CS196244B2 - Fotochromické hlinitofosforečné sklo - Google Patents

Description

Vynález se týká fotochromického skla, obsahujícího krystaly · halogenidu stříbra dispergované ve skla.

Je známo, že foťóchromická skla mohou být vyrobena zavedením malých množství, mikrokrystalických hdlogenidů stříbra do hmoty boritokřemičitých skel. Alternativním způsobem je vytváření povrchových vrstev, relativně bohatých na krystaly halogenidu stříbra,, na sklech, například iontovou výměnou v solné'lázni.

Zatímco přesný mechanismus způsobující tmavnutí není dosud přesně znám, je zřejmé, že tento účinek je způsoben srážením krystalů halogénidů stříbra a zpětnou přeměnou stříbrných iontů během expozice na atomy stříbra. Dosud panovala domněnka, že nemůže být dosaženo podstatného fotochromického účinku ve hmotě fosforečňanových skel, neboť bylo známo, že ion stříbra je v takových sklech velmi stabilní,

Předmětem vynálezu je fotochromické hliniťofosforečné sklo· s krystaly halogenidu stříbra dispergovanými ve skle, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje 17 až 48 hmotnostních % kysličníku fosforečného P2O5, až 34 hmotnostních θ/ο kysličníku hlinitého· AI2O3, 2,8 až 43,2 hmotnostních % kysličníku křemičitého SiOz a kysličníku boritého' B2O3, a to buď jednotlivě nebo ve vzá..... 2 jemné kombinaci, 10 až 20,5 hmotnostního proč. alespoň jednoho kysličníku kovu ze skupiny zahrnující kysličníky alkalických kovů, a to kysličník lithný LizO, kysličník sodný NazO a kysličník draselný KzO, 2 až 25 hmotnostních '% alespoň jednoho kysličníku zo skupiny kysličníků dvojmocných kovů zahrnujících kysličník horečnatý MgO, kysličník stróntnatý SrO, kysličník vápenatý CaO, kysličník- barnatý BaO, kysličník zinečnatý ZnO a kysličník olovnatý PbO, .0,05 až 1 hmotnostní % stříbra Ag, 0,01 až 1 hmotnostní °/o kysličníku měďnatého CuO, přičemž celkový obsah předchozích složek tvoří 100 hmotnostních % skla, zatímco sklo· dále obsahuje 0,2 až 2 hmotnostní % alespoň jednoho· halogenu ze skupiny zahrnující fluor F, chlor Cl, brom Br a jod I, ve formě halogenidu stříbra, počítáno nad 100 hmotnostních % skla.

Fotochromická skla podle vynálezu vykazují značně zlepšené vlastnosti ve srovnání se známými skly na bázi křemičitanů, zvláště pokud se týká stupně ztmavnutí. Rovněž rychlost ztmavnutí je obecně vyšší u skel podle vynálezu a stupeň plného ztmavnutí je mnohem vyšší. Další výhodou je, že fotochromické vlastnosti nejsou podstatně ovlivňovány změnami teploty v rozsahu běžných atmosférických teplot.

Podle dalšího vytvořeni vynálezu fotochromické hlinitofosforečné sklo obsahu]©

2,7 až 40 hmotnostních'% kysličníku křemičitého SIO2.

Podle dalšího vytvoření vynálezu fotochromické hliriitofosforečné sklo obsahuje 1,2 až 19 hmotnostních °/o kysličníku boritého B2O3.

Podle dalšího výhodného vytvořeni vynálezu fotochromické hlinitofosforečné sklo obsahuje stopové množství až 8 hmotnostních % kysličníku horečnatého MgO, stopové množství až 10 hmotnostních % kysličníku vápenatého CaO, stopové množství až· 16 hmotnostních % , kysličníku barnatého BaO, stopové množství až 8 hmotnostních proč. kysličníku zinečnatého ZnO a stopové množství až 20 hmotnostních ·% kysličníku olovnatého· PbO.

Podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu fotochromické hlinitofosforečné sklo obsahuje 20 až 34 hmotnostních % kysličníku hlinitého AI2O3, přičemž celkový obsah, kysličníku fosforečného P2O5, kysličníku hlinitého AI2O3 a popřípadě kysličníku křemičitého S1O2 je 60. až 86 hmotnostních % skla a poměr obsahu kysličníku fosforečného P2O5 k obsahu kysličníku hlinitého AI2Q3 je 0,7.

Podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu fotochromické hlinitofosforečné sklo obsahuje 2,7 až 30 hmotnostních % kysličníku křemičitého S1O2.

Podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu fotochromické hlinitofosforečné sklo obsahuje 4 až 19,8 hmotnostního % kysličníku draselného K2O.

Podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu fotochromické hlinitofosforečné sklo obsahuje 0,13 až 2 hmotnostní % fluoru F ve formě fluoridu kovu.

Podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu fotochromické hlinitofosforečné sklo obsahuje stopové množství až Q,2 hmotnostního 0/0 kysličníků železa, počítaných jako· kysličník železltý FežCB.

Podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu fotochromické hlinitofosforečné sklo obsahuje 0,47 až 4 hmotnostní % kysličníku titaničitého T1O2.

Podle dalšího· výhodného vytvoření vynálezu fotochromické fosforečné sklo obsahuje 0,8 až 4 hmotnostní % kysličníku zirkoničitého ZrOž.

Podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu fotochromické hlinitofosforečné sklo obsahuje stopové množství až 3 hmotnostní procenta kysličníku ceričitého¹ CeOz.

Podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu fotochromické hlinitofosforečné sklo obsahuje stopové množství až 0,02 hmotnostního % sirníku stříbrného Ag2S.

V určitých krajních hodnotách, kdy činí obsah kysličníku hlinitého AI2O3 méně než 19 hmotnostních %, může nastat nebezpečí oddělení fází. Ke snížení tohoto' nebezpečí je v takových případech nezbytné zajistit, aby kysličník borltý B2Q3 byl přítomen v množství větším než 10 hmotnostních

Zvláště výhodný je obsah kysličníku olovnatého PbO do 4 hmotnostních °/o, protože umožňuje výrobu fotůcliromického· skla s indexem lomu asi 1,523, pož odpovídá standardní hodnotě pro brýlová skla a tím pro výrobu čoček do brýlí.

Přidáváním 0,13 až 2 hmotnostních % fluoru F ve formě fluoridu kovu se usnadní tavení a vývoj fotochromlckého stavu;

Malá množství kysličníku mědi napomáhají vývoji fotochromicity a zvyšují rychlost rozsvětlování. Kysličníky mědi mohou být nahrazeny nebo smíšeny s kysličníky jiných prvků, které tvoří redukující kysličníky, jako je železo Fe, arzén As, antimon Sb nebo oín Sn v podobných množstvích, avšak v tomto případě není rychlost rozsvětlování obecně tak vysoká.

Při úpravě indexu lomu kysličníkem titaničltým TÍO2 nebo zirkoničitým ZrO2 je^: třeba zabránit tvorbě nachové barvy, která může být způsobena ve fosforečných sklech účinkem kysličníku titaničitého TIO2.

Jako absorbéru ultrafialového záření může být použito· kysličníku CeOz. Rovněž se mohou používat barvicí činidla známým způsobem.

Rovněž- bylo zjištěno, že stopy sirníku stříbrného Ag2S zvyšují citlivost skla k záření, zvláště viditelnému zářeni. Bylo zjištěno, že taková skla vytvářejí podstatný fotochromický efekt a stabilita Ag⁺ iontů se ukázala výhodou v tom smyslu, že je zjednodušena výroba ve srovnání s jinými skly, ve kterých je Ag⁺ion nestabilní.

Ve většině případů je možno fotochromický účinek zvýšit tepelným, zpracováním skla, přičemž vhodný způsob tepelného zpracování je předem dán vztahem viskozity a teploty konkrétního skla. Obecně se teploty tepelného zpracování pohybují mezi dolní chladicí teplotou a bodem měknutí skla, přičemž požadovaná doba zpracování se při nižších teplotách pohybuje v hodnotách několika hodin, zatímco při vyšších teplotách činí několik málo minut. Při vyšších teplotách však může nastat deformace a zakalení skla, takže je výhodné používat obecně teplot o hodnotách 20 až 100 °C nad horní chladicí teplotou a doby zpracování 10 až 60 minut.

