HUT58783A

HUT58783A - Process for producing antistatic coating composition

Info

Publication number: HUT58783A
Application number: HU91666A
Authority: HU
Inventors: Chang-Min Sohn; Heon-Su Kim
Original assignee: Samsung Electronic Devices
Priority date: 1990-03-13
Filing date: 1991-02-27
Publication date: 1992-03-30
Also published as: CN1054782A; FI101718B1; JPH09217055A; KR910016897A; JPH0472375A; FI903101A; FI903101A0; DE69022843D1; KR0150944B1; JP2866063B2; HU910666D0; DE69022843T2; EP0447603A3; EP0447603A2; ES2080083T3; RU2049802C1; JP2688450B2; NO308862B1; NO902181D0; CN1029687C

Description

A találmány tárgya antisztatikus és csillogásmentes képernyő, különösen egy antisztatikus bevonat kompozíció, eljárás ennek előállítására, valamint a kompozíció felhasználásával előállított antisztatikus és csillogásmentes képeryő.

A képernyők, például katódsugár-képcsövek, folyadékkristály-képernyők és kirakati képernyők ernyőfelületének átlátszó anyagaként általában üveg vagy műanyag használatos. Mivel azonban az üveg és a műanyag szigetelőanyagok, felületi ellenállásuk igen nagy, így hajlamosak rá, hogy rajtuk elektrosztatikus töltés gyűljön fel. Ha ilyen elektroszatikus töltés gyűlik fel, idegen anyag, például a külső levegőből származó por tapad az ernyőfelülethez. Ennek következtében az ernyő elszennyeződik, a rajta látható kép felbontása romlik, az a személy pedig, aki az ernyőt megérinti, villamos ütést szenvedhet. Ha folyadékkristály-képernyő alaplemezén gyűlik fel elektroszatikus töltés, hibás működés állhat elő, oly módon, hogy olyan helyen lép működésbe egy szegmens, amely hely nem is kap működtető feszültséget. Újabban azoknál a katódsugárcsöves képernyőknél, amelyeket számítógép-monitorként használnak, nagyon megnőtt a képernyő felhasználó általi megérintésének a gyakorisága, például azáltal, hogy elfogadottá vált az érintésérzékelő képernyő, mint adatbeviteli rendszer. így tehát a hibás működés és a villamos ütés problémái még komolyabbá váltak.

Amikor továbbá sík üveg- vagy műanyaglapot használnak képernyőként, a képernyő felülete visszaveri a merőleges irányból ráeső környezeti fényt, ettől az ernyőn látható kép • ·

- 3 felismerhetetlenné válik. Ez a jelenség arányosan súlyosabbá válik a környezeti fény intenzitásának növekedésével, ezért a kis fényerejű képernyővel, például folyadékkristály-képernyővel működő eszközök kevésbé tiszta vagy kevésbé felismerhető képet adnak akkor, ha a megjelenítő eszköz nagy fényerővel működik. A tévékészülékekben és monitorokban működő katódsugár-képcsövek továbbá nem adnak tiszta képet ilyen esetben, ezért, amennyiben hosszú időn át nézzük őket, a szemünk elfárad. Ezek miatt a problémák miatt szükséges a képernyő felületén a csillogás megszüntetése vagy csökkentése.

Ilyen körülmények között a legkülönbözőbb javaslatok születtek a képernyő csillogásának a csökkentésére.

Az egyik javasolt eljárás például az, hogy mechanikai csiszolással vagy fluorsavas vagy egyéb szelektív maratási eljárással durva felületet hozzanak létre a képernyőn. Ezek az eljárások azonban azért előnytelenk, mert a megmunkálás során a képernyő olyan mértékű szennyeződése vagy sérülése jöhet létre, hogy a képernyő regenerálása már lehetetlenné válik. Megromolhat továbbá a képernyő átlátszósága az odavonzott por következtében, ez pedig rontja a képfelbontást.

Egy másik javaslat az, hogy szórással vigyenek fel műanyagfilmet vagy vizes alkálifém-szilikát-oldatot (úgynevezett vízüveget) a képernyő felületére. Ez azonban azért előnytelen, mert a bevonat hajlamos a sérülésre, a szerves oldószer vagy a lúgos anyag hajlamos a kimosódásra, így fehér átlátszatlanság keletkezik, és a képernyő felbontása romlik.

Még további javaslat, hogy vákuumdepoziciós vagy porlasztásos úton vigyenek fel vezető fémréteget a képernyő

- 4 felületére, ezzel egyszerre, adva annak antisztatikus és nem csillogó jelleget. Ez azonban azért előnytelen, mert az ilyen bevonat gyenge, nem tartós, az eljárás alkalmazásához pedig nagyon nagy és bonyolult depoziciós berendezésre van szükség.

Ipari alkalmazásban ezért ez nem praktikus.

A 86-118932 számú közzétett japán szabadalmi leírásban olyan eljárást ismertetnek, amelynek során Si(OR)4 általános képletű alkil-szilikát alkoholos oldatát - R jelentése alkilcsoport - viszik fel és polikondenzálják oly módon, hogy kis himlőhely-szerű foltokat tartalmazó SiO₂ bevonatot nyerjenek.

Ezen eljárással nem csak a nem csillogó jelleg érhető el, hanem a bevonat földelésével az antisztatikus jelleg is, mivel a szilanol-csoport (=Si-OH) a légköri nedvességgel reagálva vezetővé válik.

A 86-118932 számú közzétett japán szabadalmi leírás szerint azonban 200 °C hőmérsékleten vagy afelett végzett magas hőmérsékletű beégetést kell végezni ahhoz, hogy a bevonat kellően erőssé váljon. Ez az eljárás továbbá nem végezhető átlátszó anyaggal, például műanyaggal, a kellő vezetőképesség pedig nem hozható létre, mivel a szilanol bázis a beégetési eljárás során polikondenzálódik.

