összetételű anyalúgot állítunk elő az alábbiak szerint:

A: Titán(IV)—tetraklorid törzsoldat 2 csepp

35%-os sósav 30 csepp lonmentesített vízzel feltöltve 50 ml össztérfogatra

Az így kapott oldat titánkoncentrációja 8,5 millimól/liter, sósavkoncentrációja 0,33 n és a HCI/Ti mólviszony körülbelül 39.

-13HU 200578 Β

B: Titán(lV)—tetraklorid törzsoldat 9 csepp 35%-ós sósav 32 csepp lonmentesített víz 13 ml

Az így kapott oldat titánkoncentrációja 64 millimól/liter, sósavkoncentrációja 1 n, a HCI/Ti mólviszony körülbelül 17.

A B oldat esetében a következő hígításokat

vizsgáltuk;	HCI n
B oldat (ml)	H20(ml)	Titán mmól/liter
4	1	51	0,8
3	2	38	0,6
3	3	32	0,5
2	3	25	0,4

Öt olyan kémcsövet, amelyek mindegyike egy-egy fentiek szerint kapott ezüstös üvegdarabot tartalmaz, a fenti öt különböző oldattal töltünk úgy, hogy az oldattal az üvegdarabot elfedje, majd a kémcsöveket 500 ml térfogatú edényben forró vízben melegítjük, és megfigyeljük a titán-dioxid-film gyarapodását. Az A oldat körülbelül 10 perces melegítés után aranyos visszaverődő színt mutat, amely ezután rózszínűre, rózsaszínűre, bíborszínűre, kékre, majd végül zöldeskékre változik, miközben az anyalúg mintegy 30 percen át átlátszó marad.

A B oldatból készített négy hígítás 5 percen belül aranyos színű visszaverődóst mutat; 10 perces melegítés után kivesszük. A színük kékeszöldtől másodrendű sárga színig változik, mindegyikük határozott színű és tiszta; kisebb hígítás esetén a film növekvése gyorsabb.

24. példa

A 22. példa szerint készített üvegdarabokat a 17. példa (7) lépésében leírt eljárással kezeljük, után 350—400°C hőmérsékleten kihevítjük, majd lassan lehűtjük. A 23. példa A oldatát anyalúgként alkalmazva megvizsgáljuk ezeknek az üvegdaraboknak a filmképződését. Megfigyelhető a fényes film, kialakulása, amely növekedése során aranyos színű filmmé alakul, miközben az anyalúg zavarosságmentes marad.

25. példa

A 17. példa (9) lépése szerint készült titán(IV)-tetraklorid törzsoldatból 1 cseppet 20 ml ionmentesített vízhez adva körülbelül 4 millimól/liter titánkoncentrációjú oldatot kapunk. Ezt az oldatot titánószter-oldat helyett, alkalmazva a 24. példában leírt kísérlethez hasonlóan járunk el. Megfigyelhető, hogy ezüstös színű, fényes film alakul ki, és az anyalúg átlátszó marad.

26. példa

Whiskys poharat 1 n nátronlúgoldattal töltött, 500 ml térfogatú edénybe helyezünk. Az oldatot körülbelül 10 percig forraljuk, majd lehűlésig állni hagyjuk. Ügyelve arra, hogy a felületet csupasz kézzel ne érintsük, a poharat szivaccsal lemossuk, majd ionmentesített vízzel 14 öblítjük. Ezután a poharat visszahelyezzük az edénybe, és a 21. példában leírt összetételű vas(ll)-előkezelő-oldattal fedjük. Ezután az elegyet hevítjük: a hőmérséklet emelkedésével az oldat enyhén megbámul, majd minimális mennyiségű gél csapódik ki. További 5 perces hevítés után a poharat lehűtjük, kimossuk, és ismét egy edénybe helyezzük, majd a 17. példa (7) lépése szerint készült titánószter-oldattal fedjük az üveget, és addig melegítjük, amíg a gél kicsapódása szemmel láthatóvá nem válik. Ezután az üveget mossuk, öblítjük, szárítjuk, és elektromos hevítőberendezós segítségével klhevítjük. Ehhez acélhálót használunk, amelyet cserépedénnyel fedünk le. Mintegy 30 perces, kb. 650—7OO°C-on történő kihevítés után lassan lehűtjük, ismét egy tiszta edénybe helyezzük, amelyet a 23. példa A oldatának megfelelő összetételű anyalúggal töltünk fel, és melegítjük. Az edény tetejére hideg vízzel telt Erlenmeyerlombikot helyezünk, amely a kondenzátor szerepét látja el, és a visszafolyatásos forralást 30 peréig folytatjuk. így tiszta, aranyos fényű üveget kapunk.

