-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum überziehen eines
Glasgegenstandes, insbesondere einer Kathodenstrahlröhre, mit einer gleichmäßigen
lichtstreuenden Schicht . aus zusammenhängenden Teilchen von Kieselsäure.
-
Eine derartige lichtstreuende Schicht wird auf der Bildseite einer
Kathodenstrahlröhre angebracht, um störende Reflexionen von der Außenseite des Bildschirms
zu verringern. Zu gleicher Zeit muß eine derartige Schicht für das von der Leuchtstoffschicht
auf der Innenseite herrührende Licht eine nahezu unverminderte Durchlässigkeit aufweisen,
weil sonst die Bildgüte in bezug auf Kontrast, Helligkeit und Schärfe nachteilig
beeinfiußt würde.
-
Die lichtstreuende Schicht kann auch auf einem gesonderten Schirm
angebracht werden, dessen Innenoberfläche gleich . der Außenoberfläche des Bildschirms
einer Kathodenstrahlröhre ist. Dieser Schirm wird derart an der Kathodenstrahlröhre
befestigt, daß der Bildschirm und ein angrenzender Teil des vorstehenden Randes
umschlossen werden, wobei der Raum zwischen dem Schirm und der Kathodenstrahlröhre
mit einem haftenden Kunststoff, der nachher zum Aushärten gebracht wird, z. B. einem
Epoxyharz, gefüllt wird.
-
Es ist bereits ein Verfahren zum Herstellen einer Kathodenstrahlröhre
mit einer lichtstreuenden Schicht beschrieben worden. Gemäß diesem Verfahren wird
die Bildseite des Kolbens der Röhre mit einer Lösung eines Alkalisilikates benetzt
und dann die benetzte Oberfläche so lange mit nichtabsorbierendem Material gerieben,
bis das Lösungsmittel verdampft ist. Eine auf diese Weise hergestellte lichtstreuende
Schicht besteht aus Teilchen von alkali- und wasserhaltigem Siliciumdioxid und kann
sogar beim Transport vom Verpackungsmaterial leicht abgescheuert werden.
-
Gemäß einem anderen bekannten Verfahren wird auf der Oberfläche von
Glühlampenkolben eine lichtstreuende Schicht angebracht, die mechanische Beschädigung
besser verträgt. Dies erfolgt mit Hilfe einer Lösung, die kolloidale Kieselsäure
und ein Harz enthält, wonach das Ganze auf eine so hohe Temperatur erhitzt wird,
daß das Harz ganz oder zum vorwiegenden Teil durch Zersetzung oder Verdampfung entfernt
wird. Die kolloidale Kieselsäurelösung wird durch Hydrolyse eines kieselsauren Esters
erhalten.
-
Die bekannten Verfahren zum Herstellen von Glasgegenständen mit einer
lichtstreuenden Schicht liefern ein hinsichtlich der Lichtzerstreuung schlecht reproduzierbares
und nicht gleichmäßiges Produkt.
-
Aus der deutschen Auslegeschrift 1008 884 ist ein Herstellungsverfahren
bekannt, bei dem auf die Glasoberfläche ein Kieselsäureester unter vorhergehender
Hydrolyse aufgebracht wird, wodurch ein auf dem Glas festhaftender Kieselsäureüberzug
entsteht.
-
Aus der deutschen Patentschrift 1046 840 ist ein Verfahren zum Mattieren
einer Glühlampe bekannt, bei dem auf die Kolbeninnenwand eine hydrolysierbare organische
Siliciumverbindung in Form eines Films aufgetragen wird. Ein ähnliches Verfahren
zeigt die deutsche Auslegeschrift 1074 232. Es ist weiterhin aus dem Buch von Noll,
»Chemie und Technologie der Silikone« (1960), insbesondere S. 368, und der deutschen
Patentschrift 851386 bekannt, Glas mit Silikonen zu überziehen, um die physikalischen
Eigenschaften seiner Oberfläche zu ändern. Es ist bekannt, daß Silikone ein gutes
Haftvermögen auf Glas und hohe Durchlässigkeit für Licht aufweisen.
