Антистатическая композиция для нанесения покрытий, способ получения антистатической композиции и способ получения антистатического безбликового экрана дисплея
Использование: для нанесения антистатических и безбликовых покрытий для экранов дисплеев изображений, таких, как электронно лучевых трубок, жидкокристаллических дисплеев и экранов витрин. Сущность изобретения: антистатическая композиция для нанесения покрытий содержит раствор, частично гидролизованного алкилсиликата (этилсиликат) 1 20 мас. и электропроводный раствор остальное, которые смешивают и подвергают гидролизу и поликонденсации. Электропроводный раствор содержит 0,03 - 7% водорастворимых неорганических соединений от массы композиции и получен легированием первого соединения, выбранного из группы, состоящей из гидрата оксинитрата циркония, гидрата оксихлорида циркония, нитрата лития, ацетата лития, гидрата хлорида олова, гидрата нитрата индия и гидрата хлорида индия, вторым соединением, содержащим металлический элемент, отличный от элементов первого соединения, выбранным из группы, состоящей из группы соединений олова, сурьмы и индия (гидрата хлорида олова и хлорида сурьмы). Способ получения антистатической композиции включает приготовление электропроводного раствора, содержащего неорганические соединения, содержащий молекулярную воду, оксид растворимого соединения, легированного 0,02 6 второго соединения от массы электропроводного раствора, и огранический растворитель, смешение электропроводного раствора с раствором частично гидролизованного алкилсиликата, гидролиз и поликонденсацию смеси при комнатной температуре и атмосферном давлении. Растворимое неорганическое соединение выбрано из группы, состоящей из соединений циркония, лития, олова и индия, второе соединения содержит металлический элемент, отличный от первого соединения, и выбрано из группы, состоящей из соединения олова, сурьмы и индия; электропроводный раствор готовят смешиванием воды и второго соединения с первым непрозрачным раствором до образования второго непрозрачного раствора, перемешиванием его, смешением воды и кислоты со вторым непрозрачным раствором с нагревом до образования пептизированного прозрачного раствора. Способ получения антистатического безбликового экрана дисплея включает нанесение на прозрачную панель экрана указанной антистатической композиции с последующим отжигом при 80 500°С в течении 5 60 мин. 3 с. и 4 з. п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение касается антистатика и безбликового экрана дисплея изображений и, в частности, состава антистатика для покрытия, способа его получения и безбликового экрана дисплея изобретений с использованием состава для покрытия.
Известен способ, в котором спиртовой раствор алкилсиликата распыляется и поликонденсируется, так что образуется покрытие, имеющее мелкие оспины. Согласно этому способу не только безбликовые, но и также антистатиковые характеристики могут быть получены путем заземления покрытия, потому что силаноловая группа реагирует с влагой воздуха и в результате имеет электропроводность (1). Однако согласно этого способа должен производиться обжиг при 200оС или выше для получения покрытия достаточной прочности этот способ не может использоваться с прозрачными материалами, такими как пластики, и удовлетворительная электропроводность не может быть получена, потому что силаноловая подложка поликонденсируется в течение процесса обжига. Известен способ, в котором антистатическую композицию получают введением неорганического соединения металла в силикат, чтобы улучшить электропроводность (2). В этом случае, если слой покрытия не содержит электропроводного соединения, такого как SiO2, электрическое сопротивление покрывающего слоя не может быть снижено. Далее слой покрытия, который содержит абсорбирующее неорганическое соединение металла, такое как PdCl, снижает его поверхностное сопротивление в результате использования абсорбирующего свойства, так что достигается антистатиковое свойство. Если влажность окружающего атмосферного воздуха недостаточно высокая, антистатиковый эффект может не получаться. Прочность покрывающего слоя, в частности, с точки зрения стойкости к влаге и химической стойкости, очень слабая. Наиболее близкой является антистатическая композиция для