A fenti problémák leküzdése céljából a 86-118946 számú közzétett japán szabadalmi leírásban olyan eljárást ismertetnek, amelynek során alkil-szilikát alkoholos oldatát viszik fel, és azt alacsony hőmérsékleten égetik be. Ebben az eljárásban azonban, éppúgy, mint a fent említett eljárásokban, a kapott ionos vezetés függ a külső levegő nedvességtartalmától, így • 4 4· · • 4 4 44 • · 4 ·· *•••4 ·· • 4 4 · · 4 · nem biztosíthat megfelelő antisztatikus minőséget a száraz vidékeken és a száraz évszakokban. Mivel továbbá a kezdeti bevonat szilárdsága nagyon instabil, nagy a sérülés valószínűsége, és idő múltával a bevonat lebomlik.

A 86-16452 számú közzétett japán szabadalmi leírásban olyan eljárást ismertetnek, amelynek során a szilikáthoz egy szervetlen fémvegyületet adnak, hogy javítsák vezetőképességét. Ebben az esetben a bevonó réteg villamos ellenállása nem csökkenthető akkor, ha a bevonó réteg nem tartalmaz elektromosan vezető vegyületet, például szilícium-dioxidot. Az olyan bevonó réteg továbbá, amely abszorbeá tulajdonságú szervetlen fémvegyületet, például palládium-d kloridot tartalmaz, felületi ellenállásának az antisztatikus jelleg eléréséhez szükséges csökkenését az abszorbeáló képesség segítségével nyeri. Ha a külső levegő nedvességtartalma nem elég nagy, az antisztatikus hatás nem érhető el. A bevonó réteg tartóssága elsősorban a nedvességállóság és a kémiai ellenálló képesség szempontjából nagyon gyenge.

A 88-131408 számú közzétett japán szabadalmi leírásban lyan kompozíciót ismertetnek, amelyben egy cirkóniumsóból nyert cirkónium-oxid mátrixban diszpergálva vezető oxid-részecskéket alkalmaznak. Ez azonban komplikált eljárást igényel, például hidrolízist, szűrést, tisztítást, égetést, zúzást, a lúgosság csökkentését stb., ahhoz, hogy kialakítsák a vezető oxid részecskéit

A kompozíció előállítása során továbbá zúzóberende zésre és az alkotórészek egyenletes eloszlatására alkalmas diszpergáló berendezésre van szükség, valamint adalék-anyagra,

• · » · : ι • ·

- 6 például növekedésgátlóra. A kapott bevonóréteg porózus, így a képernyő átlátszósága romlik.

A találmány célja az, hogy a hagyományos antisztatikus és csillogásmentes képcső fent jellemzett előnytelen tulajdonságainak a leküzdésére alkalmas antisztatikus és csillogásmentes bevonó kompozíciót, ezt a kompozíciót tartalmazó antisztatikus és csillogásmentes képernyőt, valamint a kompozíció előállítására és alkalmazására szolgáló eljárást nyújtson.

A találmány tárgya egy antisztatikus bevonó kompozíció, amelynek antielektrosztatikus tulajdonsága kitűnő, időbeli lebomlásának mértéke nagyon alacsony, a képernyő átlátszóságát nem rontja, tartóssága kitűnő, előállítása pedig nagyon egyszerű.

A találmány tárgya továbbá eljárás a fent jellemzett antisztatikus bevonó kompozíció előállítására.

A találmány még további tárgya antisztatikus és csillogásmentes képcső, amely a fenti antisztatikus bevonó kompozíció alkalmazásával készül.

A fenti követelményeket kielégítő találmány szerinti antisztatikus bevonó kompozíció összetétele a következő:

- egy szilikát anyag részleges hidrolízisével nyert szilikátoldat, egy elektromosan vezető oldat, amelynek elektromosan vezető anyag tartalmát úgy nyerjük, hogy molekuláris vizet tartalmazó oxidokhoz vagy hidroxidokhoz adalékként egy fémvegyületet adunk, a fenti molekuláris vizet tartalmazó oxidokat vagy hidroxidokat úgy hozzuk létre, hogy egy vízben oldható szervetlen vegyületet egy szerves oldószerben és vízben hidratálunk, az • · • · · · · · · · ·····»· · · * · ·«···« · · •· · ·» · ·· «···

- 7 elektromosan vezető anyagot különböző szervetlen vegyületekből hozzuk létre, majd a fenti két oldatot elegyítjük, hidrolízisnek és polikondenzációnak vetjük alá.

A hidrolizálandó és a találmány szerint alkalmazandó szilikát-anyag bármely olyan szilikát lehet, amely kiváló bevonó kompozíciót eredményez, és amelynek antielektrosztatikus tulajdonsága megfelel a találmány fent jellemzett céljainak. Ez az anyag előnyösen egy alkil-szilikát [szilícium-alkoxid, Si(OR)4, ahol R jelentése alkilcsoport], polialkil-sziloxán, mint annak kondenzátuma, vagy ilyenek elegye, például etil-szilikát [Si(OC2H5)4].

Szerves oldószerként legalább egy alkoholos oldószert vagy egy poláros oldószert, például ketont, acetátot vagy alkoholt alkalmazunk. Az alkohol lehet például etanol, metanol, propanol vagy butanol.

Az alkalmazott oldószertől függően katalizátorként egy megfelelő sav alkalmazható.

A részleges hidrolízist úgy hajtjuk végre, hogy egy megfelelő sav, például hidrogén-klorid vagy salétromsav kis mennyiségét és kevés vizet adunk hozzá a szerves oldószerben oldott hidrolizálandó szilikátanyaghoz, így szilikátoldatot képezünk.

