KRALJEVINA JUGOSLAVIJA
X
UPRAVA ZA ZAŠTITU
KLASA 48 (2)
INDUSTRISKE SVOJINE
IZDAN 1 JULA 1937.
PATENTNI SPIS BR. 13382
N. V. Philips’ Gloeilampenfabrieken, Eindhoven, Holandija.
Postupak za nanošenje prekrivnog sloja na neki predmet, naročito na površinu
neke električne naprave.
Prijava od 24 jula 1935.	Važi od 1 februara 1937.
Naznačeno pravo prvenstva od 8 avgusta 1934 (Nemačka).
Ovaj se pronalazak odnosi na postupak za nanošenje prekrivnog sloja na predmete.
Poznato je više postupaka kojima se mogu tela prevući nekim prekrivnim slojem.
Jedan postupak koji se mnogo za to upotrebljava je postupak koji je poznat pod nazivom „prskanje”. Ovo se prskanje može izvesti na mnoge načine na pr. prema Schoop-ovom postupku, pri kom se prska zagrejana materija, iako je moguće da se prska hladna materija. Jedna varijanta tog potsupka je postupak pri kom se neki suvi prašak rasprašivanjem nanosi na neki predmet.
lako se tim postupcima često mogu postići dobri rezultati i često je vrlo jednostavno da se razni predmeti prskanjem snabdu prekrivnim slojem ipak imaju ti postupci u mnogim slučajevima taj nedostatak, što takva obrađivanja prouzrokuju znatan gubitak u materijalu. To ne važi samo za materijal koji se nanosi, nego i za disperzicno sredstvo koje se uopšte upotrebljava u tim postupcima. Osim toga ti postupci zahtevaju, zbog velike količine sredstva za rastvaranje i materije koja se nanosi, upotrebu velikih aparatura kao vakuumsko postrojenje, rezervoar za kiselinu i slično. Osim toga tako zvani postupak rasprašivanja ima nedostatke u higijenskom pogledu.
Još jedan postupak, koji se naročito primenjuje pri prevlačenju tankih žica kao katode za električne cevi pražnjenja
ili slično je onaj pri kom se neko telo pre-viači nekim prekrivnim slojem umakanjem u neku suspenziju. I ako bi ovaj postupak, naročito u pogledu na sraz-merno veliku jednostavnost izvođenja, davao više preimućstava, ipak se on može primeniti samo u onim slučajevima u kojima materija koja treba da se nanese dobro prianja uz telo. U ovim slučajevima ustanovljeno je da je prilično teško da se dobije sloj dovoljne debljine. To je samo moguće višestrukim umakanjem, ili upotrebom koncentrisanog rastvora, ili upotrebom sredstava za spajanje. Osim toga ovaj postupak a i napred pomenuti postupci prskanja i rasprašivanja imaju i taj nedostatak da je često vanredno teško dobro doziranje materijala. Važan je t. zv. galvanički postupak pri kom se elektroli-zom rastvora mogu narteti određeni slojevi na pr. elektrolitičkom oksidacijom mogu se postići oksidni slojevi. Prirodno je da je ovaj postupak ograničen na vrlo određena područja primene.
Zatim je već predlagano i to u vezi sa izradom oksidnih katoda da se primeni o-pisana elektroliza u kombinaciji se inače poznatom pojavom kataforeze. I ovde važi da je primena tog postupka moguće samo u vrlo ograničenom području.
Još jedan poznati postupak je onaj pri kom se za nanošenje prekrivnih slojeva primenjuje kataforeza. Pri tome se polazi od postojećih koloidnih rastvora, na pr. od lateksa, kojima se eventualno dodaju određene materije, ili se spravi
Din. 10.—
koloidni rastvor, kakvi su poznati pri taloženju materija kao bariumkarbonata iz solnih slojeva (Solen). Ovaj postupak ima taj nedostatak što za vreme kataforeze često nastaje elektroliza koja napada na pr. elektrodu na koju se taloži materija. Još jedan nedostatak sastoji se u škodljivom razvijanju gasa čime se sprečava dobro prijanjanje materije. Da bi se po mo-gućstvu izbeglo razvijanje gasa, potrebno je da se radi pomoću niskih napona pri kojima je vrlo- dugo vreme koje je potrebno radi dobijanja određene debljine prevlake i koje u nekim slučajevima može da iznosi čak mnogo časova, a to sprečava fabričnu primenu tog postupka. Primena kataforetičnog postupka nije vrlo pre-imućstvena ni zbog toga, što je većinom zavisna od koncentracije kaloidnih rastvora. Ove su koncentracije uopšte male tako da su i sa tog razloga vrlo dugačka vremena koja su potrebna za postizanje sloja dovoljne debljine.
