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PERFECTIONNEMENTS AUX TRAITEMENTS DE LA SURFACE DU VERRE POUR REDUIRE LA PROPORTION DE LUMIERE INCIDENTE REFLECHIE PAR LA DITE SURFACE
Cette invention se rapporte aux traitements de la surface du verre dans le but de réduire la proportion de lumière inci- dente réfléchie par la surface. Son objet principal est de fournir un traitement perfectionné, simple et économe à exécuter sur une grande surface de verre, lequel traitement peut être réglé avec précision, et qui produit un résultat uniforme sur la surface traitée.
Suivant la présente invention un procédé de traitement d'un surface de verre pour réduire la proportion de lumière incidente réfléchie par la surface consiste à humecter la surface plusieurs fois avec un solution de tétrachlorure de silicium dans un dissolvant volatile non-aqueux, en exposant chaque enduit pro- duit de cette façon à l'atmosphère jusqu'à ce qu'il soit sec et en frottant chaque enduit sec jusqu'à ce qu'il soit brillant.
Chaque enduit séché est terne et le frottement doit être' continué jusqu'à ce que cet 'état terne disparaisse entièrement et que la surface soit complètement brillante, et par conséqient se trouve nettoyée pour la préparée à l'opération suivante
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d'humectation.
Un dissolvant convenable pour la tétrachlorure de silicium est la tétrachlorure de carbon, et on a trouvé qu'une teneur vol- umétrique de 1% de la tétrachlorure de silicium est satisfaisante.
Des solutions plus faibles peuvent être employées mais alors des opérations plus nombreuses d'humectation et de frottement sont nécessaires. On peut employer des solutions plus fortes, mais leur usage est désagréable.
Au lieu de la tétrachlorure de silicium on peut employer le silico-cbloroforme ou la tétrabromure de silicium. La solution du composé de brome pourra être plus concentrée.
L'humectation de la surface de verre se fait de préférence en plongeant le verre par son bord dans la solution de manière que les deux faces sont humectées simultanément.
L'atmosphère à laquelle la surface humectée sera exposée pourra être celle de l'endroit où le traitement se fait.
Le nombre d'opérations d'humectation et de séchage requis pour obtenir les meilleurs resultats dépend, selon ce qu'on croit, de la composition du verre traité, de la teneur de la solution et les conditions atmosphériques. Il y a pourtant un condition opti- mum, et si le traitement est continué après que cette condition a été atteinte il fera augmenter la puissance de réflection de la surface au lieu d@ la diminuer. A mesure que la surface de verre est humectée et séchée successivement, sa couleur faible change et on a trouvé que pour le verre commun employé pour les fenêtres la condition optimum est atteinte lorsque la couleur est devenue pourpre.
Afin que l'on puisse comprendre plus complètement l'invention une description sera maintenant donnée d'un seul exemple d'un procédé suivant la même, dans lequel le procédé s'applique à du verre commercial pour fenêtres, lequel, en général, contient en- viron 72% de silice et dont l'indice de réfraction est d'environ
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En appliquant ce procédé le verre à traiter est d'abord bien nettoyé et on attend jusqu'à ce qu'il ait atteint la température
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ambinate.
Après que le verre a été nettoyé et a atteint la température atmosphèrique à laquelle le traitement doit être exécuté, on le plonge' par le bord dans une solution de tétrachlorure de silicium dans la tétrachlorure de carbone', la concentration de la solu- tion étant d'environ 1% volumétrique de tétrachlorure de silicium.
La chlorure de silicium employée, est de la qualité normale com- merciale, étant connue sous la désignation de "technique".
Le verre est plongé dans la solution et en'est retiré im- médiatement sans aucun intervalle, après quoi il est exposé à l'air atmosphérique jusqu'à ce que la surface soit sèche. Dans l'état sec on le frotte jusqu'à obtenir une surface brillinte.
La surface est parfois d'un aspect terne, et cette ternissure est complètement supprimée en frottant la surface avec un morceau de toile. Parfois la surface présente un aspect presque grais- seux, et dans ce cas il faut frotter vigoureusement, vu que cette surface doit être rendu absolument propre et brillante avant de plonger le verre de nouveau dans la solution.