Az elektromosan vezető oldat kialakításában vízben vagy szerves oldószerben oldható szervetlen vegyületek alkalmazhatók. Néhány nem korlátozó példa az ilyen anyagokra a cirkónium, a lítium, az ón és az indium vegyületei. Ezeket a vegyületeket a találmány jellemzői szerint molekuláris vizet tartalmazó oxidok • ··· ·« «· ··· · · · · · ···♦·»· · · • * ·«···· · · • · · ·· · ·· ····

- 8 vagy hidroxidok formájában alkalmazzuk. így például egy antimon-, indium- vagy ónvegyülettel adalékolt, stabil, elektromosan vezető anyag képződik, és a fenti elektromosan vezető anyag felhasználásával elektromosan vezető átlátszó oldatot hozunk létre.

A fenti célok elérése érdekében a stabil, elektromosan vezető anyagot tartalmazó elektromosan vezető átlátszó oldat előállítására a következő módon járunk el:

egy molekuláris vizet tartalmazó olyan oxid- vagy hidroxid-oldatot készítünk, amely egy oldható szervetlen vegyület víztartalmú oxidját tartalmazza, amelyet az oldható szervetlen vegyületnek vagy egy hidrátjának egy szerves oldószerben való feloldásával, majd kis mennyiségű víz és/vagy ezen felül bázis hozzáadásával hidratálunk;

a vizet tartalmazó oxid-oldathoz egy, az oldható szervetlen vegyülettől különböző szervetlen vegyületet adunk;

az elegyet keverjük, így a szervetlen vegyület víztartalmú oxidjaihoz hozzáadalékolódik a szervetlen vegyület, ezáltal áttetsző oldat képződik;

ezután az áttetsző oldatot peptizáljuk megfelelő mennyiségű víz és sav hozzáadásával, majd az oldat hevítésével és keverésével.

Az oldható szervetlen vegyületet és a szerves oldószert előnyösen a fenti formákban alkalmazzuk. Az oldható szervetlen vegyület nem korlátozó példái a következők: cirkóniumvegyületek, például cirkónium-oxi-nitrát-hidrát [ΖΓθ(ΝΟβ)·2Η2θ] vagy cirkónium-oxi-klorid-hidrát (ZrOC12·8Η2θ); lítiumvegyületek, például lítium-nitrát (LÍNO3) vagy lítium-acetát (CH3COOLÍ);

ónvegyületek, például ón-klorid-hidrát (SnCl₄·nH₂O); indiumvegyületek, például indium-nitrát-hidrát (In(NOj)3·ηΗ₂Ο] vagy indium-klorid-hidrát (InCl₂«nH₂O).

Bármely megfelelő ón-, indium- vagy antimonvegyület használható adalékként. Használható például antimon-klorid (SbC13), indium-klorid-hidrát (InCl₂*nH₂O) vagy ón-klorid-hidrát (SnC14·ηΗ₂Ο). A nagyon kis mennyiségben hozzáadható bázis példájaként említjük az ammónium-hidroxidot (NH₄OH).

A találmány szerint az elektromosan vezető oldat az elektromosan vezető anyagot egy oldható szervetlen vegyület olyan molekuláris vizet tartalmazó oxidjai vagy hidroxidjai formájában tartalmazza, amely egy szervetlen vegyületet tartalmaz adalékként. Ez az oldat áttetsző. Ha az elektromosan vezető oldatot a szilikátoldattal módosítás nélkül elegyítjük, a bevonó réteg átlátszósága csökkenhet. Ezért víz és sav megfelelő mennyiségét kell hozzáadni, majd az elegyet hevíteni, keverni és peptizálni kell, hogy kellő átlátszóságot érjünk el.

A találmány szerinti, a fent leírt elektromosan vezető oldatnak szilikátoldattal való elegyítése utján kapott antisztatikus bevonó kompozíciónak túl nagy lesz a viszkozitása akkor, ha a hidrolizáló szilikátanyagnak a kompozíció össztömegéhez viszonyított aránya meghaladja a 20 tömeg%-ot. Ezért a szilikátanyagot előnyösen a kompozíció egészéhez képest 1-20 tömeg% mennyiségben alkalmazzuk.

Ha az adalékot tartalmazó elektromosan vezető anyagot a kompozíció egészéhez viszonyítva 0,03 tömeg% alatti mennyiségben alkalmazzuk, nem érhetünk el kellő vezetőképességet. Ha viszont • · »··*··»« · • * «····· · · • · · «« · ♦» ·*··

- 10 a kompozíció összmennyiségéhez képest 7 tömeg% feletti mennyiségben alkalmazzuk, a bevonó réteg szilárdsága csökkenhet, így a kívánatos tartomány mintegy 0,03 - 7 tömeg%, előnyösen 0,1 - 5 tömeg%. Ez az aránytartomány megfelel az elektromosan vezető oldat összmennyiségére számított mintegy 0,02 - 6 tömeg% aránynak.

A találmány szerinti antisztatikus képcsövet, amelyen a fent leírt bevonó kompozíciót alkalmazzuk, oly módon állítjuk elő, hogy egy szilikátoldatot állítunk elő egy szilikátanyag részleges hidrolízise útján;

egy elektromosan vezető oldatot hozunk létre, amely olyan elektromosan vezető anyagot tartalmaz, amelyet egy oldható szervetlen vegyület víztartalmú oxidjainak vagy hidroxidjainak egy másik szervetlen vegyülettel történő adalékolása útján hozunk létre;

a fenti szilikátoldatot és a fenti elektromosan vezető oldatot elegyítjük egymással, majd az elegyet hidrolízisnek és polikondenzációnak vetjük alá, hogy antisztatikus kompozíciót nyerjünk;

az oldatot szétterítjük a képernyő felületén;

végül a bevonó réteget 80 - 500 °C hőmérsékleten beégetjük, így megkapjuk a kész antisztatikus és csillogásmentes bevonat-réteget.