27. példa

Kis méretű, fehér porcelántálat a 26. példában leírt módon tisztítunk, majd a 17. példa (7) lépése szerinti bevonattal látjuk el, és utána 30 percen át a 26. példában megadott módon kihevítjük. Lassú lehűlés után nemvizes ragasztóanyaggal készült ragasztópapírdarabot meghatározott formára vágunk, és a tál felületére helyezzük. Ezután a tálat 500 ml térfogatú edénybe tesszük, a 26. példában megadott módon előkezeljük, és magképzést végzünk. Ezután a tálat friss vízbe helyezzük, és a ragasztót leválasztjuk egy bambuszcsipesz alkalmazásával, hogy a felület karcolódását elkerüljük. lonmentesített vízzel való öblítés után szárítjuk, majd 30 percen át kihevítjük. Lassú lehűlés után a filmképzést a 26. példában megadott módon végezzük. Ha a nem fedett részek ezüstös színűek, akkor a fedett terület egyáltalában nem mutat fényesedést. Ha az anyalúgot frissítjük, és a reakciót kék interferenciaszín megjelenéséig folytatjuk, akkor kék háttérben aranyos színeződóst figyelhetünk meg. A körülmények, például az anyalúg összetételének — megfelelő megválasztásával különböző színkombinációkat kaphatunk.

28. példa

Befecskendezéssel kialakított polikarbonátból körülbelül 1 cm szélességű darabot vágunk ki, 2 n nátronlúgoldatba áztatjuk és melegítjük. Friss vízzel való lemosás után bevonattal látjuk el úgy, hogy 1 g etil—szilikát és 20 ml metanolban oldott 1 ml 35%-os sósav elegyébe mártjuk. 200°C hőmérsékleten való kihevítés után a 21. példában megadott módon kezeljük, és Ismét 200°C-on kihevítjük. A 17. példa (9) lépésében leírt módon vizsgálva a filmképződóst, fényes külső kialakulását figyelhetjük meg.

-14HU 200578 Β

29. példa g csillámpalalemezt 10 g 1 n nátronlúgoldatban 10 percig melegítünk, majd a 0,5 mmnél nagyobb darabokat szltálással elkülönítjük.

A 21. példában leírt összetételű előkezelő ol- 5 datból 10 ml-t adunk hozzá, ós melegítjük. 10 perc múlva a cslllámpaláról a folyadékot dekantáljuk, mossuk, és rozsdamentes acéledényben körülbelül 400’C hőmérsékleten klhevítjük. Ezután a csillámpalalemezeket 50 ml 10 térfogatú edénybe visszük át, ós a 17. példa (9) lépésében megadott összetételű anyalúg egy részletében szuszpendáljuk. Az anyalúgot keverés közben forraljuk, és körülbelül 10 perces intervallumokban az anyalúgot frissítjük, miköz- 15 ben a csillámpalalemezek változását megfigyeljük. Megállapítható, hogy a visszaverődós fokozatosan erősödik, ami arra utal, hogy a csillámpala felületén titán—dioxid—réteg alakul ki. 20

30. példa

A 17. példa (6) és (7) lépése szerint kezelt üveglemezeket a 17. példa (8) lépésében leírtak szerint literenként 10~⁵ mól vasat tartalmazó 25 vas(lll)-klorid-oldattal előkezeljük. A filmképzést a 17. példa (9) lépése szerint végezzük. Az üveg barna elszíneződése nélküli, fényes filmet kapunk.