Uvedený postup může být prováděn na skle přímo po. jeho výrobě nebo může být sklo nejprve ochlazeno na pokojovou teplotu. Rychlost ochlazování po tepelném zpracování má někdy účinek na fotochromické vlastnosti finálního výrobku. Tak sklo, které bylo okamžitě vyjmuto ze zóny tepelného zpracování a tím prudce ochlazeno, může vykazovat pomalejší rozsvětlení než stejné sklo, ochlazované rychlostí 1 až 2^aC/min na teplotu 400 °C. Toto však nemůže být považováno za obecně platné pravidlo a tento jev musí být zjišťován experimentálně na individuálních sklech.

Přesný poměr teplota/čas je úzce ovlivňován koncentracemi fotochromických činidel

1SB244 ve skle a požadovanými fotochromickými vlastnostmi finálního produktu. Obecně platí, že čím je vyšší hladina složek, přispívajících k fotochromismu, tím bude kratší doba tepelného’ zpracování a v určitých případech může ke vzniku fotochromismu dojít během chlazení roztaveného skla. Rychlost rozsvětlení skla se obecně zvyšuje přímo úměrně k době tepelného· zpracování při určité teplotě a po dosažení určité maximální hodnoty se při delší době snižuje. Nadměrně dlouhé tepelné zpracování může rovněž vést ke •vzniku určitého zakalení skla.

Výhodné provedení postupu podle vynálezu bude dále podrobněji popsáno· formou příkladů ve vztahu k přiloženým nákresům, které graficky vyjadřují tmavnutí a rozsvětlení několika skel.

Tabulka 1 uvádí 59 příkladů skelných kompozic podle vynálezu, tabulka 2 uvádí příklady tepelného zpracování, 14 z těchto kompozic a výsledné fotochromické účinky v pojmech procentického vyjádření propustnosti světla před a po ozáření po dobu 4 minut ultrafialovým zářením pomocí 90 W rtuťové výbojky, použité s filtrem OX 7, rezultující v průchodu světla od 320 do 500 nm a maximum propustnosti v rozmezí od 360 do 460 nm.

Tabulka rovněž uvádí poločas rozsvětlení (t l/2f) po přerušení ozáření a poločas ztmavnutí (t l/2d). Přitom poločas ztmavnutí představuje dobu potřebnou pro sklo, aby dosáhlo stavu, ve kterém je jeho propustnost světla poloviční mezi propustností v normálním bezbarvém stavu a propustností v úplně tmavém stavu, když je sklo vystaveno standardnímu slunečnímu záření.

Podobně poločas rozsvětlení představuje dobu potřebnou pro' sklo po odstranění slunečního záření, aby se rozsvětlilo do stavu, ve kterém je propustnost znovu poloviční mezi propustností plně ztmavlého· skla a mezi propustností plně rozsvětleného skla.

Tyto doby jsou ovšem lehčeji měřitelné než doby úplného ztmavnutí a rozsvětlení, poněvadž je velmi obtížné určit bod, ve kterém sklo dosáhlo svého· plně ztmavlého nebo plně rozsvětleného stavu.

Výsledky získané při použití dvou známých fotochromických skel na bázi křemičitanů jsou rovněž uvedeny v tabulce 2 pro účely porovnání.

Přiložené nákresy uvádějí vlastnosti ztmavnutí a rozsvětlení, měřené při použití 150 W xenonové obloukové lampy, která vytváří spektrum podobné slunečnímu záření, a vyjádřené jako procentický poměr propustnosti světla za jednotku času, pro skla 16, 41, 42 a 52 v tabulce 1, ve srovnání se známými skly na bázi křemičitanu, výše uvedenými.

Kompozice uvedené v tabulce 1 mohou být vyrobeny následujícím způsobem:

Vsázka je tavena v oxidačních nebo neutrálních podmínkách při teplotách, pohybujících se v rozmezí od 1200 do 1600 °C a následně je ochlazena na teplotu 450 až 650 °C. Následné tepelné zpracování může být prováděno při teplotách 20 až 100 °C nad teplotou chladnutí po dobu 10 až 60 minut.

Optimální tepelné hodnoty pro jednotlivé druhy skla mohou být stanoveny způsobem stupňovité pece. V některých případech je nezbytné sklo podpírat, aby ·· se předešlo zprohýbání.

Vsázky mohou být připraveny z běžných surovin pro výrobu skla, jako jsou uhličitany, meta- nebo ortofosforečnany, dusičnany a kysličníky. Stříbrné a halogenidové složky mohou být do vsázsk přidány ve formč jcm ně mletého dusičnanu stříbrného AgNOs a halogenidu sodného nebo draselného.