A találmány szerinti képcső elkészítése során alkalmazott szilikátoldatot és elektromosan vezető oldatot kívánatosán a találmány szerinti, fent leírt eljárással állíthatjuk elő.

• · • · · · • ··· · * · ······ · ··· ·· · ··

- 11 A szétterítés bármely alkalmas módon végezhető, nem korlátozó példák erre a centrifugális bevonás, a bemerítés és a porlasztásos bevonás. Ha továbbá a képcső átlátszó anyaga viszonylag kevéssé hőálló, mint például a műgyanta, a műanyag és hasonlók, a beégetést alacsony hőmérsékleten, 150 °C alatt végezzük, vagyis 80 °C - 150 °C tartományban. Ha azonban az átlátszó anyag például üveg vagy hasonló, ilyen korlátozás nincs, mert a beégetés magasabb hőmérsékleten végezhető. A beégetéshez szükséges időtartam 5-60 perc, előnyösen 30 perc lehet, ami viszonylag rövid időtartamnak tekinthető.

A találmány szerinti bevonó kompozíció réteg kialakulásának mechanizmusa az alábbiak szerint érthető meg. Ez a leírt mechanizmus nem korlátozza a találmány oltalmi körét.

A hidrolizáló szilikátanyag, például alkil-szilikát hidrolizálódik és szilanolcsoport alakul ki a következő reakcióvázlat szerint:

=SÍ—OR + H₂O---> =SÍ—OH+ROH

A szilanolcsoport polikondenzálódik, sziloxánkötést képez, és ez a vegyület megszilárdul, a folyamat a következő reakcióvázlat szerint játszódik le:

• ·♦ ·· ·· · * « · · · **«···« · · • · ······ · · • · · · · * »«Γ ····

- 12 =SÍ-OH + RO-Sis —sSi-O-Sís + ROH sSi-OH + RO-SÍ= —-? ®SÍ-O-SÍ= + H₂O

PMK_n + nNH₄OH(NH₃ + H₂O) —M_p(OH)_n + nNH₃ + nHK_p komplexképződés mSI(OR)₄ + rM_p(OH)_n * Sím ^Mpr(°^R)4m (°^H)nr hidrolízis ·> Si_m Mp_r(OR)_4m+nr kondenzáció

Si-m ^Mpr ⁰ 4m+nr

A mechanizmus feltehetőleg a következő reakciósorozat szerint folyik:

-Si-O-Si

—> -Si-O-Si-O-M+ ROH

-Si-O-Si-O-M- + H₂O —9 • · • · · * · · · 4 • ··· · * * « · • · · ·«·· * · · •·· ·· · · r ····

- 13 ahol Mp(OH)_n egy elektromosan vezető hidroxid, M egy szervetlen elem, K egy nemfémes elem, és p, m, r és n mindegyike egész szám.

A szilanolcsoport itt a környező levegőből abszorbeál nedvességet, ebben hasonlít a 86-118932 számú közzétett japán szabadalmi leírásban ismertetettekhez, ahol az antisztatikus hatás a szilanolcsoport felületi ellenállásának csökkenése útján jön létre, mint azt az előzőekben ismertettük.

A sziloxánkötés szerepe az, hogy erősen hozzáköti a szilikát bevonat-réteget a képernyő felszínéhez, és ezt a kötődést fenntartja. Ha azonban azt akarjuk, hogy a szilanolcsoport sziloxánkötést alkosson, beégetés formájában végzett hevítésre van szükség. így a fent leírt hagyományos technikának megfelelően az elektromos vezetőképességet azok a maradék szilanolcsoportok adják, amelyek a beégetés során nem képeztek sziloxánkötést. Ha a beégetést elégtelenül végezzük, a bevonat-réteg szilárdsága elégtelen lesz, de elégséges vezetőképességet kapunk. Ha viszont az elvégzett beégetés kellő mértékű, a vezetőképesség némileg lecsökken, viszont kellő szilárdságú bevonat-réteget nyerünk.

A fent említett sziloxánkötések atomi elrendeződése szabálytalan, hálószerű szerkezet. Abban az esetben, ha ehhez fémet vagy elektromosan vezető vegyületet adunk, erős kötések képződnek, mivel a fématomok vagy fémvegyületek belecementálódnak a háló megfelelő hézagaiba.

Ha azonban a 86-16452 számú közzétett japán szabadalmi leírásnak megfelelően adagolt fém vagy fémvegyület részecskéket alkot, a részecskék még akkor is túl nagyok lesznek ahhoz, hogy a • V · *·· · « * • · · ♦ · * · »· · ··· ·

- 14 háló hézagaiba beilleszkedjenek, ha a fém vagy vegyülete finomra van aprítva, így nem képezhet erős kötést. Ezenkívül a fém vagy fémvegyület részlegesen korrodálódik és leválik, így a bevonatréteg szilárdsága jelentősen csökken.

A bevonatképződés fent leírt mechanizmusából látható, hogy az elektromosan vezető anyag, amelyet a bevonó kompozíció elektromosan vezető oldata tartalmaz, a találmány szerint molekuláris vizet tartalmazó oxidok vagy hidroxidok alakját ölti, így az elektromosan vezető anyag könnyen belekapcsolódhat a hálószerkezet hézagaiba. Ennek eredményeképpen a találmány szerinti bevonat-réteg vízállóság és vegyi ellenállóképeség szempontjából felülmúlja a hagyományos antisztatikus bevonat-rétegeket, és anélkül mutat stabil antisztatikus hatást, hogy akár a környező levegő nedvességtartalma, akár más környezeti tényező befolyásolná.

