CS216328B1 - Opálové sklo - Google Patents

Description

Vynález se týká nového opálového skla 9 optimálním obsahem fluoru, které účelně slučuje příznivé fyzikální a chemické vlastnosti fluoridových a fluoridofoeforečných opálových skel a zároveň nahrazuje křídový opál na bázi fosforečnoarzeničného kálení.

Podle literatury se sklo zakalené samotnými fluoridy běžně používá pro výrobu osvětlovacích těles a pro stavební dekorační účely. V podstatě se jedná o tvrděí sodnovápenatá skla a obsahem kysličníku hlinitého. Potřebného zákalu se dociluje obvykle přísadou 5,5 až 8 % hmotnosti fluoru do sklářského kmene. V důsledku vysoké koncentrace fluoridových kaliv ve vsázce a vysoké taviči teploty Je aklovina valíce agresivní vůči žáromateriálu pece a těkáním fluoridových exhalací dochází k značnému znečiělování ovzduěí. Tato skla se však vyznačují dobrými mechanickými vlastnostmi a dobrou chemickou odolností proti vodě a zředěným kyselinám.

V oblasti bižutemího průmyslu se na bázi fluoridofosforečného kalení vyrábějí sytě zakalená skla barvená iontovými barvivý, tj. kysličníky mědi, chrómu, manganu, kobaltu, niklu a železa. Jde tu v podstatě o měkká vápenatokřemičitá skla a 4 až 7 % hmotnosti kysličníku fosforečného, 1,5 až 1,9 % hmotnosti teoreticky vznáěeného fluoru a 8 19 až 21 % hmotnosti alkalických kysličníků. Kalicí látky ae zavádějí do skla většinou ve formě kostní moučky nebo dikalciumfosfátu a kryolitu. Sklovlna se taví obvykle na vícepánvových pecích a zpracovává se ručně do tyčí a tyčinek. Ruční výroba těchto bižuternich polotovarů klade velké nároky na zručnost i praktické zkušenosti pracovníků a je fyzicky velmi namáhavá. Kvalifikovaných sklářů a tahačů tyčí neustále ubývá, takže používanou technologií nelze pokrýt značné požadavky na sortiment barev, množství tyčoviny a její kvalitu. Syté zakalené barevná skla z ruční výroby ss vyznačují vysokou teplotní roztažnosti, a tedy i nižší tepelnou odolností, a dále velmi nízkou chemickou odolností proti vodě, která neodpovídá ani 5. třídě podle platné ČSN 70 05 31. Tato skupina barev patří zároveň mezi nejhůře obru.sná bižuterní skla vůbec.

V bižuterním průmyslu se bílé rokajlové zboží až dosud vyrábí ze skla kaleného kombinovaným fosforečnoarzeničným kalením. Předností tohoto skla je dobrá tavitelnost za relativně nízké teploty a kvalitní emailově sytý zákal. Vsázka s vysokým obsahem arzeniku je věak neúnosně toxická a utavená sklovina způsobuje silnou korozi pánví, žáromateriálu pece a molybdenových elektrod. Tento druh skla není proto vhodný pro tavení na elektrických pecích. Získané křídově opálové sklo se navíc vyznačuje mimořádně nízkou chemickou odolností proti vodě a zředěným kyselinám.

Opálové sklo zakalené samotnými sírany se neujalo v širším měřítku ve sklářské praxi především pro nízkou teplotní stálost sytého zákalu. Z odmíáené kapénkové fáze přesycené sírany dochází při pracovní teplotě k vylučování hrubě krystalických částic zákalu. V důsledku toho se výrazně zhoršují optické, mechanické i chemické vlastnosti skla. Vzhledem k nízkému rozptylu světla, nežádoucí struktuře zákalu, nedostatečné hladkosti povrchu či vysoké křehkosti nejsou síranové opály vhodné pro osvětlovací nebo bižuterní účely ani pro výrobu kvalit* ní mozaiky.

‘ Nový,opálové sklo splňuje všechny nároky kladené na povahu a stálost zákalu bílé barvy i celé fit i .ké palety barev ve značném rozsahu sytosti zákalu.

