200578. lajstromszámú szabadalom • Eljárás titán-dioxidot tartalmazó optikai film előállítására
9 HU 200578 B 10 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 filmképző lépés lehet a film növelésének a lépése is, amely a magképző lépés folytatása. A filmképző folyamatot valamilyen titánószter vagy négyórtókű titánsó — például titán(IV)—tetraklorid, titán(IV)—nitrát, titán(lI)—szulfát; nátrium—titán(IV)—tartarát, ammonium- vagy kálium—tltanll—oxalát — savas-vizes oldatának az alkalmazásával végezhetjük, aminek során a titántartalom legalább 0,3 millimól titán literenként, azonban előnyösen nem haladja meg a literenkénti 30 millimól 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 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/liternél 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 gélkicsapódása 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 magkópzés 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 1 m2 területére vonatkoztatva percenként 0,1 millimól titán(IV)—tetraklorid. A filmképző lépés reakcióhőmórséklete 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 reakcióhőmérséklet 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-filmhez jutunk. A visszavert fény színképe alapján az „nd” érték 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