A találmány fent ismertetett tárgya és más előnyei nyilvánvalóbbak lesznek, ha a találmány előnyös megvalósítását részletesen a csatolt ábrákra hivatkozva írjuk le.

Az 1. ábrán a találmány szerinti bevonó kompozícióval kialakított antisztatikus és csillogásmentes bevonat-réteg optikai átlátszósági viszonyait mutatjuk be grafikusan.

A 2. ábrán az indukált elektromos feszültséget az eltelt idő függvényében mutatjuk be grafikusan, vagyis a hagyományos antisztatikus bevonat-réteg és a találmány szerinti bevonó kompozícióval készült antisztatikus és csillogásmentes bevonat-réteg statikus lecsengés! idejét.

Az előnyös megvalósítást bemutató példákat az ábrákra ♦ ·♦ · · · ·« ·· · · «·'·· · * ··♦ e « · « · * · ··*··« · · *·· *· · ·· ··«· hivatkozva írjuk le.

1. Példa g cirkónium-oxi-klorid-hidrátot (ZrOCl₂·8Η₂Ο) 20 ml etanolban oldunk, majd kevés ammónium-hidroxidot (NH4OH) adunk hozzá, így fehér, átlátszó oldatot nyerünk, amely hidratált cirkónium-hidroxidokat tartalmaz. Ehhez az áttetsző oldathoz 5 ml vizet adunk és egy olyan oldatot, amely 10 ml etanolból és 4,5 g ón-klorid-hidrátból (SnCl₄«nH₂O) áll, és az elegyet kellőképpen keverjük. Elektromosan vezető oldatot nyerünk, amelyben az ón egyenletesen van adalékolva a hidratált cirkónium-hidroxidokhoz. Víz és sav kellő mennyiségét adjuk ehhez a fehér, áttetsző oldathoz, vagyis 20 ml vizet és 3 ml hidrogén-kloridot adunk hozzá, majd az elegyet mintegy 80 °C hőmérsékletre hevítjük és keverjük, így peptizált, átlátszó, elektromosan vezető oldatot nyerünk.

Időközben egy másik edényben 20 ml etil-szilikát [Si(OC₂H₅)4] oldatot 450 ml olyan elegyítő oldattal keverünk, amely metanol és propanol 1:1 arányú elegyéből áll. Kevés vizet és savat, vagyis 5 ml vizet és 3 ml hidrogén-kloridot adunk az elegyhez, így olyan szilikátoldatot nyerünk, amelyben az etil-szilikát részlegesen hidrolizálódott.

Összekeverjük egymással a fent leírt eljárások során nyert szilikátoldatot és az elektromosan vezető oldatot, majd az elegyet szobahőmérsékleten és környezeti nyomáson hidrolízisnek és polikondenzációnak vetjük alá, így a találmány szerinti antisztatikus és csillogásmentes bevonó kompozícióhoz jutunk.

Időközben egy üvegből készült katódsugárcső előlapját

- 16 megtisztítjuk a portól, idegen anyagoktól és olajtól, majd a fent leírt bevonó kompozíciót az előlapon szétterítjük. A bevonat-réteget megszárítjuk, hogy a bevonat kialakítását befejezzük.

Ezután az így kialakított bevonat-réteget beégetjük, 30 percig mintegy 450 °C hőmérsékleten hevítve, így antisztatikus és csillogásmentes bevonat-réteget alakítunk ki. A bevonat-réteget ezután elektromosan vezető szalaggal hozzáföldeljük a külső

grafitréteghez és/vagy	a	katódsugárcső	robbanásgátló
szegélyéhez.
2. Példa
5,5 g lítium-nitrát	(LiN0₃)	20 ml	etil-alkoholban	készült
oldatához kevés vizet és	lúgot	adunk.	Az így	kapott	áttetsző

oldat hidratált, molekuláris vizet tartalmazó lítium-oxidot tartalmaz. Ehhez az áttetsző oldathoz 8 ml vizet és 1 g ón-klorid-hidrát (SnCl^nlfy⁰) ¹⁰ metil-alkoholos oldatát adjuk, így egy újabb áttetsző oldatot nyerünk, amely olyan elektromosan vezető anyagot tartalmaz, amelyben az ón egyenletesen van adalékolva hidratált, molekuláris vizet tartalmazó lítium-oxidhoz. Kellő mennyiségű vizet és savat, vagyis 20 ml vizet és 2 ml salétromsavat (HNO3) adunk az oldathoz, majd az elegyet keverjük, így átlátszó, elektromosan vezető oldatot nyerünk.

A fenti elektromosan vezető oldatot az 1. példában leírt módon előállított szilikátoldattal elegyítjük, így bevonó kompozíciót nyerünk. Az így kapott kompozíciót egy katódsugárcső előlapján szétterítjük. A szétterített bevonat-réteget megszárítjuk és 180 °C hőmérsékleten 25 percig beégetjük, majd a bevonat-réteget leföldeljük.

• ·· · · · • · ·*·· 9 ·· *

3. Példa

0,5 ml ammónium-hidroxidot (NH₄OH) adunk 20 ml olyan oldathoz, amely 25 ml etil-alkoholban 6 g ón-klorid-hidrátot (SnCl₄-nH₂O) tartalmaz, így ón-hidroxid-oldatot nyerünk, majd ehhez az oldathoz 15 ml vizet és 0,9 g antimon-klorid (SbCl₃) 15 ml etil-alkoholos oldatát adjuk. Az elegyet keverjük és peptizáljuk, így olyan elektromosan vezető átlátszó oldatot nyerünk, amely elektromosan vezető anyagként antimonnal adalékolt hidratált ón-hidroxidot tartalmaz.

