167461. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szubsztrátumok főleg hőrelágyuló műanyag szubsztrátumok felületkezelésére
5 167461 6 Az első művelet eredményeként a szubsztrátum felületén foszforréteg válik le. A foszfor leválásán azt értjük, hogy a foszfor a felületen, a felületbe ágyazva vagy a szubsztrátum felülete alatti rétegben beágyazva lehet jelen. A foszfornak a felületen 5 való elhelyezkedése bizonyos mértékben függ az oldószernek a felületre gyakorolt hatásától, ha a kezelés során oldószert alkalmazunk. Az első művelet után a szubsztrátumot valamely 10 oldószerrel leöblíthetjük, majd száríthatjuk, pl. azáltal, hogy a szubsztrátumot levegőn vagy iners atmoszférában, mint nitrogén, széndioxid stb. atmoszférában állni hagyjuk, esetleg a felületet valamely sugárzó fűtőberendezéssel vagy szokásos 15 szárítószekrényben megszárítjuk. A szárítási idő tág határok között ingadozhat és pl. 1 mp-től 30 percig, esetleg ennél hosszabb ideig terjedhet. A szárítási idő előnyösen 5 mp-10 perc, legelőnyösebben pedig 5-120 mp. A felület leöblítése és 20 szárítása nem kötelező művelet, tetszés szerint alkalmazható. A találmány szerinti eljárás második lépésében a foszforral kezelt szubsztrátumot valamely a felü- 25 léten levő. foszforral reagáló (reakcióképes) fémsó vagy fémkomplexsó oldatával érintkezésbe hozzuk és így fémfoszfidot képzünk. A „fémfoszfid" elnevezés jelen esetben a szubsztrátum felületen képződött fém-foszfor bevonatot jelenti. Anélkül, 30 hogy a találmány lényegét elméleti meggondolásokra kívánnánk korlátozni, megjegyezzük, hogy a képződött fémfoszfid ionos vegyület, vagy oldat (ötvözet) lehet. A szokásosan használt fémek a periódusos rendszer IB, IIB, IVB, VB, VIB, VIIB 35 és VIII csoportjába tartoznak és a Lange-féle „Handbook of Chemistry" (Revised Teneth Edition) 60—61. oldalán vannak ismertetve. Az előnyös fémek közül a következőket soroljuk fel: réz, ezüst, arany, króm, mangán, kobalt, nikkel, 40 palládium, titán, cirkónium, vanadium, tantál, kadmium, wolfram, molibdén stb. A találmány szerint használt fémsók anionrésze 45 számos anionból állhat. A megfelelő anionok az ásványi savakból levezethető anionok, mint szulfát, klorid, bromid, jodid, fluorid, nitrát, foszfát, klorát, perklorát, borát, karbonát, cianid stb. ionok. Felhasználhatók szerves savak anionjai is, 50 mint a formiát, acetát, citrát, butirát, valerát, kaproát, heptilát, kaprilát, naftenát, 2-etilkaprolát, cinnamát, sztearát, oleát, palmitát, dimetildioxim stb. anionjai is. A szerves savak anionjai általában 1—18 szénatomot tartalmaz. 55 A találmány szerint előnyösen alkalmazott fémsók a következők: rézszulfát, rézklorid, ezüstnitrát és nikkelcianid. 60 A fémsó valamely komplexképző szerrel is reagáltatható és így komplexszé átalakítható. A komplexképzőszert úgy választjuk meg, hogy oldatának lúgos kémhatása (pH>7) legyen. Különösen célszerűek fémsók ammóniás komplexei, 65 amelyekben az előbbiekben felsorolt fémsókkal 1—6 ammóniamolekula képez komplexvegyületet. Ilyen komplexek tipikus képviselői a következők: NiS04 • 6NH 3 , NiCl 2 • 6NH 3 , -Ni(C2 H 3 00) 2 • 6NH 3 , CuS0 4 • 6NH 3> CuCl2 • 6NH 3 , AgN0 3 • 6NH 3 , NiS0 4 • 3NH 3 , CuS04 • 4NH 3 , Ni(N0 3 ) 2 • 4NH 3 stb. Előnyös komplexképző szerek még a kinolin, aminők és a piridin is. A találmány szerinti előnyös komplexek általános képlete MX2 Q 2 , ahol M valamely fémion, X pedig klór- vagy brómatom, Q pedig kinolinil-csoport. Tipikus példaként az alábbiakat említjük: CoCl2Q 2 , CoBr 2 Q 2 , NiBr 2 Q 2 , NiCl 2 Q 2 , MnCl 2 Q 2 , CuCl2 Q 2 , CuBr 2 Q 2 és ZnCl 2 Q 2 . Hasonlóképpen felhasználhatók a megfelelő monokinolinil-komplexek, mint pl. a CoCl2 Q. Az alkalmas aminkomplexek közé tartoznak a sók pl. rézszulfát-, mono-(etiléndiamin>, bisz-(etiléndiamin)-, trisz-(etiléndiamin)-, bisz-(l,2-propándiamin)- és bisz<l,3--propándiamin)-kornplex. Tipikus piridinkomplexek a következők: NiCl2 (py) 2 és CuCl 2 (py) 2 , ahol py piridint jelent. A felsorolt fémsók és ezek komplexei ionos közegben, célszerűen vizes oldatokban alkalmazhatók. Nem-vizes közegként alkoholok, pl. metilalkohol, etilalkohol, butilalkohol, heptilalkohol, decilalkohol stb. használhatók. Alkoholok és víz elegyei is beváltak. Hasonlóképpen megfelelnek alkoholoknak más fenti típusú elegyedő oldószerekkel képzett ionos jellegű elegyei. Az oldat koncentrációja az oldat teljes súlyára számítva kb. 0,1 súly% fémsó vagy fémsókomplex alsó koncentrációhatártól egészen a telítettségi koncentrációig terjed, előnyösen pedig 1—10 súly%. A fémsó vagy fémsókomplex oldatának pH-értéke kb. 4-14 között ingadozik, rendszerint lúgos, vagyis 7pH-érték feletti értékű, előnyösen 10-13 pH-értékek között van. A foszforral kezelt szubsztrátumnak fémsóoldattal történő kezelését általában a szubsztrátum lágyuláspont hőmérséklete alatt, oldószer felhasználása esetén az oldószer forrpontja alatt végezzük. A hőmérséklet kb. 30-110 C°, előnyösen kb. 50-100 C°. Az érintkezési idő tág határok között ingadozhat, a szubsztrátum jellegétől, a felhasznált ° fémsó tulajdonságaitól és az érintkezési hőmérséklettől függ. Az érintkeztetési időtartam kb. 0,1-30 perc, előnyösen pedig 5-10 perc. A felületi fémfoszforvegyületet a találmány szerinti eljárás egyik foganatosítási módja szerint akként képezzük, hogy a szubsztrátumot először valamely fémsó vagy fémsókomplex oldatával hozzuk érintkezésbe, és így a szubsztrátum felületére fémvegyületet választunk le. A fentiekben ismertetett fémsók és fémsókomplexek a leírt reakciófeltételek között felhasználhatók. Az így kezelt felületet azután gőzfázisú, folyadékfázisú vagy a fentiekben felsorolt valamely oldószerben oldott sárga foszforral kezeljük. A foszforos kezelésnél is l a már ismertetett reakciókörülményeket tartjuk be. A felületkezelés után elektromosáram nélküli és/vagy elektrolitikus fémbevonást végezhetünk. 3