Izvršili smo veliki broj opita na tom području pa smo pronašli da se napred pomenuti nedostaci mogu izbeći, ili u svakom slučaju znatno smanjiti, primenom ovog pronalaska.
Da bi se površina nekog tela prevukla prekrivnim slojem prema ovom: pronalasku, materijal koji treba da se nanese mehaničkim putem sitno raspodeli u nekom ■ suspenzionom sredstvu koje se ne sastoji od vode pa se pomoću kataforeze nanosi na površinu tela.
Pri tome se mogu postići mnoga pre-imućstva. Pri mehaničkoj raspodeli materije u suspenzionom sredstvu treba samo da se dotična materija pomeša sa nekim podesnim disperzionim sredstvom, kao na pr. alkoholom ili acetonom trljanjem ili mlevenjem, pa se već time dobija sistem koji je sposoban za katoforetično nanošenje prema ovom rronalasku. Pod izrazom „sitno raspodeljen mehaničkim putem” treba da se podrazumeva i postupak pri kom se materija najpre podvrgne mehaničkom tretiranju kao trljanju, mleve-nju ili sličnom pa potom unosi u suspen-ziono sredstvo. Naime nije neophodno potrebno da se mehaničko tretiranje izvede zajedno sa disperzionim sredstvom.
1 ako se između koloidnih rastvora i suspenzija ne može povući oštra granica ili drugim rečima i ako se ne može označiti kvalitativna razlika, postoji u praksi znatna kvantitativna razlika. Nevodene suspenzije prema ovom pronalasku moraju se pre ili za vreme kataforeze mešanjem ili mućkanjem učiniti homgene; ako se one ostave da stoje mirno, onda se suspendirana materija taloži. Ipak je utvr-
đeno da se ponovnim mešanjem ili mućkanjem suspenzija uvek opet dovodi u podesno stanje. Ovom lakom mogućnošću trretiranja razlikuju se suspenzije prema ovom pronalasku u vrlo povoljnom smislu od koloidnih rastvorara. Kada se uzme neka materija na pr. barium-karbo-nat pa kada se uporedi kao vodeni koloidni rastvor prema poznatom postupku i kao alkoholna suspenzija ili kao suspenzija alkohola i acetata prema ovom pronalasku, ustanoviće se sledeče: u prvom slučaju teško će se postići rastvori već posle vrlo kratkog vremena on je neupotrebljiv, osim toga je vrlo dugo vreme koje je potrebno za nanošenje; u drugom slučaju može se lako postići suspenzija koja može da se održi za neodređeno vreme, a vreme koje je potrebno za nanošenje je vrlo kratko.
Utvrđeno je da suspenzije primenjene prema ovom pronalasku nisu samo mnogo postojanije od poznatih vodenih koloidnih rastvora a i od vodenih suspenzija, dobi-ienih mlevenjem ili trljanjem sa vodom, u •tom smislu što su one jednostavno mućkanjem ili mešanjem uvek opet gotove, nego takođe i u tom smislu što se sa suspenzijama prema ovom pronalasku mogu kataforezom vrlo brzo naneti srazmerno velike količine materije koje dobro prija-niaiu. Pri tome se kod malog razmaka elektroda mogu primeniti visoki naponi. Tako se pri izvođenju ovog pronalaska kod razmaka od 1 cm između katode i anode bez ikakvih rđavih posledica mogu primeniti naponi od 50, 200 ili više volti. Zbog primene ovakvih električnih polja sa visokim naponom nastaje kataforeza u vrlo kratkom vremenu; kao što je utvrđeno, mogu se naneti u nekoliko sekunada prevlake dovoljne debljine na pr. od nekoliko desetina mikrona do nekoliko milimetara. Kod vodenih koloidalnih rastvora i kod vodenih suspenzija primenu tako visokih napona sprečava jako razvijanie gasova koje ima tu posledicu da materija dobro ne prijanja.
Izbor napona omogućava da se pri datom razmaku elektroda u velikoj meri utiče na način nahvatanja materije koja se taloži pa na taj način da se reguliše poro-zitet taloženja. Uprevo ova mogućnost mora se smatrati kao jedno od najvažnijih preimućstava naspram poznatim postupcima kataforeze vodenih koloidnih rastvora, jer se kod tih rastvora često dobi-jaju slojevi koji su suviše gusti za svrhu za koju su određeni. Prerr-' ovom pronalasku mogu se u slučaju da se to želi postići prevlake koje potpuno odgovaraju onim koje se mogu postići prskanjem do-
tične suspenzije. Ovo važi u toliko više što se stepenom mlevenja može u širokim granicama povoljno uticati na veličinu delića koji se nanose. Pošto se osim toga polazi od kristalizovane čvrste materije koja se samo mehanički usitnjava ovde ne postoji opasnost, kao pri upotrebi rastvora spravljenih po koloidalnom postupku, da se proture strani sastojci, strani joni, neželjene količine rastvoritelja ili tako zvani zaštitni koloidi.