Az elektromosan vezető átlátszó oldatot etil-szilikátból készített 25 ml szilikátoldattal, majd 200 ml propanolból és 200 ml butanolból készített oldószereleggyel elegyítjük, végül az 1. példában ismertetett módon antisztatikus és csillogásmentes bevonat-réteget alakítunk ki. A bevonat-réteget 25 percig 250 °C hőmérsékleten beégetjük, majd leföldeljük.

4. Példa g indium-nitrát-hidrát [In(NO₃) 3 ·ηΗ₂0] 20 ml alkoholban készült oldatához 0,5 ml ammónium-hidroxidot (NH₄OH) adunk, így hidratált indium-oxid-oldatot nyerünk. Ehhez az oldathoz 15 ml vizet és 2 g ón-klorid-hidrát (SnCl₄*nH₂0) 20 ml alkoholos oldatát adjuk. Az elegyet peptizáljuk, így elektromosan vezető, átlátszó oldatot nyerünk, amely elektromosan vezető anyagként ónnal adalékolt hidratált indium-oxidot tartalmaz.

Az így nyert elektromosan vezető oldatot 500 ml olyan szilikátoldattal elegyítjük, amely 25 g etil-szilikátot tartalmaz 500 ml szerves oldószerelégyben feloldva, az oldószerelegy pedig 200 ml metanolból, 200 ml etanolból és 100 ml •4 metil-izobutil-ketonból áll. Ezután az elektromosan vezető oldat és a szilikátoldat elegyéből antisztatikus és csillogásmentes bevonat-réteget alakítunk ki az 1. példában leírt eljárással, a bevonat-réteg beégetését 15 percig 200 °C hőmérsékleten végezzük, ezután a bevonat-réteget leföldeljük.

1. Összehasonlító példa (Ez a 86-118932 számú közzétett japán szabadalmi leírásban ismertetett antisztatikus bevonat, amely a szilanolcsoport vezetőképességét hasznosítja.) ml etil-szilikátot [Si ((Χ^Ηβ)^ 400 ml etanolban (C2H5OH) feloldva szilikátoldatot készítünk, és azt egy katódsugárcső előlapján szétterítjük, majd 30 percig 200 °C hőmérsékleten beégetjük, végül leföldeljük, így bevonat-réteget képezünk.

2. Összehasonlító példa (Ez a 86-16452 számú közzétett japán szabadalmi leírásban ismertetett antisztatikus bevonat, amely egy szervetlen fémvegyületet tartalmaz.) ml lítium-szilikát-oldatból, 1,75 ml palládium-kloridból (PdC12) és 455 ml desztillált vízből szilikátoldatot készítünk, és azt egy katódsugárcső előlapján szétterítjük. A szétterített bevonat-réteget 10 percig 120 °C hőmérsékleten beégetjük, hogy bevonat-réteget alakítsunk ki, majd ezt leföldeljük.

Az alábbiakban ismertetjük a találmány szerinti példák és az összehasonlító példák értékelését.

Az 1. ábrán a találmány szerinti példák optikai átbocsátóképességét mutatjuk be grafikusan. (A méréseket a Photal Company által készített MCPD100 típusszámú műszerrel végezve.) ·· e

- 19 Az 1-4. példákra vonatkozó méréseket látható fényben, 380 - 720 nm hullámhossz-tartományban végeztük. A 400 nm feletti látható fényben 80 % feletti magas átbocsátóképességet mértünk. Megerősítést nyert tehát, hogy a találmány szerinti 1-4. példák bevonat-rétegei nagy átlátszósággal bírnak, olyannyira, hogy a képernyő felbontóképessége nem szenved kárt.

A találmány szerinti antisztatikus bevonó kompozíció antisztatikus stabilitását, vagyis vezetőképességét megerősítő vizsgálatát víztartályba merítéses és kis légnedvességű ellenőrző vizsgálattal igazoltuk.

Ha a találmány szerinti 1. példa végtermékét és a 2. összehasonlító példa végtermékét 24 órára tiszta vizet tartalmazó víztartályba merítjük, majd felületi ellenállásukat megmérjük, az 1. táblázat szerinti eredményeket kapjuk.

1. Táblázat

Az antisztatikus bevonatok 24 órás bemeritéses vizsgálatának eredménye

	Felületi ellenállás (ohm)
1. néIda 2. összehasonlító példa
Bemerítés	előtt	1,5·10⁸-9,3·10⁹	6,7-10¹⁰ - 2,2-10¹¹
Bemerítés	után	2,0·10⁹-4,1·10¹⁰	>8,0-10¹²

(A méréseket a japán Shishido Elecrostatic Company cég Megaresta típusú készülékével végeztük, 500 V mérőfeszültséggel.)

A képernyők átlátszó anyagaként használt optikai üveg felületi ellenállása szobahőmérsékleten 10¹¹ - 10¹³ ohm, így a bevonat-réteg felületi ellenállása legfeljebb 10¹⁰ ohm körül lehet, hogy antisztatikus bevonatként alkalmazhassuk. A 2. összehasonlító példa bevonat-rétege, amely szervetlen fémvegyület részecskéket tartalmaz, a felületi ellenállás határozott növekedését mutatja, oly mértékben, hogy vezetőképessége, vagyis antisztatikus jellege elvész. Másrészt viszont a találmány szerinti 1. példa bevonat-rétege nem mutat semmi szignifikáns változást felületi ellenállásában, viszont jó vízállóságot, stabil vezetőképességet mutat.

Ezután kis légnedvességen vizsgáljuk az 1. példa, valamint az 1. és 2. összehasonlító példák szerinti bevonat-rétegeket. A vizsgálat eredményét a 2. táblázatban mutatjuk be. (Mérőberendezésként a fent említett Megaresta típusú műszert és Statiron műszert használva.)