Během procesu je třeba věnovat pozornost tomu, aby byly na minimum sníženy ztráty, vzniklé vypařováním složek vsázky během tavení. Tímto způsobem může dojít ke ztrátě až 60 % halogenidových složek a 30 % stříbra a jsou nezbytné příslušné kompenzace během přípravy vsázky.

Jak je patrno z tabulky 2, indikují rozdílné výsledky dosažené při použití různého tepelného /zpracování skla č. 18, že fotochromický účinek závisí do značné míry na tepelném zpracování, kterému je sklo vystaveno·. Optimální tepelné zpracování v daném případě bude záviset na konkrétních požadavcích, týkajících se propustnosti světla, bobě ztmavnutí a reciprokém rozsvětlení a mohou být snadno stanoveny experimentálně.

Z tabulky 2 je rovněž patrné a stejné závěry vyplývají z přiložených výkresů, že fotochromická fosforečnanová skla vykazují značně slepšené vlastnosti ve srovnání se známými skly na bázi křemičitanů, zvláště pokud se týká stupně ztmavnutí a rovněž rychlost ztmavnutí je obecně vyšší u skel podle vynálezu. V této souvislosti nejsou časy polovičního ztmavnutí plně porovnatelné s příslušnými hodnotami o sobě známých skel, neboť stupeň plného ztmavnutí je mnohem vyšší.

Skla vykazují při ztmavnutí atraktivní barvy a jsou. z tohoto· důvodu vhodná pro oftalmické čočky slunečních brýlí.

Uvedená skla mohou být vyrobena takovým způsobem, aby vykazovala index lomu n_D = 1,523 (například skla 41 až 43 a 59), což je činí zvláště vhodnými pro uvedený účel.

Fotochromické vlastnosti nejsou podstatně ovlivňovány změnami teploty v rozsahu běžné atmosférické teploty, což je další výhoda oproti o sobě známým fotochromickým sklům na bázi křemičitanů.

Tabulka 1

Příklady složení fotochrómického skla

Sklo číslo	1 2	3	4	5	6	7
složka P2O5	32,2	34,6	38,6	38,8	38,5	42,5	38,6
AI2O3	25,4	25,4	25,4	25,6	25,4	25,4	25,4
S1O2	21,3	: 18,8	14,8	14,9	14,8	10,9 ...	14,8
MgO	4,3	4,2	4,2	4,3	4,2	4,2	—
B2O3	3,2	3,2	3,2	3,2	3,2	3,2	3,2.
K2O	12,6	12,7	12,7	4,0	7,9 0,7	12,6	12,7
NazO	0,7	0,7	0,7 _	8,8	0,7	' 0,7
LizO	—	—	—:	—.	4,8
Ag	0,48	0,38	0,38	0,38	0,48	0,48-	0,38
CuO	0,02	0,02	0,02	0,02 . -	0,02	0,02	0,02
CaO	—	—	— t.	— _	. —		4,2
BaO	—	' —		-- ;;	—	— i-
SrO	—	—	—	— ; , '	—	—. .· .	—
PbO	—	—	..—	_·	—	— · ; 1 · '	_·
ZnO	—.	•—	—	—	—	—
F	0,20	0,25	0,25	0,20	0,20	0,20	0,20
Cl	. 0,70	0,65	0,65	0,70 '	0,70	0,70. -	’ 0,70
Br	—	—	—	—	—.	--
I	—	—	,—	— ·' /·	_; '	’·,-	. .

kkZ9 6T

Tabulka 1 pokračování

Příklady složení fotochromického skla

Sklo číslo	8	9	10	11	12	13	14
složka
P2O5	38,9	38,6	28,6	23,7	31,6	41,7	35,6
AI2O3	25,4	25,4	25,4	25,4	25,4	25,4	25,4
SiOž	14,8	14,8	24,7	29,6	17,8	14,8	14,8
MgO	_	—	4,2	4,2	4,2	4,2	4,4
B2O3	3,2	3,2	3,2	3,2	3,2	—	6,1
K2O	12,7	12,7	12,6	12,6	12,6	12,8	12,6
NazO	. 0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7
LizO	— .	—	—	—	—	—	—
Ag	0,38	0,38	0,58	0,58	0,48	0,38	0,38
CuO	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	. 0,02
CaO	—	—	—		—	— '	—
BaO	4,2	—	—	—	—·	——	—	ua
SrO	—=	4,2;	/ ;_L..	—	—		-—i·..
PbO	..— '		---	—	·_		'—
ZnO	—-	—	—	—	—	—	—	to
F	0,2	0,2	0,3	0,3	0,3	0,02	0,2
Cl	0,7	0,7	0,6	0,6	0,6	0,65	0,6
Br	—	—	—	—	—	—	—'
I	.—	—	—	—	—’	—	—

