ОЧИСТКА ПОВЕРХНОСТИ СТЕКЛА
Очистка поверхности стеклоизделий производится с целью удаления с нее различных загрязнений, остатков покрытий и подготовки к нанесению новых покрытий. На электроламповых заводах обязательной очистке подвергаются колбы и весовое стекло, получаемое с других предприятий. Рекомендуется промыть их 1—5%-ной соляной кислотой, затем горячей водой, высушить обдувом сжатым, очищенным от масла и пыли воздухом.
Для магнезиальных стекол (Сл96, Сл97) рекомендуется промывка в разбавленной 2—5%-ной уксусной кислоте вместо соляной. В раствор можно вводить смачивающие добавки, способствующие удалению прилипших к поверхности стекла частиц.
Очистка сильно загрязненного стекла производится в следующей последовательности: предварительная мойка в концентрированных растворах NaOH или КОН, промывка в проточной воде, выдержка в концентрированном растворе хромпика К2Сr2О7 (время выдержки от нескольких часов до нескольких дней в зависимости от степени загрязненности), промывка в проточной и дистиллированной воде, сушка.
Обезжиривание стекла (например, с целью удаления вакуумной смазки) производится промывкой в ацетоне, мойкой в горячем растворе соды или хромпика, промывкой в горячей дистиллированной воде, а затем ополаскиванием в спирте.
Очистка поверхности стекла перед металлизацией должна быть особенно тщательной. Она включает промыв ку в мыльном растворе, проточной воде и выдержку в концентрированном растворе хромпика.
Весьма эффективным средством очистки стекла является фтористоводородная кислота. При очистке она растворяет поверхность и наиболее загрязненный слой стекла. С помощью фтористоводородной кислоты удаляются налеты на стекле, вызванные его длительным хранением при неблагоприятных условиях, а также остатки различных покрытий. Однако большим неудобством применения фтористоводородной кислоты является ее сильная токсичность.
Несмотря на это, растворы фтористоводородной кисло ты широко применяются для очистки кварцевых труб. Концентрация раствора и время травления устанавливают ся экспериментально. Работа проводится в вытяжном шкафу со строгим соблюдением требований правил техники безопасности. После травления трубы тщательно промываются и сушатся. Очистка трубок-колб для люминесцент ных ламп описана в § 7.9.
МАТИРОВАНИЕ
Матирование—это способ обработки поверхности стек ла, в результате которого на ней образуется микрорельеф, обеспечивающий рассеяние света. Различают следующие основные способы матирования: химическое, коллоидным кремнеземом и нанесением органосиликатных покрытий.
а) Химическое матирование.
Химическое матирование заключается в травлении поверхности стекла фтористым аммонием. Степень матирования зависит от насыщенности травильного раствора, времени травления, введения в раст вор специальных добавок, а также состава обрабатывае мых стекол. Наиболее легко матируются химически малостойкие стекла.
Травильные растворы подготавливаются согласно ре цепту при тщательном перемешивании компонентов в деревянных освинцованных емкостях. Наружное матирование производится погружением колбы в подготовленный раст вор на 1— 3 мин. При этом участки стекла, не подлежа щие матированию, покрываются защитным слоем пицеи на, воска или парафина, который затем удаляется скипи даром.
Для устранения хрупкости матированные стекла обрабатывают закрепителем—разбавленной фтористоводо родной кислотой. При этом тонкий поверхностный слой, содержащий микротрещины и острые выступы, растворяется. В результате такой обработки прочность матированного стекла повышается без существенного снижения светорассеивающей способности. .
Во избежание ослабления прочности для матирования следует применять колбы с толщиной стенок не менее 0,25—0,30 мм. Чаще всего матируется внутренняя поверхность колбы, так как при этом отсутствует опасность загрязнения матированного слоя и снижения его светотехнических параметров.
Матирование колб диаметром 45—95 мм обычно ведется фонтанным методом на 18-позиционном полуавтомате карусельного типа производительностью 2000 шт/ч.
б) Матирование коллоидным кремнеземом.
Матирование коллоидным кремнеземом состоит в том, что на внутреннюю поверхность стекла колбы наносится тонкий слой двуокиси кремния, отдельные частицы которого специальной обработкой превращены в прочную пленку коллоидного кремнезема белого цвета.
Исходным материалом для нанесения слоя двуокиси кремния служит этиловый эфир ортокремниевой кислоты (C2H5O)4Si. Испарение и сжигание эфира, а также введение в колбу дыма производят специальной горелкой, состоящей из испарителя и трех концентрических, вставленных друг в друга металлических трубок. Во внутреннюю трубку подводят из испарителя пары эфира, в среднюю — сжатый воздух, а в наружную—кислород. Испарение эфира ведется нагревом его в испарителе до температуры кипения (167 °C).
Смесь паров эфира и воздуха регулируют так, чтобы пламя при работе горелки отрывалось от сопла на 5— 10 мм. Кислород подают с избытком, чтобы обеспечить полное сгорание, иначе оставшийся углерод придает покрытию желтизну. Колбу, помещенную в шаблон, надвигают на пламя горелки. Образующийся при сжигании эфира белый дым осаждается на стекло в виде частиц двуокиси кремния размерами 0,03—0,30 мкм. Этот слой сразу закрепляют на стекле вдуванием в колбу перегретого водяного пара, а затем сухого воздуха.
Процесс матирования колб этим методом ведется на 16-позиционном полуавтомате карусельного типа с одно временной обработкой на каждой позиции трех колб. Производительность полуавтомата 1800 шт/ч.
в) Органосиликатиые покрытия.
В последнее время в электроламповой промышленности освоено внешнее покрытие колб на основе органосиликатных материалов; дающих очень надежное светорассеивающее покрытие. Эти покрытия имеют высокую нагревостойкость (до 400 °C), хорошие электроизоляционные свойства и вибростойкость, обладают гидрофобностью даже в условиях тропического климата, механически - прочны, имеют хорошую адгезию к стеклу, многие из них не препятствуют спаиванию стекол.
Основой подобных покрытий служит кремний-органическая смола, например один из видов немодифицированных полиметилфенилсилоксанов. В качестве «глушителей» в этот полимер вводятся мелкодйсперсные силикаты и окислы некоторых металлов. Оптимальные размеры глушащих частиц в полимере должны быть в пределах 6—8 мкм, а коэффициент преломления должен незначительно отличаться от показателя преломления света полимера. Только при этих условиях свет проходит через покрытие с незначительными потерями с созданием эффекта рассеяния.
Светорассеивающее покрытие наносится окунанием колбы в подготовленную суспензию с последующей сушкой при 150 °C для удаления растворителя и термообработкой при температуре около 300 °C для окончательного закрепления покрытия на колбе. Толщина готового покрытия должна быть в пределах 25—35 мкм. Перед покрытием колбы должны быть хорошо обезжирены и высушены.
Нанесенное органосиликатное покрытие при необходимости смывается спиртовым раствором едкого натра или концентрированной серной или фосфорной кислотой.