Lorsque la surface' a été rendue complètement propre et brillante le verre est alors de nouveau plongé dans a solution et en est retiré de suite, après quoi en le laisse sécher de nouveau dans l'atmosphère. Après le second séchage la surface est encore une fois frottée avec un morceau de toile jusqu'à ce qu'elle soit propre et brillante, et les démarches successives d'humectation, séchage et frottement sont répétées jusqu'à ce que la puissance de réflection de la surface ait atteint sa valeur minimum.
Après le troisième plongement on verra que la surface de verre est devenue brunâtre. En renouvellant les plongements la couleur devient plus profonde et se change graduellement en pour- pre. D'habitude, après 7 ou 8 plongements la couleur est devenue tout-à-fait pourpre, et les expériences ont démontré que cette couleur indique l'état optimum, c'est-à-dire l'état où la puissance de
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reflection est à son mimumum.
Si l'on prolonge le traitement après que la couleur a changé au pourpre, la puissance de réflection augmente constamment, et la couleur se transforme d'abord en bleu puis en bleu-vert et en jaune-vert.
Au moyen du traitement décrit la quantité de lumière réfléchie par le verre a fenêtres qui n'a pas subi le traitement peut être réduite d'environ 50% la proportion de lumière réfléchie par la surface traitée du verre 'étant de 2% environ.
Le frottement du verre entre les plongements successifs est très importantm vu que sans ce frottement la surface unie du verre sera entièrement détruite.
Après le dernier plongement la surface est frottée jusqu'à devenir brillante, après quoi on la lave, par exemple avec de 1' eau ou de l'alcohol.
Avec les verres à base de plomb contenant jusqu'à 65% de Pb0 et environ 30% de silice, avec indice refractaire d'environ 1.7 de très grandes réductions de réflection ont été obtenues, la quantité de lumière réfléchie par de telles surfaces traitées étant de 1% environ. En général les verres à base de plomb demandent un peu moins de traitement que le verre commercial pour fenêtres, les plongements étant au nombre de 6 seulement pour le verre à base de plomb tandis que le verre à fenêtres en requiert 8.
Pour le verre à base de plomb la couleur qui indique que l'état optimum a été atteint est une couleur profonde bronze-pourpre.
On comprendra que la méthode prescrite par cette invention pour reduire la puissance réflective de la surface de verre en la plongeant dans la solution est particulièrement avantageuse vu la possibilité de traiter facilement et avec économie des feuilles relativement grandes de verre.
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La présente invention est constituée aussi par une méthode d'accélérer la formation de l'enduit sec dans des conditions d'humidité normale, dans laquelle une substance volatile facilement miscible avec la solution de traitement est incorporé dans cette solution, et de cette manière l'humidité requise pour produire la réaction desirée avec la tétrachlorure de silicium ou tétrabromure de silicium ou le silico-chloroforme employée est rendu rapidement disponible pour l'enduit.
Dans ce but un kétone, par exemple, methyl-ethyl- kétone, mais tout particulièrement de l'acétone, peut être incorporé dans la solution à condition de n'y ajouter que de petites quantités, le kétone ayant pour fonction d'agir comme un réservoir de très petites quantités d'humidité qui deviennent disponibles sur la surface du verre, pour amorcer ou aider au developement de l'enduit.
Il a été établi par des expériences qu'un accélération de la formation de l'enduit peut être obtenue en ajoutant une quantité d'acétone équivalente à 2% volumétriques de la tétrachloure de carbone et les résultats obtenus sont encore meilleurs si le contenu d'acétone représente de 3 à 5% volumétriques de la tetrachlorure de carbone employée.
On devra pourtant avoir soin d'éviter une grande augmentation de la proportion employée, parce que des expériences ont démontré aussi qu'un quantité excessive d'acétone provoque une ternissure, et que, avec 10%, l'action de la solution est arrêtée presqu' entièrement.
Dans des atmosphères très sèches, l'incorporation de l'acétone produit une accéleration marquée de la vitesse de développement de la pellicule, mais on obtient des résultats excellents qui embrassent une grande étendue d'humidités en employant une solution de traitement de la formule suivante :
Tétrachlorure de carbone 100 parties volumétriques.
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Acetone 3 parties;
Tétrachlorure de silicium une à deux parties.
Non seulement l'acétone est-il un moyen d'accélérer le développement de la pellicule mais on trouve aussi que le nombre de plongements peut être réduit par comparaison avec le nombre requis lorsque l'acétone n'est pas employé.
