CZ2009445A3 - Krištálové sklo bez obsahu sloucenin olova a barya - Google Patents
Krištálové sklo bez obsahu sloucenin olova a barya Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2009445A3 CZ2009445A3 CZ20090445A CZ2009445A CZ2009445A3 CZ 2009445 A3 CZ2009445 A3 CZ 2009445A3 CZ 20090445 A CZ20090445 A CZ 20090445A CZ 2009445 A CZ2009445 A CZ 2009445A CZ 2009445 A3 CZ2009445 A3 CZ 2009445A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- glass
- viscosity
- dpa
- sub
- logarithm
- Prior art date
Links
- 239000005355 lead glass Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 150000002611 lead compounds Chemical class 0.000 title claims description 9
- 150000001553 barium compounds Chemical class 0.000 title claims description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 81
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 10
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 claims description 10
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910017493 Nd 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 16
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 11
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 11
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Inorganic materials [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 6
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 4
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N lead oxide Chemical compound [O-2].[Pb+2] HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BITYAPCSNKJESK-UHFFFAOYSA-N potassiosodium Chemical compound [Na].[K] BITYAPCSNKJESK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 2
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910015621 MoO Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- VEUACKUBDLVUAC-UHFFFAOYSA-N [Na].[Ca] Chemical compound [Na].[Ca] VEUACKUBDLVUAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000005329 float glass Substances 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011545 laboratory measurement Methods 0.000 description 1
- 238000011005 laboratory method Methods 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 210000003786 sclera Anatomy 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- HUAUNKAZQWMVFY-UHFFFAOYSA-M sodium;oxocalcium;hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+].[Ca]=O HUAUNKAZQWMVFY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 231100000701 toxic element Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Krištálové sklo bez obsahu sloucenin olova a barya, s indexem lomu vyšším než 1,52 a mernou hmotností nejméne 2,52 g.cm.sup.-3.n., vhodné zejména pro rucní výrobu vysoce kvalitního stolního a užitkového skla, vyrábeného v plynových a elektrických tavicích zarízeních, obsahuje v % hmotn.: 65,5 až 70,5 SiO.sub.2.n., 0,5 až 5,5 La.sub.2.n.O.sub.3.n., 1,0 až 5,0 SrO, 5,0 až 9,0 CaO, 6,0 až 10,0 Na.sub.2.n.O, 8,0 až 12,0 K.sub.2.n.O, až 2,0 Al.sub.2.n.O.sub.3.n.a/nebo až 2,0 B.sub.2.n.O.sub.3.n., až 2,0 MgO, 0,2 až 0,6 Sb.sub.2.n.O.sub.3.n., 0,03 až 0,07 Er.sub.2.n.O.sub.3.n.+ Nd.sub.2.n.O.sub.3.n.a dále muže obsahovat až 4,0 % hmotn. ZnO, pricemž suma Al.sub.2.n.O.sub.3.n.a B.sub.2.n.O.sub.3.n.je do 4 % hmotn., suma K.sub.2.n.O a ZnO je vyšší než 10 % hmotn. a suma La.sub.2.n.O.sub.3.n., SrO a CaO je vyšší než 12 % hmotn.
Description
Křišťálové sklo bez obsahu sloučenin olova a barya
Oblast techniky
Vynález se týká křišťálového skla bez obsahu sloučenin olova a barya s indexem lomu X vyšším než 1,52 a měrnou hmotností nejméně 2,52 g.cm'3, vhodného zejména pro ruční výrobu vysoce kvalitního stolního a užitkového skla, vyráběného v plynových a elektrických tavících zařízeních.
Dosavadní stav techniky
Id Křišťálová skla jsou skupinou skel, na jejichž vlastnosti jsou kladeny značné požadavky. Především jsou požadovány vynikající optické vlastnosti, přinášející vysokou brilanci a lesk výrobků. Základním předpokladem je proto vysoká homogenita skla a zanedbatelná četnost výskytu vad ve formě bublin a kamínků. Křišťálové sklo musí dále vykazovat vysokou „bělost“ - nebarevnost, vyžadující použití vysoce čistých vstupních
15. surovin, které do skla vnášejí minimální množství barvicích látek, zejména oxidu železitého. Dalším požadavkem je vysoká propustnost světla ve viditelné oblasti spektra. Hodnota celkové propustnosti není doposud normativně stanovena. Za přijatelnou lze považovat 9θ(% celkovou propustnost ve viditelné oblasti spektra při tloušťce skla 5 mm. Nejvýznamnější optickou vlastností, která slouží jako kritérium pro kategorizaci křišťálových skel v technické legislativě, je hodnota indexu lomu. V České republice je tato kategorizace začleněna do vyhlášky č. 379/2000 Sb., která stanovuje podmínky pro určování jednotlivých druhů křišťálového skla, včetně názvů těchto druhů a jejich vlastnosti.