Sklo podle vynálezu je možno tyvit na pánvových nebo vanových pecích a utavenou sklovinu zpracovávat do rozmanitých výrobků nebo do tyčoviny ručním nebo strojním způsobem.

Při přímém zpracování nové opálové skloviny z tavícího agregátu lze získat rozličné zakalené výrobky, cl bílých mléčných až po tmavé barevné křídové opály, definované celkovým odrazem bílého světla v rozmezí 1 až 95 %·

Ze strojně tažených tyčí se ručním mačkáním zhotoví bižuterní výlisky s mléčným opálovým zákalem. Tyto polotovary je možno dále podrobit nízkotepelnému zpracování pod deformační teplotou skla. Přitom se během několika minut docílí velmi jemného sytého zákalu, srovnatelného se zákalem výrobků z opálového skla na bázi fluoridofosforečnáho kalení. Kromě toho je ' možno strojně taženou tyčovinu přetavovat v elektrických nebo plynových píckách a sklovinu zpracovávat na mechanických mačkadlech. V těchto případech se dosáhne kvalitního sytého zákalu výlisků, takže je není nutno podrobovat druhotnému dokalování.

Nové opálové sklo podle vynálezu je alkalickokřemtčité sklo se zvýšeným obsahem kysličníku hlinitého, zakalené kombinovaným síranofluoridovým kalením. Podstata vynálezu spočívá v tom, že sklo obsahuje následující základní složky v hmotnostní koncentraci:

kysličník křemičitý...............................40 až 78 % kysličník hlinitý................................. 1 e? 10 %

kysličník sodný ·/ nebo draselný..........	9	až	25 %
fluoridy..................................	0,50	až	7 %
sírany....................................	0,02	až	2 %
může dále obsahovat:
kysličník boritý..........................	stopy	až	5 %
kysličník zinečnatý.......................	.stopy	až	20 %
kysličník barnatý.........................	stopy	áž	20 %
kysličník vápenatý........................	stopy	až	6 %
kysličník strontnatý......................	stopy	až	3 %
kysličník berylnatý.......................	stopy	až	4 %
kysličník hořečnatý.......................	stopy	až	*> %
kysličník olovnatý........................	stopy	až	40 %
kysličník lithný..........................	stopy	až	3 %
kysličník fosforečný......................	stopy	až	8 %
kysličník titaničitý......................	stopy	až	6 %
kysličník zirkoničitý.....................	stopy	až	3 %
kysličník cinlčitý........................	stopy	až	2 %
kysličník arzenitý........................	stopy	až	5Í
kysličník antimonitý......................	atopy	až	3 %
kysličník lanthanltý......................	stopy	až	5 %
sirníky...................................	stopy	až	1 %
chloridy..................................	stopy	až	3 %
kysličníky vzácných zemin.................	stopy	až	10 %
kysličník železitý........................	stopy	až	4 %
kysličník chromitý........................	stopy	až	2 %
kysličník manganatý.......................	stopy	až	7 %
kysličník mědnatý.........................	stopy	až	4 %
kysličník kobaltnatý......................	stopy	až	2 %
kysličník nikelnatý.......................	stopy	až	2 %
vanad .......... ..............i....		až	5 %
uran......................................	stopy	až	1 %
kadmium............................. .r....	stopy	až	2 «
selen.....................................	atopy	až	1 %
telur.....................................	stopy	až	1 %
stříbro...................................	stopy	až	0,70 %
zlato.....................................	stopy	až	0,10 %

Na rozdíl od běžných fluoridových opálů postačí podle vynálezu pro zákal požadované in tenzity jen asi 50 % vneseného fluoru. Dále se při snížené koncentraci fluoru dosáhne stejné sytosti a jakosti zákalu jeko při použití kombinovaného fluoridofosforečného kalení. Naopak při zvýšené koncentraci fluoru, případně v kombinaci a jinými kalivy anebo kysličníkem olovnatým, se získá křídový opál vysoké intenzity zákalu, kterým lze nahradit 1 zakalené sklo na bázi fosforečnoarzeničného kalení.