Tabulka 1 pokračování ' Příklady složení fotochromického skla

Sklo číslo	15	16	17	18	19	20	21
složka P2O5	34,6	36,4	36,4	36,4	36,4	32,2	32,2
AI2O3	25,4	25,3	25,3	25,3	25,3	25,4	25,4
S1O2	14,8	14,9	14,9	14,9	14,9	21,1	21,1
MgO	8,2	4,2	4,3	4,3	4,3	4,3	4,3
B2O3	3,2	3,2	3,2	3,2	3,2	3,2	3,2
K2O	12,7	14,9	14,9	14,9	14,9	12,6	12,8
NazO	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7
L12O	—	—		—
Ag	0,38	0,28	0,28	0,28	0,28	0,46	0,26
CuO	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,04	0,04
CaO	—	—	—	—	—	-—	—
BaO	—	—	—	—	. .—	—	—
SrO	—	—	:—	—		•J-Λ'
PbO			—		—		— .
ZnO	—	—	—	—	—	—	—
F	0,25	0,2,5	0,25	0^25-	0,25	0,20	0,20
Cl	0,70	0,70	, 0,70	0,70	0,70	0,70
Br	—	—	0,30	—	0,80		—
I	—	—	—	0,40	—	—	—

Tabulka 1 pokračování

Příklady složení fotochromického skla

Sklo číslo	22	23	24	25	26	27	28
složka P2O5	36,2	24,4	17,0	34,6	34,6	34,6	19,0
AI2O3	33,6	34,0	22,0	25,4	25,4	25,3	25,0
S1O2	9,0	20,4	40,0	14,8	14,8	14,9	35,0
MgO	4,2	4,2	4,2	—	—	4,3	4,1
B2O3	3,1	3,2	3,2	3,2	3,2.	3,2	3,1
K2O	12,6	12,5	12,3	13,0	13,0	14,1	12,5
Na20	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7
L12O	—	—	—	—;
Ag	0,56	0,56	0,56	0,38	0,38	0,28	0,56
CuO	0,04	0,04	0,04	0,02	0,02	0,02	0,04
CaO	—	—	—	—	—	_
BaO	1 __	—	—,	:—		_	_
SrO	—				_	_
PbO	—'	—	—	7,9	—	_	—
ZnO	—	—	—	—	7,9	—	—.
F	0,20	0,20	0,20	0,20	0,25	0,20	0,20
Cl	0,70	0,70	0,70	0,70	0,60	0,50	0,70
Br	—	—	—	—	. —	—	—
I	—	—	—	—	—	—	—

•4

Tabulka 1 pokračování

Příklady složení fotochromického skla

Sklo číslo		29	30	31	32	33	34	35
složka
P2O5		48,0	25,2	* 36,8	37,0	37,0	35,5	36,4
AI2O3		22,7	25,4	21,0	21,5	22,7	21,0	25,3
S1O2		9,0	21,2	8,0	7,5	7,0	8,5	14,9
MgO		4,2	4,1	4,2	4,3	2,0	2,0	4,3
B2Q3		3,2	3,2	1,2	—	2,5	4,0	3,2
K2O		12,6	19,8	9,0	7,0	9,0	9,0	14,9
Na20		—	0,7	6,0	6,0	6,0.	6,0	0,85
L12O		—		—	—	—	—	—
Ag		0,28	0,38	0,05	0,06	0,18	0,07	0,13
CuO		0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02
CaO		—	—	7,5	9,0	7,5	7,7	—
BaO		.—	— . r	4,3	6,7	4,3	4,3	—
SrO		—	—	—	—	—	'—7	—'
PbO		—	:-	—	—	—	— i	—
ZnO		—	—	—	—	—	—	—
F		—	0,2	0,13	0,13	0,13	0,13	0,25
Cl		0,5	0,7	0,6	0,5	0,4	0,6	0,7
Br		—		0,42	0,2	0,1	—.	—
I		—	—	—	—	—	—	—
ZrO2				0,93 ·	—	0,8	0,91	—
T1O2				1,0	0,92	1,0	1,0	—