A 2. táblázat a felületi ellenállás 500 V mérőfeszültséggel mért értékeit tartalmazza, azután, hogy a minták 24 órát voltak alacsony, 15 - 20%-os relatív páratartalom viszonyai között.

2. Táblázat

Antisztatikus bevonatok alacsony légnedvességen végzett vizsgálatának eredményei (A mérés azután történik, hogy a minták 24 órát voltak 15-20%-os relatív páratartalom alatt.)

Felületi ellenállás (Ohm)
1. példa	2,0·10⁹ - 1,8·10¹⁰
1. összehasonlító példa	>10¹²
2. összehasonlító példa	8,4‘IQ¹¹ - 1012

Mint a táblázatból látható, az 1. és 2. példák szerinti bevonat-rétegek, amelyek megfelelőleg szilanolcsoportot, illetve szervetlen fémvegyületet tartalmaznak, elvesztik antisztatikus jellegüket az alacsony páratartalom körülményei között, például száraz évszakban vagy száraz vidéken. Másrészt viszont a találmány szerinti bevonat-réteg a vizestartályba merítéses vizsgálathoz hasonlóan az alacsony páratartalom viszonyai között sem mutatja a vezetőképesség, tehát az antisztatikus jelleg semminemű csökkenését.

A 2. ábrán az indukált feszültség időbeli változását mutatjuk grafikusan olyan antisztatikus bevonat-rétegre, amely 24 órát volt alacsony, 15 - 20%-os relatív páratartalom viszonyai között, majd ezután adunk rá feszültséget. Vagyis az ábra az indukált feszültség statikus lecsengési idejét mutatja (mérő• ·

- 22 műszerként a fent említett Statiron berendezést használva.)

A találmány szerinti példákban az alkalmazás során az indukált feszültség nem több 4 kilovoltnál és ez 2,2 másodpercen belül 0 voltra csökken. így világos, hogy a találmány szerinti bevonat-réteg antisztatikus hatása nagyon kiváló.

Ezzel szemben az 1. és 2. összehasonlító példák 50 kV kezdeti indukált feszültséget mutatnak, a statikus lecsengésük pedig nagyon lassú, olyannyira, hogy még 35 s elteltével is 44 kV-nak bizonyul az indukált feszültség, és ezekután az indukált feszültség lassan csökken.

Mind az 1., mind a 2. összehasonlító példa bevonat-rétege elveszíti vezetőképességét az alacsony páratartalom viszonyai között, ezért ezek a vizsgálati eredmények úgy értelmezhetők, hogy magának az üvegnek, a katódsugárcső anyagának az indukciós ellenállási nedvesség-karakterisztikáját mutatják.

Mint az előzőekben már leírtuk, a találmány szerinti antisztatikus bevonó kompozíció szinte nem mutat változást a külső levegő különböző nedvességi szintjei függvényében, ami annak a nyilvánvaló jele, hogy stabilizált antisztatikus hatással bír. A bevonat-réteg alapszerkezete továbbá erős kötésekből épül fel, így jó a vízállósága és jó a vegyi ellenállóképessége a vegyianyagokkal, például savakkal és lúgokkal szemben, így kiváló antisztatikus és csillogásmentes bevonat-réteget képez.

Mindezeken túl előállítási eljárása nem igényel komplikált lépéseket, például zúzást és eloszlatást vagy adalékanyagok bevitelét, viszont másrészt nagyon egyszerű és gazdaságos. Ha a bevonóanyagot tárolni kell, az elektromosan vezető anyag

hidrolizálható és polikondenzálható, hogy edénybeli élettartamát megnöveljük, lehetővé téve így a bevonó anyag hosszú időtartamú tárolását.

Claims

Szabadalmi igénypontok

1. Antisztatikus bevonó kompozíció, azzal jellemezve, hogy a következőkből áll:

egy részlegesen hidrolizált szilikátot tartalmazó szilikátoldatból; és egy elektromosan vezető oldatból, amely utóbbi egy első vegyületnek egy második vegyülettel való adalékolásával kialakított elektromosan vezető anyagot tartalmaz, ahol az első vegyület egy oldható szervetlen vegyület molekuláris vizet tartalmazó oxidja vagy hidroxidja, a második vegyület pedig egy olyan fémvegyület, amely az első vegyületben találhatótól különböző fémes elemet tartalmaz, és ahol a fenti szilikátoldatot és a fenti elektromosan vezető oldatot egymással elegyítve hidrolizálásnak és polikondenzálásnak tesszük ki.
2. Az 1. igénypont szerinti antisztatikus bevonó kompozíció, azzal jellemezve, hogy a részlegesen hidrolizált szilikát legalább egy alkil-szilikátot és egy alkil-szilikát polikondenzátumot tartalmaz.
3. Az 1. igénypont szerinti antisztatikus bevonó kompozíció, azzal jellemezve, hogy az elektromosan vezető oldat még egy olyan szerves oldószert is tartalmaz, amely legalább egy alkoholból és egy poláros oldószerből áll.
4. Az 1. igénypont szerinti antisztatikus bevonó kompozíció, azzal jellemezve, hogy az oldható szervetlen vegyület a Zr, Li, Sn és In elemek közül legalább egyet tartalmaz.