-
Von diesem Stand der Technik geht die Erfindung aus. Sie bezieht sich
auf ein Verfahren der eingangs genannten Art und ist dadurch gekennzeichnet, daß
der Glasgegenstand zuerst mit einer Dispersion eines hydrolysierbaren kieselsauren
Esters benetzt, dann auf eine Temperatur zwischen 100 und 150° C erhitzt, abgekühlt,
die so erhaltene Schicht mit einer Lösung oder Dispersion eines zwischen 100 und
150° C aushärtenden Silikonöls benetzt und schließlich der Glasgegenstand auf eine
Temperatur in dem erwähnten Bereich erhitzt wird.
-
Weiterhin kann nach der Erfindung zum Überziehender Außenfläche auf
der Bildseite einer Kathodenstrahlröhre die Behandlung nach dem Abschmelzen bei
entlüfteter Röhre durchgeführt werden. Weiterhin kann der Glasgegenstand bzw. die
Kathodenstrahlröhre erst nach der Benetzung durch das Silikonöl nur einmal auf eine
Temperatur zwischen 100 und 150° C erhitzt werden.
-
Durch die Kombination nach dem Verfahren nach der Erfindung ergeben
sich ausgezeichnete optische Eigenschaften an der Oberfläche des Gegenstandes. Eine
Kathodenstrahlröhre mit einem auf diese Weise bearbeiteten Bildschirm oder eine
mit einem auf diese Weise hergestellten gesonderten Schirm versehene Kathodenstrahlröhre
zeichnet sich durch die Güte des Bildes in bezug auf Kontrast, Helligkeit und Schärfe
aus, wobei die optischen Eigenschaften sehr gleichmäßig und gut reproduzierbar sind.
Die auf die Kieselsäureschicht aufgebrachte Silikonschicht sorgt für eine gewisse
Nivellierung der Streuungswirkung.
-
Beim bekannten Verfahren, bei dem die Schicht durch Benetzen der Bildseite
des Kolbens mit einer Lösung eines Alkalisilikats und Trockenreiben der Schicht
angebracht wird, ist dies gleichfalls möglich, aber diese Schicht ist, wie bereits
bemerkt, in mechanischer Hinsicht von ungenügender Güte. Das bekannte Verfahren,
bei dem die Schicht bei hoher Temperatur, d. h. bei mindestens 400° C, angebracht
wird, könnte nur vor dem Entlüften und Abschmelzen der Kathodenstrahlröhre Anwendung
finden, weil die Röhre nach dem Anbringen der Leuchtschicht, dem Anordnen des Elektrodensystems,
dem Entlüften und Abschmelzen einer derartigen Temperatur nicht mehr ausgesetzt
werden darf. Dies bringt jedoch mit sich, daß die Gefahr einer Beschädigung der
Schicht bei der Folge der nach ihrer Anbringung durchzuführenden Bearbeitungen so
groß ist, daß ein unzulässiger hoher Ausschuß auftreten würde.
-
Insbesondere eine Kathodenstrahlröhre, die auf bekannte Weise mit
einer vorzugsweise faserhaltigen haftenden Kunststoffschicht verstärkt ist, die
wenigstens die am stärksten gekrümmte, an die Bildoberfläche der Röhre grenzende
Zone der Außenoberfläche bedeckt, während die Bildoberfläche selbst von der Schicht
frei ist, läßt sich gemäß der Erfindung vorteilhaft mit einer derartigen lichtstreuenden
Schicht überziehen. Die lichtstreuende Schicht kann nämlich wegen der Gefahr von
Beschädigung nicht vor der Anbringung der Verstärkungsschicht angebracht werden.
Sie muß somit nach der Anbringung der Kunststoffschicht angebracht werden, so daß
ihre Anbringung nicht bei einer so hohen Temperatur erfolgen kann, daß die Kunststoffschicht
erweichen, schmelzen oder sich zersetzen würde.
-
Die durch Erhitzung auf eine Temperatur zwischen
100
und 150° C erhaltene Schicht, die aus Kieselsäuregelteilchen aufgebaut ist, ist
an sich wegen ihrer geringen Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigung für die vorliegende
Anwendung nicht sehr geeignet.
-
Durch die Maßnahmen der Erfindung ergibt sich eine Kathodenstrahlröhre
mit einer lichtstreuenden Schicht, die namentlich infolge einer Erniedrigung des
Reibungskoeffizienten eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beschädigung
aufweist, während Schmutz sich schwer an sie heftet. Infolge der Tatsache, daß die
Silikonschicht wasserabweisend ist, entstehen nicht leicht Fingerabdrücke auf ihr,
während die Tropenbeständigkeit verbessert ist.