OZflBT

Tabulka 1 pokračování

Příklady složení fotochroniickéh.o skla

Sklo číslo	36	37	38	39	40	41	42
složka P2O5	36,4	36,4	36,4	36,4	34,6	36,7	36,7
AI2O3	25,3	25,3	25,3	25,3	24,8	22,7	22,7
S1O2	14,9	14,9	14,9	14,9	8,7	7,5	7,5
MgO	4,3	. 4,3	4,3	4,3	3,2
B2O5	3,2	3,2	3,2	3,2	—	3,2	3,2
K2O	14,9	14,9	14,9	14,9	7,9	8,0	8,0
NazO	0,85	0,85	0,85	0,85	6,6	6,0	6,0
T1O2	' 0,13	0,13	0,13	0,13	0,11	0,07	0,07
Ag	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,04
CuO	— .	—	—	—	7,0	5,5	5,5
CaO	—	—	—	—	6,6	5,3	5,3
BaO	—	—	—	—	—.	2,0.	2,0.
ZrO2	—	—	— -	—-	0,47	1,01	0,99
PbO	—		— ..	— .	— .	2,0	2,0
F	0,25	0,25	0,25	0,20	0,4	0,22	0,22
Cl	0,70	0,70	—	0,50	0,50	0,70	0,70
Br	0,30	—	0,80	—	0,20	0,20	0,20
l	0,40	—	—	—	—	—

Tabulka 1 pokračování Příklady složení fotochromického skla

Sklo číslo	43	44	45	46	47	48	49
složka P2O5	34,7	35,3	35,0	41,2	36,8	37,1	27,9
AI2O3	24,7	21,8	21,7	26,2	23,0	23,2	20,0
S1O2	7,5	6,3	4,9	—	3,8	2,7	11,8
MgO	—	—	1,86	—	1,86	1,46	—
B2O3	3,9	3,4	3,9	2,8	4,4	5,5	3,16
K2O	8,0	9,0,	9,0	8,8	8,8	8,7	13,4
Na20	6,0	6,0'	6,7	6,6	6,0	6,0	—
Ag	0,07	0,084	0,084	0,084	0,084	0,084	0,094
CuO	0,03	0,016	0,036	0,036	0,036	0,036	0,036
BaO	5,3	5,00	11,6	4,8	11,2	11,1	13,6
ZrO2	2,0	—	3,2	1,8	•—
TiOa	1,0	—		0,86	!-	—	_
PbO	2,0	7,9	2,0	1,8	4,0	4,1	10,0
CaO	4,8						_
Fe2Oď		—	0,02	0,02	0,02	0,02	0,01
F	0,22	0,47	0,47	0,47	0,47	0,47	0,47
Cl	0,70	0,47	0,47	0,47	0,47	0,47	0,47
Br	0,20	0,35	0,35	0,35	0,35	0,35	0,35

Tabulka 1 pokračování

Příklady složení fotochromického skla

Sklo čísl»	50	51	52	53	54 : '	55
složka
P2O5	28,1	30,1	36,7	35,6	33,6	32,6
ÁI2O3	20,2	21,6	22,7	22,1	24,1	25,7
S1O2	11,9	11,7	8,5	7,3	7,3	21,4
MgO	—	—	—	—		4,3
B2O3	2,6	7,0	3,17	3,07	: 3,07	3,2
KzO	19,2	7,7	9,0	10,0	10,0	12,8.
Na20	—	5,26	6,0	6,5	6,5	—
Ag	0,094	0,094	0,094	0,094	0,094	0,5
CuO	0,036	0,036	0,036	0,036	0,036	0,02-
CaO	14,4	_ ' · '	? 6,5	5,3	5,3	__
BaO	3,46	—	5,3	5,2	5,2	—
ZrO2	—	—	—	1,9	1,9	—,
T1O2	—	—	2,0	1,0	1,0	—
PbO	—	16,5	—	1,9	, 1.9	—
ΕΘ2Ο3	0,01	0,01	—			—
F	0,47	0,47	0,47	' 0,47	0,47	0,2
Cl	0,47	0,47. . .	0,47	0,47	0,47	0,7
Br	0,35	0,35 · ' .· ?	0,35	0,35	0,35