Kao što je već pomenuto pri upotrebi podjednake veličine delića a pri podesnom izboru brzine kojom se sloj nanosi može se, u pogledu gustoće i izgleda dobijenih kataforetičnih taloga, postići isti rezultat kao pri prskanju sa podjednakom veličinom delića. Pri primeni višeg napona ili gušće koncentracije, uopšte pri povisiva-nju brzine kojom se materija kataforetički nanosi, postaje hrapaviji dobijeni sloj a pri smanjenoj brzini (niži napon, niža koncentracija) postaje sloj glaći. Izbor napona, koncetracije i razmaka elektroda dozvoljava vrlo tačno doziranje materije koja se naposi. Ustanovljeno je da pri konstantnoj koncentraciji i pri konstantnim električnim odnosima raste količina taložene materije u potpuno proporcionalnom odnosu sa vremenom kataforeze. Zatim je utvrđeno da se količine taložene u podjednakim razmacima vremena pri podjednakoj koncentraciji odnose međusobno kao primenjeni naponi. Očigledno je da ovo vrlo jednostavno doziranje znači veliki napredak naspram nanošenju umakanjem ili rasprašivanjem ili prskanjem. O-sim toga pri postupku prema ovom pronalasku ne nastaje nikakav gubitak u materijalu.
Postupak prema ovom pronalasku može se primeniti u različitim područjima. Tako se na pr. mogu proizvoljni delovi električnih cevi pražnjenja ili sijalice snab-deti prevlakom prema ovom pronalasku. Jedna važna primena sastoji se u tome da se rešetke i anode prevuku određenim materijama na pr. cirkoniumom, cirkoniumo-vim oksidom, ugljenikom ili sličnim. Osim toga može se ovaj pronalazak primeniti kod direktno i indirektno grejanih katoda, koliko za nanošenje emisionih materija i njihovih jedinjenja toliko za nanošenje izolacionih slojeva za indirektno grejane katode. U tom drugom slučaju pruža postupak prema ovom pronalasku vrlo jednostavno sredstvo za nanošenje više slojeva jedan na drugi. Po sebi se razume da je pri tome potrebno da upotrebljene materije imaju isti smisao punjenja za kata-forezu.
Drugo polje primene je na pr. izra-
da pločastih kondenzatora kod kojih se materije koje služe kao dielektrikum mogu naneti na jednostavan način pomoću ovog pronalaska.
Još jedno polje primene su na pr. električne sijalice kod kojih se mogu naneti određene materije na žarnu žicu ili na druge delove sijalice. Postupak prema ovom pronalasku može se primeniti sa naročitim preimućstvom za nanošenje fosforescentnih ili fluorescentnih materija. Ovo je osim toga vrlo opširno područje primene materija koje kao na pr. napred pomenuta fosforescentna materija, otprilike kalcium-sulfid, ne mogu da se dobiju u koloidnom rastvoru pa se zbog toga ne mogu naneti poznatim kataforetičkim putem.
Takođe je važna mogućnost nanošenja mešavina, što se sa koloidnim rastvorima ne može lako izvesti. Isto tako se mogu upotrebiti mešoviti kristali određenog sastava. I ako iz napred izloženog jasno proizlazi veliki broj mogućnosti koje se mogu postići ovim pronalaskom, ipak postoje još mnoga druga područja u kojima je moguća primena ovog pronalaska. Tako se mogu navesti radi primera nanošenje materija na unutrašnji zid Ul-bricht-ove lopte za fotometričke svrhe, nanošenje materija na unutrašnji zid foto-ćelija, izrada otpornih slojeva, provlačenje predmeta lakom, strujovodnim materijama i t. d.
Ovaj je pronalazak opisan podrobnije pomoću nekoliko izvedenih primera u kojima su opisani različiti oblici izvođenja postupka prema ovom pronalasku.
Može se anoda ili rešetka neke emi-sione cevi pomoću ovog postupka prevući materijama kao na pr. cirkonium-oks^-dom radi sprečavanja sekundarne emisije. U tu se svrhu izvesna količina cirkonium-oksida, kakav se može dobiti u sitnom stanju iz ZrOCl2 zagrevanjem, samelje i istrlja sa alkoholom pa se suspenzija dobljena na taj način podvrgava kataforezi. Proizlazi da su delići pozitivni pa dobro prijanjaju uz elektrode koje se u toj suspenziji nalaze kao katode.