нанесения покрытий, содержащая раствор гидролизованного тетраэтоксисилана (алкилсиликат) и электропроводный раствор, содержащий органический растворитель (спирт) и водорастворимые неорганические соединения (оксихлорид гафния, нитрат лития и нитрат кальция), которую получают смешением электропроводного раствора с раствором гидролизованного алкилсиликата, гидролизом и поликонденсации смеси при комнатной температуре и атмосферном давлении (3). Известная композиция не обладает достаточной стабильностью из известных композиций недостаточно стойка к разрушению в зависимости от времени. Наиболее близкий способ получения антистатического безбликового экрана дисплея изображения включает нанесение на прозрачную панель экрана антистатической композиции на силикатной основе с добавками солей металлов Pt, Pd, Sn, Au и др. с последующим отжигом. При производстве экранов приходится последовательно производить несколько таких нанесений (4). Изобретение направлено на устранение вышеназванных недостатков антистатика и безбликового экрана дисплея изображений путем создания антистатикового и безбликового состава покрытия, антистатикового и безбликового экрана, содержащего состав. Цель изобретения состоит в создании состава антистатика для покрытия, в котором антиэлектростатическое свойство высокое, ухудшение со временем очень низкое, прозрачность экрана не снижается, срок службы очень высокий и изготовление очень легкое. Указанная цель достигается тем, что предложенная антистатическая композиция для нанесения покрытий содержит, мас. раствор частично гидролизованного алкилсиликата 1-20 и электропроводный раствор остальное, которые смешивают и подвергают гидролизу и поликонденсации; электропроводный раствор содержит 0,03-7% водорастворимых неорганических соединений от массы композиции и получен легированием первого соединения, выбранного из группы, состоящей из гидрата оксинитрата циркония, гидрата оксихлорида циркония, нитрата лития, ацетата лития, гидрата хлорида олова, гидрата нитрата индия и гидрата хлорида индия, вторым соединением, содержащим металлический элемент, отличный от элементов первого соединения, выбранным из группы, состоящей из соединений олова, сурьмы и индия (гидрата хлорида олова, хлорида сурьмы). Способ получения предложенной антистатической композиции включает приготовление электропроводного раствора, содержащего водорастворимые неорганические соединения и органический растворитель, смешение электропроводного раствора с раствором частично гидролизованного алкилсиликата, гидролиз и поликонденсацию смеси при комнатной температуре и атмосферном давлении; электропроводный раствор в качестве неорганических соединений включает содержащий молекулярную воду оксид растворимого соединения, легированного 0,02-6% второго соединения от массы электропроводного раствора, причем растворимое неорганическое соединение выбрано из группы, состоящей из соединения циркония, лития и индия, второе соединение содержит металлический элемент, отличный от первого соединения, и выбрано из группы, состоящей из соединения олова, сурьмы и индия, дополнительно электропроводный раствор готовят смешиванием воды и второго соединения с первым непрозрачным раствором до образования второго непрозрачного раствора, перемешиваем его, смешением воды и кислоты со вторым непрозрачным раствором с нагревом до образования пептизированного прозрачного раствора. Для получения антистатического безбликового экрана дисплея изображения указанную антистатическую композицию наносят на прозрачную панель экрана с последующим отжигом при 80-500оС в течение 5-60 мин. Нанесение можно проводить путем центрифугирования, погружения, распыления или комбинируя эти приемы. Алкилсиликатом является алкоголятом кремния: Si(OR), где R указывает на алкильную группу, полиалкилсилоксаном, как конденсат его или смесь его, например, этилсиликат (Si(OC2H5)4). В качестве органического растворителя может использоваться по крайней мере один из группы, содержащей спиртовой растворитель и полярный растворитель, такие как кетон, ацетат или спирт (этанол, метанол, пропанол и бутанол). Частичный гидролиз проводится путем добавления небольшого количества соответствующей кислоты, например, хлорноватой кислоты или азотной кислоты, и небольшого количества воды в гидролируемый силикатный материал, который растворен в органическом растворителе, тем самым образуя силикатный раствор. Растворимое неорганическое соединение включает в себя соединение циркония, такое как гидрат оксинитрата циркония (ZrO(WO3)2