Sklo dle vynálezu se vyznačuje v porovnání s křídovými opály pro ruční výrobu zlepšenými mechanickými a chemickými vlastnoatmi. Vyniká zejména dobrou obrusností a je dostatečně odolné proti vodě a zředěným kyselinám.

Nové opálové sklo má i řadu přednosti ekonomických. Při přechodu na mechanické zpracování skloviny se kromě úspory kvalifikovaných pracovníků docílí značných úspor vlastních nákladů na výrobu zakaleného zboží.

Vynález umožňuje využít v plné míře domácích zdrojů sklářských surovin a uspořit některé drahé suroviny jako je např. kostní moučka, dikalciumfosfát, potaš, arzenik nebo kryolit.

Dokladem širokých možností využití vynálezu, zejména v oblasti bižuterního průmyslu a výroby užitkového zboží, jsou následující příklady chemického složení skla.

Příklad 1

Nové opálové sklo bílé barvy se sníženým obsahem fluoru a dobrými fyzikálními a chemickými vlastnostmi má například toto chemické složení, vyjádřené v hmotnostní koncentraci:

kysličník křemičitý............. 66,- % kysličník hlinitý .......................... 8,- % kysličník sodný................ 17,4 % kysličník draselný ......................... 5,- % fluoridy ............ 3,- % sírany ................. 0,6 %

Uvedené sklo, které tvoří pouze základní složky skla podle vynálezu, se vyznačuje následujícími vlastnostmi:

Střední součinitel délkové teplotní roztažnosti v rozsahu 20 až 300 °C = /10,2 * 0,4/ . 10“® °C“^. Jeho hodnota je na úrovni fluoridových opálů, ale je nižší než u fluoridofosforečných opálů. Teplota transformace t_g = 470 + 10 °C a Littletonův bod měknutí t_L 675 + 10 °C jsou shodné s příslušnými parametry bižuterních skel. Celkový odraz bílého světla 0= 82 % je podstatně vyšší než u běžných fluoridových opálů a odpovídá sytosti bílého křídového opálu z ruční výroby. Sklo se podle ČSN 70 05 31 vyznačuje čtvrtou třídou chemické odolnosti proti vodě, která je vyšší než u běžných typů zakalených bižuterních skel.

Předností uvedeného skla je rovněž výrazně lepší obrusnost než Jakou vykazuje bílý křídový opál nebo sytá barevná skla na bázi fluoridofosforečného kalení. Sklo podle příkladu 1 je vhodné především pro rozličné, bižuterní a užitkové účely.

Příklad 2

Nové opálové sklo bílé barvy se stabilním sytým zákalem a dobrými mechanickými i chemickými vlastnostmi má například toto chemické složení, vyjádřené v hmotnostní koncentraci:

kysllční křemičitý ........................ 63,- % kysličník hlinitý....................... 3,- % kysličník sodný ......................... 14,-® kysličník draselný ...................... 4,8 ® fluoridy ................................ 4,-® sírany .................................. 0,6 ® kysličník olovnatý ...................... 10,-® chloridy ................................ 0,6 ®

Uvedené sklo, které je tvořeno všemi základními a některými dalšími složkami, je poněkud měkčí než sklo v příkladu 1. Jeho hodnota bodu měknutí podle Littletona činí jen 640 * 10 °C. Celkový odraz bílého světla 0 = 90 ® je podstatně vyšší než u běžných fluoridových opálů a odpovídá sytosti křídového opálu na bázi fosforečnoarzeničného kalení.

Sklo podle příkladu 2 se rovněž vyznačuje zlepšenou obrusnoatl a dobrou chemickou odolností proti vodě a zředěným kyselinám, a proto se hodí pro strojní i ruční zpracováni na rozmanité bižuterní nebo užitkové zboží, zejména pro výrobu rokajlu a pro přejímání čirého skla.

