CN104609727B - 隔热高显色玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种隔热高显色玻璃，隔热高显色玻璃包括如下重量份数的各组分：硼酸2.00‑5.30，氧化铝12.70‑19.00，碳酸钾1.00‑2.87，磷70.00‑78.45，氧化铁2.00‑4.35，氧化铜1.15‑3.25，氯化钠1.20‑1.95，钴0.35‑0.68。本发明涉及的隔热高显色玻璃，隔热好、显色指数高，使用寿命长，具有较好的应用前景与市场。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学玻璃，尤其涉及一种隔热并且高显色的玻璃。
背景技术
在医疗器械方面，手术无影灯的滤光片是一种新型光学玻璃材料，它需要两种功能：一是隔热，即阻断热源，截止红外波段；二是能够高显色，即通过滤光片的额光源色彩清晰，方便医生观察手术。但是这在技术上是矛盾的，目前已有的手术无影灯有隔热效果，但是无法同时满足高显色功能。
近年来，传统的隔热玻璃只能通过镀膜工艺解决对色温的要求。然而，用镀膜工艺生产的隔热玻璃在使用上存在缺陷，首先镀膜隔热玻璃在高温下容易剥落，其次镀膜的不均一性会影响隔热的质量，再者镀膜隔热玻璃经过一定时间光照后会老化，光学色温会发生变化，使用寿命大大缩短。
鉴于医学应用中对有色光学玻璃的特殊要求，传统的隔热玻璃已经无法适应医疗手术无影灯光斑的需求，本发明人结合现有的技术研制出光学玻璃来替代镀膜隔热玻璃，由于手术室无影灯在使用中，为了保护病人的健康需求，所使用的光源必须要截止红外和近红外的光源，而光源的可见光有80％以上的透过率。同时为了医生在操作中有一个柔和的光源，要求其色温在4000～5000K之间，而无影灯采用的是150瓦卤素灯，其色温在3200K。原来的隔热玻璃为了吸收红外光而降低了色温，因此为了达到既隔热，又能够高显色，本发明人研究一种既吸收红外又升高色温的新型材料来满足新一代无影灯的要求。
发明内容
在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
本发明的目的是提供一种隔热高显色玻璃。
本发明提供了一种隔热高显色玻璃，隔热高显色玻璃包括如下重量份数的各组分：
硼酸2.00-5.30，
氧化铝12.70-19.00，
碳酸钾1.00-2.87，
磷70.00-78.45，
氧化铁2.00-4.35，
氧化铜1.15-3.25，
氯化钠1.20-1.95，
钴0.35-0.68。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明提供的隔热高显色玻璃的色温为4200K，达到4000～5000K之间，隔热效果好；显色指数达到93％以上，具有高显色功能；
2、克服了现有技术中隔热玻璃镀膜易脱落、镀膜不均一的问题，解决了提高色温、但是显色度得不到满足的问题，延长了使用寿命，减少医疗器械成本，应用前景好。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种隔热高显色玻璃，隔热高显色玻璃包括如下重量份数的各组分：
硼酸2.00-5.30，
氧化铝12.70-19.00，
碳酸钾1.00-2.87，
磷70.00-78.45，
氧化铁2.00-4.35，
氧化铜1.15-3.25，
氯化钠1.20-1.95，
钴0.35-0.68。
优选地，隔热高显色玻璃包括如下重量份数的各组分：
硼酸3.05-4.90，
氧化铝13.50-17.80，
碳酸钾1.56-2.56，
磷72.00-75.45，
氧化铁2.05-4.15，
氧化铜1.20-3.05，
氯化钠1.25-1.85，
钴0.40-0.58。
优选地，隔热高显色玻璃包括如下重量份数的各组分：
硼酸2.30，
氧化铝15.70，
碳酸钾1.50，
磷75.00，
氧化铁2.5，
氧化铜1.25，
氯化钠1.7，
钴0.5。
以磷酸盐系统作为基础配方，包括硼酸、氧化铝、碳酸钾、磷，着色剂配方包括氧化铁、氧化铜、氯化钠，稀有元素包括钴，各组分按一定的重量份数配比构成隔热高显色玻璃的原料。
优选地，氧化铁、钴为着色剂。
隔热高显色玻璃要求可见光透过率高而近红外吸收大。发明人对玻璃的硅酸盐磷酸盐系统使用铁作为着色剂进行了研究。铁在着色玻璃中存在二价Fe和三价Fe,由于二价Fe在近红外区1050nm处有一个强吸收峰，而三价Fe在紫外380nm；420nm；435nm处有三个弱吸收峰。经过大量实验发现，在硅酸盐系统中有利于三价Fe离子存在而且以低配位为主，所以着色强度较大颜色较深，可见光透过率在80％以下，在磷酸盐系统中，铁是呈二价的(有少量的三价Fe离子)，以高配位状态存在，使紫外吸收和可见吸收大大减弱，近红外吸收增强。此外，由于可见光的透过率提高和红外吸收使通过玻璃的色温降低，故加入了部分稀有元素钴。