Sb2O3 5,5
П р и м е р 4. Здесь 0,5 мл NH4OH было добавлено в 20 мл спиртового раствора, в который было добавлено 8 г гидрата нитрата индия (In(NO3)3


Сравнительный пример 1 (относится к антистатиковому покрытию с использованием электропроводности силаноловой группы). Силикатный раствор, который был получен путем растворения 20 мл этилсиликата (Si(OC2H5)4) в 400 мл этанола, был нанесен распылением на лицевую панель ЭЛТ и затем проводился обжиг при 200оС в течение 30 мин перед заземлением его, тем самым образуя покрывающий слой. Сравнительный пример 2 (относится к антистатиковому покрытию, которое включает неорганическое соединение металла). Силикатный раствор, который содержал смесь 45 мл раствора силиката лития, 1,75 мл хлорида палладия (PdCl2) и 45,5 мл дистиллированной воды, был нанесен распылением на лицевую панель ЭЛТ, и нанесенный покрывающий слой обжигался при 120оС в течение 10 мин с тем, чтобы образовалось покрытие, заземление производилось после этого. Оценка примеров согласно изобретению и сравнительных примеров представлена ниже. В отношении примеров с 1 по 4 измерения проводились в отношении видимого света в диапазоне длин волн 380-720 нм, и видимом свете в диапазоне свыше 400 нм имел высокую прозрачность свыше 80% Поэтому подтверждалось, что покрывающие слои примеров с 1 до 4 настоящему изобретению имели высокую прозрачность до такой степени, что разрешающая мощность экрана дисплея изображений не подвергалась отрицательному воздействию. Антистатиковая стабильность, т.е. электропроводность антистатикового покрывающего состава, согласно изобретению, подтверждалась в результате испытания путем погружения в резервуар с водой и испытания при низкой влажности. Иначе говоря, продукт примера 1 согласно изобретению и продукт сравнительного примера 2 были соответственно погружены в резервуар с водой, содержащий чистую воду, на 24 ч и затем проверялось поверхностное сопротивление у каждого предмета, результаты, которые были получены, приведены в табл. 1. (Измерения проводились, используя МЕГАРЕСТА "Шишидо электростатик компани", Япония и применяя 500В). Оптическое стекло, используемое в качестве прозрачного материала для экранов дисплеев изображений, имеет поверхностное сопротивление 1011-1013 Ом при комнатной температуре, и поэтому поверхностное сопротивление покрывающего слоя, который используется в качестве антистатикового покрытия, должно быть около 1010 Ом максимум. Покрывающий слой сравнительного примера 2, в который включены частицы неорганического соединения металла, показал заметное увеличение поверхностного сопротивления до такой степени, что электропроводность, т.е. антистатиковые характеристики, утрачиваются. С другой стороны, покрывающий слой примера 1, согласно изобретению, не показал значительного изменения поверхностного сопротивления, и показало сильную стойкость к воде и стабильную электропроводность. Далее, испытания в условиях низкой влажности проводились в отношении примера 1 и сравнительных примеров 1 и 2, результаты приведены в табл. 2 (вышеназванный прибор МЕГАРЕСТА и СТАТИРОН использовались в качестве измерительных приборов). Табл. 2 показывает величины поверхностных сопротивлений, которые были измерены при приложении напряжения 500 В после оставления образцов на 24 ч в условиях низкой относительной влажности 15-20%
Как можно видеть в табл. 2, покрывающие слои в сравнительных примерах 1 и 2, в которых использовались соответственно силаноловая группа и неорганическое соединение металла, утрачивают антистатиковые характеристики в условиях низкой влажности, таких как сухой сезон или сухой район. С другой стороны, покрывающий слой, согласно изобретению не показывает нарушения электропроводности, т. е. антистатиковых характеристик, в условиях низкой влажности, как показали испытания погружения в резервуар. В примерах, согласно изобретению, индуцируемое напряжение на момент приложения напряжения такое низкое, как 4 кВ, и понижается до 0 В в течение 2,2 с. Поэтому ясно, что антистатиковый