On a obtenu d'excellents résultats en ne faisant que six plongements pour le traitement d'un verre lequel, si l'acétone n'avait pas 'été ajouté, requerrait sept ou huit plongements.
D'un autre point de vue on observera que l'invention pourrait être représentée comme étant constituée par une méthode d'augmenter la proportion de lumière incidente transmise par la surface du verre au moyen de former une couche superficielle sur le verre en humectant la surface avec une solution de tétrachlorure de silicium dans la tétrachlorure de carbone dans laquelle solution il se trouve incorporée une petite quantité (jusqu'à 5%) d'acétone, d'exposer l'enduit à l'atmosphère et de frotter l'enduit lorsqu'il est sec jusuq'à ce qu'il devienne brillant et de répéter le traitement jusqu'à ce qu'on aperqoite que l'enduit a acquis une couleur pourpre.
Un avantage qui résulte de l'application de la présente invention aux verres ayant une teneur basse de silice c'est que ces verres sont généralement sujets à une décomposition de la surface lorsqu'elle est exposée à une atmosphère humide, mais en employant le procédé de la présente invention on trouve que l'enduit produit augmente dans une grande mesure la résistance du verre aux effets d'une atmosphère humide.
L'invention comprend non seulement les procédés qui ont été décrits pour réduire la quantité de lumière incidente réfléchie par le verre et pour augmenter la quantité de lumière transmise par le verre, mais elle consiste aussi dans le produit traité.
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IMPROVEMENTS IN GLASS SURFACE TREATMENTS TO REDUCE THE PROPORTION OF INCIDENTAL LIGHT REFLECTED BY THE SURFACE SURFACE
This invention relates to treatments of the surface of glass for the purpose of reducing the proportion of incident light reflected from the surface. Its main object is to provide an improved treatment which is simple and economical to perform on a large surface of glass, which treatment can be precisely adjusted, and which produces a uniform result on the treated surface.
According to the present invention a method of treating a glass surface to reduce the proportion of incident light reflected from the surface consists in wetting the surface several times with a solution of silicon tetrachloride in a non-aqueous volatile solvent, exposing each plaster produced in this way at atmosphere until dry and rubbing each plaster dry until shiny.
Each dried plaster is dull and the rubbing should be continued until this dull condition disappears entirely and the surface is completely shiny, and therefore is cleaned for preparation for the next operation.
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moistening.
A suitable solvent for silicon tetrachloride is carbon tetrachloride, and it has been found that a volumetric content of 1% of silicon tetrachloride is satisfactory.
Weaker solutions can be used but then more wetting and rubbing operations are necessary. Stronger solutions can be used, but their use is unpleasant.
Instead of silicon tetrachloride, silico-cbloroform or silicon tetrabromide can be used. The solution of the bromine compound can be more concentrated.
The wetting of the glass surface is preferably done by immersing the glass by its edge in the solution so that both sides are wetted simultaneously.
The atmosphere to which the moistened surface will be exposed may be that of the place where the treatment is carried out.
The number of wetting and drying operations required to obtain the best results depends, as it is believed, on the composition of the glass treated, the content of the solution and the atmospheric conditions. There is, however, an optimum condition, and if treatment is continued after this condition has been reached it will increase the reflectance of the surface instead of decreasing it. As the glass surface is successively wetted and dried, its faint color changes and it has been found that for common glass used for windows the optimum condition is reached when the color has turned purple.
In order that the invention may be more fully understood, a description will now be given of a single example of a process according to the same, in which the process applies to commercial window glass, which, in general, contains about 72% silica and whose refractive index is about
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By applying this process, the glass to be treated is first cleaned well and we wait until it has reached the temperature.
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ambinate.
After the glass has been cleaned and has reached the atmospheric temperature at which the treatment is to be carried out, it is immersed 'by the edge in a solution of silicon tetrachloride in carbon tetrachloride', the concentration of the solution being of about 1 volumetric% silicon tetrachloride.
The silicon chloride employed is of normal commercial grade, being known as "technical".
The glass is dipped into the solution and immediately removed from it without any interval, after which it is exposed to atmospheric air until the surface is dry. In the dry state it is rubbed until a glossy surface is obtained.
Sometimes the surface is dull, and this tarnish is completely removed by rubbing the surface with a piece of canvas. Sometimes the surface has an almost greasy appearance, and in this case it is necessary to rub vigorously, since this surface must be made absolutely clean and shiny before dipping the glass again in the solution.