Za nanošenje magneziumovog oksida na neku anodu koja treba da ima veliku moć zračenja toplote može se takođe poći sa suspenzije magneziumovog oksida u alkoholu koja je dobijena trljanjem ili mlevenjem. I u ovom slučaju proizlazi da su delići pozitivni pa odlično prijanjaju uz katodu. Na sličan način može se zid neke Ulbricht-ove lopte prevuči magnezi-um-oksidom.
Prema jednom primeru izvođenja u-nese se magneziumov karbonat mehanič-
kim putem u alkohol pa se na taj način dobljena suspenzija podvrgava katafore-zi. Proizlazi da se katoda pri naponu od 50 V za vreme od 5 sekunada prevlaci slojem od 2 do 3 mm. Magnezium-karbo-nat debljan na ovaj način može se u slučaju potrebe zagrevanjem/ , pretvoriti u magneziumov oksid.
. Nanošenje bariumovog karbonata pomoću postupka prema ovom pronalasku vrši se na sledeči način: Bariumov karbonat se tako istrlja ili samelje u alkoholu, acetonu ili metil-etil-ketonu da nastaje suspenzija. Na pr. samelje se 100 g bariumovog karbonata sa 200 cm3 alkohola. Dobijaju se vrlo dobri rezultati suspenzijom cd 1,2 g barium-karbonata u 10 cm3 alkohola i 30 cm3 acetona. Kada se kao katoda upotrebljava cevčica od nikla, onda proizlazi da se pri naponu od 150 V i pri razmaku od 1 cm između anode i katode može dobiti za vreme od 10 sekunada sloj do debljine od nekoliko desetica mikrona. Pri naponu od 50 V taj je sloj tanji a vrlo tanki slojevi dobijaju se na pr. upotrebom 1,2 gr barium-karbonata suspendovanog u 10 cm3 alkohola i 90 cm3 acetona pri naponu od 50 V za vreme od 10 do 30 sekunada. Radi povisivanja čvrstoće može se umakanjem u razređeni rastvor saponlaka ili kolodiuma postići tanka prevlaka takve materije. Pri upotrebi alkohola kao suspenzionog sredstva nije potrebno da se upotrebi apsolutni alkohol, srazmerno male količine vode koje dopru iz atmosfere ili drugim putem u suspenziju ne smetaju za izvođenje ovog postupka.
Drukčiji primer je nanošenje neke fosforescentne materije na pr. kalcium-sulfida; pri tome se kalciumsulfid samelje ili istrlja sa acetonom pa se na taj način suspenduje. Proizlazi da su deleći negativni pa dobro prijanjaju uz anodu. Da bi se neka žarna žica električne sijalice pre-vukla nekom materijom za hvatanje na prim. kalciumfluoridom onda se ta mate-
rija samelje ili istrlja sa alkoholom u suspenziju pa se podvrgava kataforezi. Proizlazi da su delići pozitivni pa dobro pri-janjaju uz žicu koja je vezana kao katoda,
Za nanošenje strujovodnih slojeva na primer za prevlačenje cirkoniumom elektrode neke električne cevi pražnjenja samelje se ili istrlja cirkoniumov prašak sa acetonom pa se na taj način suspenduje. Utvrđeno je da se pri razmaku elektroda od 1 cm i pri naponu od 200 V posle 1 minuta dobija crni sloj cirkoniuma koji vrlo dobro prijanja uz katodu.
Osim za izolacione i sprovodne materije može se ovaj pronalazak primeniti i za polusprovodnike. Na pr. može se kod suvih usmerača iz neke suspenzije taložiti neka polusprovodna materija na izolacionu opnu koja se nalazi na jednoj elektrodi. Na pr. može se poći od volframskog sulfida koji se mehaničkim putem suspenduje u acetonu. Pri naponu od 200 V i pri iražjmaku elekthoda od 1 cm (može se posle nekoliko minuta na izolacionoj opni koja se nalazi na katodi dobiti odgovarajući sloj. Proizlazi da je izolaciona opna koja se nalazi na elektrodi dovoljno porozna tako da se pri tom naponu dobije dobar talog.
Patentni zahtev:
Postupak za prevlačenje tela prekrivnim slojem, naznačen time, što se materijal, koji treba da se nanese, a koji se eventualno može sastojati iz više materija u vidu mešavine ili u obliku mešovitih kristala, mehaničkim putem sitno raspodeli u nekom suspenzionom sredstvu, koje se ne sastoji od vode, pa se pomoću kataforeze nanosi na površinu tela, pri čem se u slučaju potdebe nanošenja više slojeva od raznih materija isti nanose na neko jez-greno telo jedan za drugim.