6 244

19B244

Tabulka 1 pokračování Příklady složení fotochromického sklá

Sklo číslo	56	57	58	59
složka
P2O5	34,8	35,5	36,2	34,2
AI2O3	19,0	14,1	9,1	24,2
S1O2	7,5	7,64	7,75
B2O3	7,6.	11,0	14,7	16,7
K2O	9,9	10,1	10,2	8,14
Na20	6,0	6,1	6,2	6,38
Ag	0,08	0,081	0,083	0,079
CuO	0,04	0,042	0,041	0,039
CaO	4,9	5,0	5,06	4,42
BaO	5,2	5,4	5.5
ZrO2	2,0	2,04	2,07	2,9
T1O2	1,0	1,0	1,0	2,94
PbO	2,0	2,0	2,1
F	0,47	0,47.	0,47	0,47
Cl	0,47	0,47	0,47	0,47
Br	0,35	0,35	0,35	0,35
nĎ	—	—	—	1,523

Tabulka 2

Příklady hodnot tepelného zpracování a fotochromických vlastností tepelné počáteční . finální sklo· č. zpracování propustnost % propustnost'%

1	60 min při 620 °C	85	55
3	30 „ 500	88	61
14	30 „ 515	64	46
16	30 „ 510	84	54
17	20 „ 570	88	48
18	5 „ 600	90	- 50
18	30 „ 550	88	39
19	5 „ 600	86	41
20	15 „ 575	88	54
22	20 „ 600	86	60
41	60 „ 560	88	50.
42	30 „ 560	84	46
45	30 „ 530	86,5	62,5
46	30 „ 550	88	62
52	15 „ 560	90	63

Tabulka 2 pokračování

	počáteční	finální
sklo č.	propustnost %	propustnost

známé křemičité sklo 1 známé křemičité sklo 2

86,5

63,5

Tabulka 2 pokračování sklo č. 11/2 d

24

8

3

54

12

8

13,

12 .9

9

12 ' 42 18

36

24

54 známé křemičité sklo 1 30 známé křemičité sklo 2 - 30 (s)11/2 f (s)

300

108

150

165

240

780

180

180

240

240

210

180 __ 384

132

V dalším příkladě bylá vsázka skla 55, které je podobné sklu č. 1, tavena při 1580 °C v elektrické peci. Sklo bylo následně vlito do formy segmentů o straně 25 mm a tloušťky přibližně 6 mm a ponecháno chladnout po dobu asi 1 až 2 minut. Vzorky byly umístěny v muflové peci při 620 °C, kde byly ponechány po dobu 1 hodiny a následně ochlazeny. Po tomto zpracování byly fázově odděleny vzorky, které vykazovaly počáteční propustnost 55 ^:°/o. Po ozáření ultrafialovými paprsky se hodnota propustnosti snížila na stabilní hodnotu 24 %. Po přerušení ozařování se začala propustnost vzorku navracet do své počáteční hodnoty. Poločas ztmavnutí byl 9 sekund a poločas rozsvětlení 42 sekund.

Sklo výše uvedeného typu, tavené za stejných podmínek, avšak vlito do formy segmentů o rozměrech 50 mm a tloušťce 66 mm bylo ponecháno chladnout po dobu 1 až 2 minut předtím, než bylo chlazeno při 520 stupních Celsia po dobu 1 hodiny. Sklo bylo následně podrobeno tepelnému zpracování po dobu 1 hodiny při 620 °C.

Počáteční propustnost skla činila 72 % a po ozáření se snížila na 40

Poločas ztmavnutí byl 27 sekund a poločas rozsvětlení asi 300 sekund.

