[发明专利]改进金属表面的耐蚀性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及包含沉积在基底(例如玻璃质基底或塑料基底)上的金属涂层(优选反射性金属涂层)的制品和这种制品的制造方法。本发明尤其涉及增强沉积在基底上的金属涂层(优选反射性金属涂层)的耐蚀性的方法和由该方法制成的制品。

背景技术

为方便起见，下列描述主要涉及镜子和改进用于制造镜子的反射层的耐蚀性，但本领域技术人员会理解，可以使用本发明的方法处理其它制品(例如，含金属的基底和金属粒子)以提高制品的性能，例如金属的耐蚀性。

传统镜子可以通过在基底(通常是玻璃或塑料)上施用反射性金属膜薄层的方法制造。镜子通常通过在镜子传送机上的一系列步骤连续制造。第一步骤轻微抛光和清洁玻璃表面，并在漂洗后，下一步骤将表面敏化，例如使用氯化亚锡水溶液。沉积在基底上的金属通常是银，但也可以使用其它金属或金属组合物。通过如授予Bahls的美国专利4,737,188中所述的许多方法之一在敏化玻璃表面上沉积银膜层。在一种典型方法中，将硝酸银铵溶液和含强碱的还原剂溶液喷到敏化玻璃表面上并在其上结合以沉积银膜。

如果空气、水、污染物、化学品(例如氨和其它玻璃清洁剂，或其它化合物)与反射性金属膜接触，该膜可能腐蚀、氧化或丧失与玻璃的接触。为了保护膜并减轻对金属层的损害，可以在金属膜上施用保护性铜覆盖层和/或可以施用保护漆。这种铜膜可以通过各种现有技术工艺，例如采用铁粉水悬浮液和硫酸铜水溶液的电镀法或通过亚铜离子在银表面上的歧化，施用到银膜上。在授予Soltys的美国专利5,419,926中描述了后一方法。通常将铜层涂漆以制造最终镜子，或同样可以如授予Sanford的美国专利5,156,917中所示施用另一保护涂层，例如包含缓蚀剂的硬化有机树脂。标准镜子制造方法因此包括一系列步骤，这些步骤作为连续镜子制造法的一部分在传送机上相继进行。

历史上，镜子制造工业的一个严重问题是在银层上需要铜层，以抑制银的腐蚀并提高漆料的粘合。在银表面上施用铜必然产生含铜的废物流，必须对其加以合乎环境的处理或加工以再循环。通常，对铜流进行处理以在排放到流出物中之前去除铜，这种程序是复杂昂贵的。镜子上的铜膜也是传统镜子寿命中的一个薄弱环节。当镜子接触到氨或碱性玻璃清洁剂时，铜膜容易腐蚀，因为这些造成镜子边缘腐蚀并且颜色变黑，由此缩短镜子寿命。

在七十年代，研究者发现了一种改进在玻璃之类的表面上的金属银或铜膜的粘合性的方法(例如A.Ya.Kuznetsov等人，在Sov.J.Opt.Technol.42，1975，604中)。通过用PdCl₂溶液“活化”用二氯化锡敏化的玻璃表面，已经获得显著改进的粘合性。此外，已经认识到，通过改进反射性金属层与基底之间的粘合，也可以增强腐蚀保护。这种发现有助于克服镜子制造工业的上述问题。由于基底上金属银膜的改进的粘合性，已经消除了对覆盖金属层的保护涂层(例如上述铜层)的需要。镜子制造工业如今使用Pd基活化(超敏化)来制造所谓的“无铜镜子”。

已经发表了许多用于改进镜子制造法中的银表面处理以进一步提高耐蚀性的专利。在授予Servais等人的美国专利5,374,451中，镜子具有反射性银层，其已经用含Cr(II)、V(II或III)、Ti(III或II)、Fe(II)、In(I或II)、Cu(I)和Al(III)中的至少一种离子的溶液处理。或者，该溶液可以含有Sn(II)离子。

在授予Servais等人的美国专利5,235,776中，描述了一种反射制品，其包括玻璃基底和沉积在玻璃基底上的反射性金属涂层，优选银。该反射性银层已经用亚锡盐的酸化水溶液处理。该溶液必须没有出现乳浊并因此需要新制。通过这种处理，在银层的表面层中增加了锡原子的数量。作为优选实施方案，在施用最终外涂层(例如漆层)之前已经对金属涂层施加硅烷处理。

或者，已经提出，通过用Sn(II)盐的酸化水溶液处理来保护银涂层(参见英国专利申请GB 2252568)。根据另一提议，通过用含Cr(II)、V(II或III)、Ti(III或II)、Fe(II)、In(I或II)、Cu(I)和Al(III)中的至少一种的溶液处理来保护银涂层(参见英国专利申请GB2254339)。

此外，已知在银层的顶部施用锡沉淀物，其任选可以进一步用硅烷溶液处理，参见，例如，美国专利6,017,580、6,218,019和6,432,200(Soltys)。或者，可以通过用锡盐和硅烷处理来保护银层。