When the surface has been made completely clean and shiny the glass is then again dipped into the solution and removed therefrom, after which it is allowed to dry again in the atmosphere. After the second drying the surface is again rubbed with a piece of cloth until it is clean and shiny, and the successive steps of wetting, drying and rubbing are repeated until the power of reflection of the surface has reached its minimum value.
After the third dip we will see that the glass surface has become brownish. By renewing the embeddings the color becomes deeper and gradually changes to purple. Usually after 7 or 8 embeddings the color has become quite purple, and experiments have shown that this color indicates the optimum state, that is, the state where the power of
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reflection is at its minimum.
If the treatment is continued after the color has changed to purple, the reflectance increases constantly, and the color changes first to blue, then to blue-green and yellow-green.
By means of the treatment described the amount of light reflected from the window glass which has not undergone the treatment can be reduced by about 50%, the proportion of light reflected from the treated surface of the glass being about 2%.
The friction of the glass between the successive embeddings is very importantm since without this friction the smooth surface of the glass will be entirely destroyed.
After the last dip the surface is rubbed until it becomes shiny, after which it is washed, for example with water or alcohol.
With lead-based glasses containing up to 65% Pb0 and about 30% silica, with a refractory index of about 1.7 very large reductions in reflection have been obtained, the amount of light reflected by such treated surfaces being by about 1%. In general, lead-based glass requires a little less processing than commercial window glass, with only 6 embedments for lead-based glass, while window glass requires 8.
For lead-based glass the color which indicates that the optimum state has been reached is a deep bronze-purple color.
It will be appreciated that the method prescribed by this invention for reducing the reflectivity of the glass surface by immersing it in solution is particularly advantageous in view of the possibility of easily and economically processing relatively large sheets of glass.
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The present invention also consists of a method of accelerating the formation of the dry plaster under conditions of normal humidity, in which a volatile substance easily miscible with the treatment solution is incorporated into this solution, and in this way the The moisture required to produce the desired reaction with the silicon tetrachloride or silicon tetrabromide or silico-chloroform employed is made readily available for coating.
For this purpose a ketone, for example, methyl-ethyl-ketone, but very particularly acetone, can be incorporated into the solution on condition that only small amounts are added thereto, the ketone having the function of acting as a reservoir of very small amounts of moisture which become available on the surface of the glass, to initiate or aid the development of the coating.
It has been established by experiments that an acceleration of the formation of the coating can be obtained by adding an amount of acetone equivalent to 2 volumetric% of carbon tetrachloure and the results obtained are even better if the content of acetone represents from 3 to 5% by volume of the carbon tetrachloride employed.
However, care should be taken to avoid a large increase in the proportion used, because experiments have also shown that an excessive quantity of acetone causes a tarnish, and that, with 10%, the action of the solution is stopped. almost entirely.
In very dry atmospheres the incorporation of acetone produces a marked acceleration in the rate of film development, but excellent results are obtained which cover a wide range of humidity by employing a treating solution of the following formula :
Carbon tetrachloride 100 volumetric parts.
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3-part acetone;
One to two part silicon tetrachloride.
Not only is acetone a means of speeding up film development but it has also been found that the number of embeddings can be reduced compared to the number required when acetone is not used.
Excellent results have been obtained with only six dipping in the treatment of a glass which, if acetone had not been added, would require seven or eight dips.
From another point of view it will be observed that the invention could be represented as being constituted by a method of increasing the proportion of incident light transmitted by the surface of the glass by means of forming a surface layer on the glass by wetting the surface. with a solution of silicon tetrachloride in carbon tetrachloride in which solution is incorporated a small amount (up to 5%) of acetone, to expose the plaster to the atmosphere and to rub the plaster when 'it is dry until it becomes shiny and repeat the treatment until it is seen that the plaster has acquired a purple color.
An advantage which results from the application of the present invention to glasses having a low silica content is that these glasses are generally subject to decomposition of the surface when exposed to a humid atmosphere, but by employing the method. of the present invention it is found that the coating produced greatly increases the resistance of the glass to the effects of a humid atmosphere.
The invention not only includes the methods which have been described for reducing the amount of incident light reflected from the glass and for increasing the amount of light transmitted from the glass, but also consists of the treated product.