эффект покрывающего слоя согласно изобретению значительно выше. Наоборот сравнительные примеры 1 и 2 соответственно показывают начальное индуцируемое напряжение 50 кВ, и статическое затухание очень медленное, до такой степени, что индуцируемое напряжение показывает 44 кВ через 35 с и после этого индуцируемое напряжение медленно понижается. Покрывающие слои обоих сравнительных примеров 1 и 2 утрачивают свою электропроводность в условиях низкой влажности и поэтому результаты такого испытания понятны, что показывают характеристики затухания индуктивного сопротивления самого стекла, которое является материалом ЭЛТ. Как описано выше, антистатиковый покрывающий состав, согласно изобретению, почти не показывает изменений при разных уровнях влажности атмосферного воздуха и это является доказательством, что он имеет стабилизированный антистатиковый эффект. Далее, основная структура покрывающего слоя состоит из прочных связей, и поэтому он имеет хорошую стойкость к воде и хорошую химическую стойкость в отношении таких химикатов, как кислоты и щелочи, тем самым образуя отличный антистатиковый и безбликовый покрывающий слой. Способ производства его не требует таких сложных стадий, как дробление и распыление и включение добавок, а с другой стороны, является очень простым и экономичным. Если покрывающий материал должен храниться, гидролиз и поликонденсация электропроводного материала могут быть проведены, чтобы продлить его срок хранения, тем самым обеспечивая возможность хранения покрывающего материала в течение длительного времени.
Формула изобретения
Электропроводный раствор Остальное
2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что второе соединение выбрано из группы, состоящей из гидрата хлорида олова и хлорида сурьмы. 3. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что частично гидролизованным алкилсиликатом является этилсиликат. 4. Способ получения антистатической композиции для покрытий, включающий приготовление электропроводного раствора, содержащего водорастворимые неорганические соединения и органический растворитель, смешение электропроводного раствора с раствором частично гидролизованного алкилсиликата, гидролиз и поликонденсацию смеси при комнатной температуре и атмосферном давлении, отличающийся тем, что используют электропроводный раствор в качестве неорганических соединений, содержащий молекулярную воду, оксид растворимого соединения, легированного 0,02 6,0% второго соединения от массы электропроводного раствора, причем растворимое неорганическое соединение выбрано из группы, состоящей из соединения циркония, лития, олова и индия, второе соединение содержит металлический элемент, отличный от первого соединения, и выбрано из группы, состоящей из соединения олова, сурьмы и индия. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что электропроводный раствор готовят смешиванием воды и второго соединения с первым непрозрачным раствором до образования второго непрозрачного раствора, перемешиванием его, смешением воды и кислоты с вторым непрозрачным раствором с нагревом до образования пептизированного прозрачного раствора. 6. Способ получения антистатического безбликового экрана дисплея изображения, включающий нанесение на прозрачную панель экрана антистатической композиции на силикатной основе с содержанием водорастворимых соединений металлов с последующим отжигом, отличающийся тем, что в качестве антистатической композиции используют продукт гидролиза и поликонденсации смеси, включающей 1 20 мас. раствора частично гидролизованного алкилсиликата и электропроводный раствор, содержащий 0,03 7,0 мас. водорастворимых неорганических соединений и полученный легированием первого соединения, выбранного из группы гидрата оксинитрата циркония, гидрата оксихлорида циркония, нитрата лития, ацетата лития, гидрата хлорида олова, гидрата нитрата индия и гидрата хлорида индия, вторым соединением, включающим металлический элемент, отличный от металлического элемента первого соединения и выбранный из группы соединений олова, сурьмы и индия, а отжиг проводят при 80 500oС в течение 5 60 мин. 7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что антистатическую композицию наносят центрифугированием, погружением, распылением или комбинацией этих приемов.
РИСУНКИ
Рисунок 1