Příklad 3

Nové opálové sklo barvy sytá zeleň se sníženým obsahem fluoru, stabilním zákalem a dobrou chemickou odolností proti vodě má například toto chemické složení, vyjádřené v hmotnostní koncentraci:

kysličník křemičitý......................... 62,-® kysličník hlinitý........................... 2,- ® kysličník sodný ......................... 11,5 ® kysličník draselný .......................... 4,5 ® fluoridy .................................... 2, - ® sírany ........................... 0,3 ® kysličník zinečnatý ........ 10,- ® kysličník barnatý........................... 2,5 ® kysličník vápenatý.......................... 1,1 ® kysličník hořečnatý ......................... 0,1 ® kysličník olovnatý.......................... 0,3 ® kysličník fosforečný........................ 3,- ® kysličník chromitý .......................... 0,4 ® kysličník měňnatý........................... 0,3 ®

Uvedené sklo se vyznačuje dobrými tepelnými vlastnostmi a dobrou chemickou odolností proti vodě jako skla v příkladu 1 a 2, a proto je rovněž vhodné pro strojní i ruční zpracování na rozmanité užitkové nebo bižuterní zboží. Při tepelném zpracování skla pod jeho deformační teplotou se dosáhne maximální sytosti a stability zákalu a získá se světlý odstín barvy syté selen, definovaný hodnotou celkového odrazu avětia v mezích 23 až 27 ®.

Podle příkladu 3 je možno docílit stejné sytosti a kvylity zákalu výrobků, jaké vykazuje zboží vyrobené ručně z fluoridofosforečného opálového skla.

Claims (3)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU 40 až 78 % 1 až 10 % . 9 až 25 % 0,50 až 7 % 0,02 až 2 % |e tyto další složky stopy až 5 % stopy až 20' % stopy až 20 % stopy až 6 % stopy až 3 % stopy až 4 % stopy až 4 % stopy až 4 % stopy až 3 % stopy až- 8 % stopy až 6 % stopy až 3 % stopy až 2 % stopy až 5 % stopy až 3 % stopy až 5 % stopy až 1 % stopy až 3 %

1. Opálové sklo, vyznačené tím, že obsahuje tyto základní složky v množství, uvedeném v hmotnostní koncentraci:

kysličník křemičitý................................ 40 kysličník hlinitý .................................. 1 kysličník sodný a draselný .......................... 9 a to buS jednotlivě nebo ve vzájemné kombinaci fluoridy ........................................... 0,50 sírany ............................................. 0,02

2, Opálové sklo podle bodu 1, vyznačené tím, že obsahuje tyto další složky v množství, uvedeném v hmotnostní koncentraci:

kysličník boritý................................... stopy kysličník zinečnatý................................ stopy kysličník barnatý..................................stopy kysličník vápenatý ................................. stopy kysličník strontnatý...............................stopy kysličník berylnatý .................................stopy kysliční hořečnatý ................................. stopy kysličník olovnatý ................................. stopy kyaličnťk lithný...................................stopy kysličník fosforečný ............................... stopy

3<ysličník titaničitý ............................... stopy kysličník zirkoničitý..............................stopy kysličník ciničitý .................................. stopy kysličník arzanitý.................................. stopy kysličník antimonitý ................................ stopy kysličník lanthanitý ................................ stopy sirníky ............................................. stopy chloridy ............................................stopy

3. Opálové sklo podle bodu 1 a 2, vyznačené tím, že pro docílení rozmanitých barev obsahuje tyto barvicí složky v množství, uvedeném v hmotnostní koncentraci:

kysličníky vzácných zemin.......................... . stopy až 10 % a to bu3 jednotlivě nebo ve vzájemných kombinacích kysličník železitý................................. . stopy až 4 % kysličník chromitý................................. , stopy až 2 % kysličník manganatý ................................ . stopy až 7 % kysličník meSnatý.................................. , stopy až 4 % kysličník kobaltnatý ............................... . stopy až 2 %

kysličník nikelnatý ...............................

vanad .............................................

uran ..............................................

kadmium ...........................................

selen.............................................

telur.............................................

stříbro ...........................................

zlato .............................................

stopy až 4 % stopy až 5 % stopy až 3 % stopy až 2 . % stopy až 1 % stopy až 1 % stopy až o, ,70 stopy až 0, ,10