31. példa

A 30. példában leírtak szerint járunk el, azzal az eltéréssel, hogy literenként 10~^{1 2} mól vasat tartalmazó vas(lll)—klorld-oldattal végezzük az előkezelést. 35

Fényes filmet kapunk az üveg barna elszíneződése nélkül.

Összehasonlító példa

A 17. példa (7) lépése szerint előállított üveg- 40 lemezeket a 17. példa (8) lépésében leírtak szerint előkezeljük bárium-klorid-, alumínium-klorid-, króm -klorid-, mangán-klorid-, kobalt-kiorid-, nikkel-nitrát-, réz—klorid vagy stroncium-nitrát-oldattal, amelyeket a vas(lll)- 45 klorid-oldathoz hasonló módon állítunk elő, a

17. példa (3) lépésében leírtak szerint.

Egyik oldattal sem sikerűit irizáló vagy fényes filmbevonatot előállítanunk.

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

Claims (5)

1. Eljárás titán—dioxidot tartalmazó optikai film előállítására hidroxllcsoportokat tartalmazó felületen, előnyösen üvegen vagy csillámpalán, 55 titánsók hidrolízisével, azzal jellemezve, hogy (a) előkezelő lépésként a bevonandó felületet titánsav 1—14 szénatomos egy- vagy többértékű alkohollal képzett vízoldható észterének vagy szerves vagy szervetlen savval alkotott vízoldható titán(lV)-sónak vizes, ásványi savas oldatába merítjük, amelyben az össz-tltán koncentráció 10^_s—10^-2 mól/liter, és legalább 75°C-on, előnyösen legalább 10 percen keresztül melegítjük, és/vagy a felületet fómtartalmát tekintve 1CT⁵—1G~² mól/l koncentrációban legalább egy vízoldható vas(ll)—, vas(lll)-, ón(ll)— vagy ón(lV)—sót, és adott esetben, vagy ezeknek egy 1 —6 szénatomos többértékű alkohollal alkotott kondenzációs termékét tartalmazó vizes, ásványi savas oldatba merítjük, ós legalább 75°C-cn, előnyösen legalább 10 percen keresztül melegítjük;

és kívánt esetben az így előkezelt felületet legalább 300°C-on, előnyösen 10—20 percen keresztül kihevítjük, majd (b) fllmképző lépésként az (a) lépés szerint előkezelt felületet legalább egyszer egy fent megadott íitánészter vagy titánsó ásványi savas, vizes oldatába merítjük, amelynek össztitán koncentrációja legalább 0,3 mmól/liter, ós amelyben a sav titánhoz viszonyított mólaránya

5—200, és legalább 75°C-on, előnyösen legalább 10 percen keresztül melegítjük, és kívánt esetben a bevont felületet legalább 300°C-on kihevítjük, és (c) kívánt esetben az (a) és (b) lépés közé egy magképző lépést iktatunk, amelynek során az (a) lépés szerint előkezelt felületet egy fent megadott titánószter vagy vízoldható titán(lll)vagy titán(IV)-só ásványi savas, vizes oldatába merítjük, amelyben az össz-titán koncentráció legalább 0,1 mól/liter, és legalább 75C-on, előnyösen 10 percen keresztül melegítjük, majd legalább 300°C-on kihevítjük.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az előkezelő lépést vas(ll)-klorid vagy vas(lll)-klorid és többértékű alkohol kondenzációs termékét tartalmazó oldatban hajtjuk végre.

3. Az 1, igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az előkezelési lépés két lehetséges módját egyetlen lépésben hajtjuk végre.

4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fllmképző lépést egynél többször végezzük.

5. Az 1. Igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy bevonandó felületként csillámpalalemezt használunk.

Rajz nélkül