• ·
5. Az 1. igénypont szerinti antisztatikus bevonó kompozíció, azzal jellemezve, hogy a második vegyület az ón vegyületei, az indium vegyületei és az antimon vegyületei közül legalább egyet tartalmaz.
6. A 4. igénypont szerinti antisztatikus bevonó kompozíció, azzal jellemezve, hogy az első vegyület egy olyan második vegyülettel van adalékolva, amely az ón vegyületei, az indium vegyületei és az antimon vegyületei közül legalább egyet tartalmaz.
7. Az 1. igénypont szerinti antisztatikus bevonó kompozíció, azzal jellemezve, hogy a részlegesen hidrolizált szilikátot a bevonó kompozíció össztömegéhez képest 1 - 20 tömeg% mennyiségben tartalmazza.
8. Az 1. igénypont szerinti antisztatikus bevonó kompozíció, azzal jellemezve, hogy az elektromosan vezető oldat az elektromosan vezető anyagot a bevonó kompozíció össztömegéhez képest 0,03 - 7 tömeg% mennyiségben tartalmazza.
9. A 4. igénypont szerinti antisztatikus bevonó kompozíció, azzal jellemezve, hogy az oldható szervetlen vegyület cirkónium-oxi-nitrát-hidrát, cirkónium-oxi-klorid-hidrát, lítium-nitrát, lítium-acetát, ón-klorid-hidrát, indium-nitrát-hidrát vagy indium-klorid-hidrát.
10. A 9. igénypont szerinti antisztatikus bevonó kompozíció, azzal jellemezve, hogy az oldható szervetlen vegyület cirkónium-oxi-klorid-hidrát.
11. Az 5. igénypont szerinti antisztatikus bevonó kompozí ció, azzal jellemezve, hogy a második vegyület ón-klorid-hidrát vagy antimon-klórid.

• · · · * · · · • · · • · · • · · · · ·
12. Az 1. igénypont szerinti antisztatikus bevonó kompozíció, azzal jellemezve, hogy a hidrolizált szilikát etil-szilikát.
13. Eljárás antisztatikus bevonó kompozíció előállítására, azzal jellemezve, hogy elektromosan vezető oldatot készítünk egy második szervetlen vegyülettel adalékolt oldható első szervetlen vegyület molekuláris vizet tartalmazó oxidjából, ahol az első szervetlen vegyülettől különböző második vegyületet alkalmazunk;

az elektromosan, vezető oldatot egy részlegesen hidrolizált szilikát anyagot tartalmazó oldatai elegyítjük; és az így kapott elegyet szobahőmérsékleten és környezeti nyomáson hidrolizáljuk és polikondenzáljuk.
14. Eljárás elektromosan vezető oldat előállítására, azzal jellemezve, hogy egy lúg és egy alkohol megfelelő mennyiségének egy oldható szervetlen vegyület hidrátjával történő elegyítése útján egy első áttetsző oldatot hozunk létre;

víz és egy második vegyület megfelelő mennyiségének az első áttetsző oldattal történő elegyítése útján egy második áttetsző oldatot készítünk;

a második áttetsző oldatot keverjük;

a második áttetsző oldatot víz és egy sav hatékony mennyiségével elegyítjük; majd az így kapott elegy hevítésével és keverésével egy peptizált átlátszó oldatot hozunk létre.
15. A 13. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektromosan vezető oldat előállítására egy lúg és egy alkohol megfelelő mennyiségét az oldható szervetlen vegyület egy hidrátjával elegyítjük;

az így kapott első áttetsző oldatot víz és a második vegyület megfelelő mennyiségével elegyítjük;

a kapott második áttetsző oldatot keverjük;

a második áttetsző oldatot víz és egy sav hatékony mennyiségével elegyítjük; majd az így nyert elegyet hevítve és keverve egy peptizált átlátszó oldatot alakítunk ki.
16. A 13. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az oldható szervetlen vegyületet egy szerves oldószer és víz közül legalább az egyikben oldjuk.
17. A 13. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az oldható szervetlen vegyületként Zr, Li, Sr. és In közül legalább az egyiknek a vegyületét alkalmazzuk.
18. A 13. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a második vegyületként Sn, In és Sb közül legalább az egyiknek a vegyületét alkalmazzuk.
19. A 16. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az oldható szervetlen vegyület adalékolását olyan második vegyülettel végezzük, amely Sn, In és Sb közül legalább egyiknek a vegyülete.
20. A 14. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a második vegyületként Sn, In és Sb közül legalább egyiknek a vegyületét alkalmazzuk.
21. A 13. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektromosan vezető oldat 0,02 - 6 tömeg% elektromosan vezető

• • - 28 - • · · ·« · · • · * · · · ··««··· · • ······ · · • «· · ·* ···· adalékolt anyagot tartalmaz. 22. Képernyő, azzal jellemezve, hogy egy bevonattal ellátott átlátszó előlappal rendelkezik, amely bevonat össze-

tevői:

egy részlegesen hidrolizált szilikát anyagot tartalmazó szilikátoldat és egy elektromosan vezető oldat, amely egy első vegyületnek egy második vegyülettel történő adalékolása útján kialakított elektromosan vezető anyagot tartalmaz, ahol az első vegyület egy oldható szervetlen vegyület molekuláris vizet tartalmazó oxidja vagy hidroxidja, a második vegyület pedig egy olyan fémvegyület, amely az első vegyületben találhatótól különböző fémes elemet tartalmaz, és a fenti szilikátoldatot és a fenti elektromosan vezető oldatot egymással elegyítjük, majd ezt követően hidrolizáljuk és polikondenzáljuk.
23. A 22. igénypont szerinti képernyő, azzal jellemezve, hogy átlátszó előlapja üvegből van.
24. A 22. igénypont szerinti képernyő, azzal jellemezve, hogy átlátszó előlapja üvegből van, és a beégetés hőmérséklete 80 - 500 °C.
25. A 22. igénypont szerinti képernyő, azzal jellemezve, hogy a bevonat-réteg beégetésének időtartama 5-60 perc.
26. A 22. igénypont szerinti képernyő, azzal jellemezve, hogy az antisztatikus és csillogásmentes bevonat-réteg le van földelve.
27. A 22. igénypont szerinti képernyő, azzal jellemezve hogy az antisztatikus bevonó kompozíció felvitele centrifugális bevonás, bemerítés, szórás vagy ezek kombinációja útján történik.