该隔热高显色玻璃在满足色温的情况下满足透光率的要求，此外还具有良好的化学抗性和对结晶的稳定性，或者结晶的稳定性。
优选地，隔热高显色玻璃的折射率为1.46～1.56，符合隔热光学玻璃的标准。
优选地，隔热高显色玻璃的色温为4200K，符合色温光学玻璃的标准。该隔热高显色玻璃应用在手术无影灯中，满足手术无影灯色温在4000K～5000K的要求，通过该隔热高显色玻璃的应用能够判断及分辨病人动静脉血管及器官组织。
优选地，隔热高显色玻璃的显色指数大于等于93％，比同类产品小于等于85％高出很多，使其发射光谱更适合于不同组织的分辨。
优选地，隔热高显色玻璃的转变温度低于或等于587℃，软化温度低于或等于656℃。本发明的玻璃是结晶温度的并可以良好加工的，并且具有良好的可熔化性，具有良好的离子交换性能，良好的曝晒稳定性，以及了良好的环境相容性。
优选地，隔热高显色玻璃在20～30℃温度范围内的线膨胀系数为59，避免了在进一步的加工和装配技术中的热应力问题。
发明人通过调节光学玻璃变换色温的能力而不降低透光率，针对性地调节滤光玻璃的成分和生产工艺，以期得到想要的滤光功能。
实施例1-3分别提供了用于隔热高显色玻璃的原料，按照实施例中各表中所示的重量份数取各组分配比，经过制备得到隔热高显色玻璃。
表1
| 实施例1 | 组分 | 份数 |
| 1 | 硼酸 | 2.00-5.30 |
| 2 | 氧化铝 | 12.70-19.00 |
| 3 | 碳酸钾 | 1.00-2.87 |
| 4 | 磷 | 70.00-78.45 |
| 5 | 氧化铁 | 2.00-4.35 |
| 6 | 氧化铜 | 1.20-1.95 |
| 7 | 氯化钠 | 1.20-1.95 |
| 8 | 钴 | 1.20-1.95 |
表2
| 实施例2 | 组分 | 份数 |
| 1 | 硼酸 | 3.05-4.90 |
| 2 | 氧化铝 | 13.50-17.80 |
| 3 | 碳酸钾 | 1.56-2.56 |
| 4 | 磷 | 72.00-75.45 |
| 5 | 氧化铁 | 2.05-4.15 |
| 6 | 氧化铜 | 1.20-3.05 |
| 7 | 氯化钠 | 1.25-1.85 |
| 8 | 钴 | 0.40-0.58 |
表3
按照实施例1-3提供的各组分的份数进行配料，排除配料以外的操作引起的极小差距，对以上实施例进行了色温以及显色指数的测量记录，其结果见表4所示：
表4
综上所述，本发明提供的实施例中最佳显色指数Ra≥93％，即透光率达93％及以上，光源对物体颜色呈现的程度很高；最佳色温为4200K，在满足显色性提高的情况下，色温达到4000～5000K，隔红外线的性能为900nmT＝2％,即光谱波段在900nm时透过率小于2％，其含义是红外波段(700nm以后的)的光透过率为2％意味着光线在这个波段只能通过2％的光线，截止红外光线，隔热效果好。
在实际应用中，该隔热高显色玻璃作为手术无影灯的玻璃使用时，其本身具有隔热、高显色功能，此外还具有显著的优势，手术无影灯照射时形成光斑，此光斑温升小于等于7℃，对病人的伤口组织不会造成影响；同时，灯头温度小于等于2℃，有利于医生操作手术。
最后应说明的是：虽然以上已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。
Claims (7)
1.一种隔热高显色玻璃，其特征在于，包括如下重量份数的各组分：
硼酸2.30，
氧化铝15.70，
碳酸钾1.50，
磷75.00，
氧化铁2.5，
氧化铜1.25，
氯化钠1.7，
钴0.5。
2.根据权利要求1所述的隔热高显色玻璃，其特征在于，所述氧化铁、钴为着色剂。
3.根据权利要求2所述的隔热高显色玻璃，其特征在于，所述隔热高显色玻璃的折射率为1.46～1.56。
4.根据权利要求2所述的隔热高显色玻璃，其特征在于，所述隔热高显色玻璃的色温为4200K。
5.根据权利要求4所述的隔热高显色玻璃，其特征在于，所述隔热高显色玻璃的显色指数大于等于93％。
6.根据权利要求2所述的隔热高显色玻璃，其特征在于，所述隔热高显色玻璃的转变温度低于或等于587℃，软化温度低于或等于656℃。
7.根据权利要求2所述的隔热高显色玻璃，其特征在于，所述隔热高显色玻璃在20～30℃温度范围内的线膨胀系数为59。
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