Claims (13)

1. Fotochromické hllnitofosforečné sklo· s krystaly halogenidu stříbra dispergovanými ve skle, vyznačené tím, že obsahuje 17 až 48 hmotnostních % kysličníku fosforečného P2O5, 9 až 34 hmotnostních % kysličníku hlinitého AI2O3, 2,8 až 43,2 hmotnostního % kysličníku křemičitého S1O2 a kysličníku boritého B2O3, a to buď jednotlivě, nebo ve vzájemné kombinaci, 10 až 20,5 hmotnostníhoproč. alespoň jednoho kysličníku kovu ze skupiny zahrnující kysličníky alkalických kovů, a to kysličník lithný LizO, kysličník sodný Na2O a kysličník draselný K2O, 2 až 25 hmotnostních % alespoň jednoho kysličníku ze skupiny kysličníků dvojmocných kovů zahrnujících kysličník hořečnatý MgO, kysličník strontnatý SrO, kysličník vápenatý CaO, kysličník barnatý BaO, kysličník zinsčnatý ZnO a kysličník olovnatý PbO,

0,05 až 1 hmotnostní ^|O/o stříbra Ag,

0,01 až 1 hmotnostní % kysličníku měďnatého Cuo, přičemž celkový obsah předchozích složek ynAlezu tvoří 100 hmotnostních % skla, zatímco sklo dále obsahuje 0,2 až 2,0. hmotnostních % alespoň jednoho· halogenu ze skupiny zahrnující fluor F, chlor Cl, brom Br a jod I, ve formě halogenidu stříbra, počítáno· nad 100 hmotnostních % skla.

2. Fotochromické hlinitofosforečné sklo podle bodu 1, vyznačené tím, že obsahuje

2,7 až 40. hmotnostních % kysličníku křemičitého SiOž.

3. Fotochromické hlinitofosforečné sklo podle bodu 1 nebo· 2, vyznačené tím, že obsahuje 1,2 až 19 hmotnostních ·% kysličníku boritého- B2O3.

4. Fotochromické hlinitofosforečné sklo podle bodu 1, 2 nebo 3, vyznačené tím, že obsahuje stopové množství až 8 hmotnostních proč. kysličníku hořečnatého MgO, stopové množství až 10 hmotnostních % kysličníku vápenatého- CaO, stopové množství až 16 hmotnostních % kysličníku barnatého BaO, stopové množství až 8 hmotnostních % kysličníku zinečnatého ZnO a stopové množství až 20 hmotnostních % kysličníku olovnatého PbO.

5. Fotochromické hlinitofosforečné sklo podle kteréhokoliv z bodů 1 až 4, vyznačené tím, že obsahuje 20 až 34 hmotnostních % kysličníku hlinitého AlzCh, přičemž celkový obsah kysličníku fosforečnéhCL-PžOs, kysličníku hlinitého AI2O3 a popřípadě kysličníku křemičitého SIO2 je 60 až 86 hmotnostních proč. skla a poměr obsahu kysličníku fosforečného P2O5 k obsahu kysličníku hlinitého' AI2O3 je 0,7.

6. Fotochromické hlinitofosforečné sklo podle kteréhokoliv z bodů 1 až 5, vyznačené tím, že obsahuje 2,7 až 30 hmotnostních proč. kysličníků křemičitého S1O2.

7. Fotochromické hlinitofosforečné sklo podle kteréhokoliv z bodů 1 až 6, vyznačené tím, že obsahuje 4 až 19,8 hmotnostního % kysličníku draselného' KzO.

8. Fotochromické hlinitofosforečné sklo podle kteréhokoliv z bodů 1 až 7, vyznačené tím, že obsahuje 0,13 až 2 hmotnostní % fluoru F ve formě fluoridu kovu.

9. Fotochromické hlinitofosforečné sklo podle kteréhokoliv z bodů 1 až 8, vyznačené' tím, že obsahuje stopové množství až 0,2 hmotnostní % kysličníku železa, počítaných jako kysličník, železitý FezOs, ' ......

10. Fotochromické hlinitofosforečné sklo¹ podle kteréhokoliv z bodů 1 až 9, vyznačené tím, že obsahuje 0,47 až 4 hmotnostní °/o kysličníku titaničitého ΊΪΟ2.

11. Fotochromické hlinitofosforečné sklo podle kteréhokoliv z bodů í až 9, vyznačené tím, že obsahuje 0,8 až 4 hmotnostní % kysličníku zirkoničitého ZrC>2,

12. Fotochromické hlinitofosforečné sklo podle kteréhokoliv z bodů 1 až 11, vyznačené tím, že obsahuje stopové množství až 3 hmotnostní % kysličníku ceričitého CeO2.

13. Fotochromické hlinitofosforečné sklo podle kteréhokoliv z bodů 1 až 12, vyznačené tím, že obsahuje stopové množství až 0,02 hmotnostního % sirníku stříbrného¹ AgzS.