-
Die Silikonöle, die im Rahmen der Erfindung Verwendung finden können,
sind an sich bekannt, unter anderem zum Anbringen von Schutzschichten auf Glasoberflächen
zum Erhöhen der Widerstandsfähigkeit von Glasgegenständen gegen mechanische Beschädigung.
Bekannt sind zu diesem Zweck Methylsilane, Siloxane und Mischpolymere, z. B. von
Polyoxidalkylen mit Siloxanen.
-
Mehrere derartige Silikone, die bei einer Temperatur zwischen 100
und 150° C aushärten, sind käuflich erhältlich. Ihre genaue Struktur ist meist nicht
bekannt; übrigens ist im allgemeinen bei polymeren Verbindungen die Struktur nur
schwer genau ermittelbar. Kleine Änderungen im Makromolekül können leicht durch
anscheinend unbedeutende Änderungen im Herstellungsverfahren auftreten, was erhebliche
Änderungen der physikalischen Eigenschaften herbeiführen kann.
-
Die kombinierte Schicht auf der Bildoberfläche einer Kathodenstrahlröhre
gemäß der Erfindung zeichnet sich durch eine lange Lebensdauer aus. Hierbei sei
bemerkt, daß eine Silikonschicht im allgemeinen alkalische Stoffe schlecht verträgt.
Es ist bekannt, daß auf Glasoberflächen nach kurzer Zeit eine dünne, kolloidale,
alkalihaltige Kieselsäureschicht gebildet wird, die einen Angriff einer auf ihr
angebrachten Silikonschicht herbeiführt. Wenn in der Struktur gemäß der Erfindung
jedoch eine aus einem hydrolysierten kieselsauren Ester erhaltene Kieselsäureschicht
vorhanden ist, erfolgt gar kein Angriff.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach
der Erfindung fällt die Erhitzung nach dem Aufbringen des hydrolysierten kieselsauren
Esters weg; es wird somit nur nach dem Aufbringen des Silikonöls erhitzt. Hierdurch
wird das Verfahren vereinfacht, während das Ergebnis nahezu das gleiche bleibt.
-
Aus dem in obengenannter Literaturstelle »Noll ... « und der
deutschen Patentschrift 851386 bekannten Stand der Technik ist nicht zu entnehmen,
auf eine bereits auf dem Glas aufgebrachte Kieselsäureesterschicht noch zusätzlich
eine Silikonschicht aufzubringen. Es hat sich weiterhin bei der Massenfertigung
herausgestellt, daß gleichmäßige Schichten, d. h. gleichmäßig lichtstreuende Schichten,
sehr schwer herstellbar sind, wenn nur eine Kieselsäureesterschicht aufgebracht
wird. Wird nämlich eine Silikonölschicht noch zusätzlich zu den nach dem Verfahren
nach der Erfindung angegebenen Maßnahmen aufgebracht, so werden wesentlich gleichmäßigere
Beschichtungen auf den hergestellten Gegenständen erreicht.
-
Zur Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung wird nachstehend
ein Beispiel beschrieben. Ein Gemisch aus 400 ml Äthylsilikat, 100 ml Wasser und
250 ml Methanol wurde 30 Minuten lang an einem Rückflußkühler gekocht. Nach dem
Abkühlen wurden dem Gemisch 750 ml Methanol und 300 ml Butanol zugesetzt.
-
Der Bildschirm einer fertigen Fernsehwiedergaberöhre wurde mit diesem
Gemisch bespritzt und dann 10 Minuten lang auf 120° C erhitzt. Die Dicke der Kieselsäureschicht
war weniger als etwa 1 Rm mit einem Mittenrauhwert (Ra) von 20 bis 25 wm. (Ra ist
der arithmetische Mittelwert der absoluten Beträge der Abstände hi des Istprofils
vom mittleren Profil; DIN 4762 Blatt 1.) Dann wurde auf die erhaltene Schicht eine
2o/oige Emulsion einer Lösung eines Silikonöls in Butanol gegossen. Zu diesem Zweck
wurde ein Silikonöl verwendet, das aus einem Polysiloxan unbekannter Struktur besteht.
Schließlich wurde die Wiedergaberöhre erneut 10 Minuten lang auf 120° C erhitzt.
Die angebrachte Silikonschicht hatte eine Dicke einer nahezu monomolekularen Schicht.