Olovnatá křišťálová skla s obsahem PbO vyšším než 30, resp. 24 % hmotn., jsou zmíněnou vyhláškou zařazeny do 1., resp. 2. skupiny křišťálových skel, s indexem lomu 2$ vyšším než 1,545. Obě skupiny skel se však potýkají s velkými odbytovými problémy vyvolanými toxicitou sloučenin olova.
Sodnodraselný (český) křišťál, s obsahem K2O vyšším než 10 % hmotn., spadá dle zmíněné vyhlášky do nejnižši, 4. skupiny křišťálů s označením „křišťálové sklo“, která zahrnuje skla s indexem lomu nižším než 1,52 a měrnou hmotností vyšší než 2,40 g.cm'3.
30l Nevýhodou tohoto typu křišťálového skla je obvykle nižší chemická odolnost, odpovídající obvykle čtvrté hydrolytické třídě dle ČSN ISO 719.
Výrobci olovnatých i sodnodraselných křišťálů se již proto řadu let věnují vývoji nových typů skel, které mají odpovídající optické vlastnosti, index lomu vyšší než 1,52, a které zároveň silně omezuji, či zcela eliminují použití sloučenin olova. Skla s těmito 35. vlastnostmi splňuji podmínky citované vyhlášky pro zařazení do 3, skupiny křišťálových skel s označením „křišťálové sklo krystalin“. Těmito podmínkami jsou index lomu vyšší než 1,52, měrná hmotnost vyšší než 2,45 g.cm'3 a celkový obsah oxidů K2O, ZnO, BaO a PbO vyšší '·. í.
než 10 % hmotn. Již zmíněný požadavek eliminace sloučenin olova, obsažených ve skle, potom přináší nutnost přídavku dalších oxidů, které index lomu zvyšují. Tento problém byl v minulosti řešen řadou tradičních výrobců křišťálových skel, jak ukazuje následně popsaný stav techniky.
y
Bezolovnaté křišťálové sklo popsané v patentu jí CZ 28Í030, majitele PRECIOSA a.s., Jablonec nad Nisou obsahuje v % hmotn.:
| 65 | až | 70 | SiO2 |
| 7,5 | až | 9,5 | Na2O |
| 9,6 | až | 10,5 | K2O |
| 5,4 | až | 6,8 | CaO |
| 5,8 | až | 6,2 | BaO |
| 0,1 | až | 1,0 | AI2O3 |
| 0,3 | až | 1,6 | B2O3 |
| 0,1 | až | 0,5 | PA |
| 0,2 | až | 0,7 | Sb2O3 |
| 0,1 | až | 1,7 | TiO2 |
0,007 až 0,025 Fe2O3.
Toto sklo je vhodné pro lisostřikovou výrobu drobných bižuterních výrobků a lustrových ověsů, jejichž obrusnost a leštitelnost je srovnatelná s nizkoolovnatým křišťálovým sklem se 2Q 7 % hmotn. PbO. Sklo však obsahuje BaO, v současnosti považovaný z ekologického hlediska za nevhodný.
Bezolovnaté křišťálové sklo popsané v patentu CZ 279 262, majitele ORNELA a.s., Zásada, obsahuje v % hmotn.:
| 66 | až | 71 | SiO2 |
| 5 | až | 10 | Na2O |
| 5 | až | 10 | K2O |
| 4 | až | 8 | CaO |
| 8 | až | 12 | BaO |
| 0,2 | až | 1,5 | LiO2 |
| 0,1 | až | 0,7 | Sb2O3 a/nebo As2O3 |
| 0,2 | až | 0,7 | fluoridů nebo |
| 0,1 | až | 0,4 | síranů. |
Sklo může dále obsahovat v % hmotn.:
| 0, 1 až 4 | MgO, | ||
| 0,1 | až | 2 | AI2O3l |
| 0,1 | až | 2 | θ2θ3, |
| 0,1 | až | 4 | ZnO. |
Tento typ sodnovápenatého křišťálového skla je vhodný pro bižuterní výrobu, lustrové ověsy i užitkové sklo. Obsahuje však rovněž nežádoucí oxid barnatý.
V patentu CZ 279 603 a v korespondujícím EP 738 243, majitele VŠCHT Praha, je popsáno křišťálové bezolovnaté sklo s indexem lomu vyšším než 1,52 a obsahujícím v % hmotn.:
| 50 | až | 75 | SiO2 |
| 5 | až | 16 | Na2O |
| 2 | až | 9 | CaO |
| 0,1 | až | 10 | K2O |
| 0,05 | až | 10 | AI2O3 |
| 0,05 | až | 15 | ZrO2 |
| 0,05 | až | 10 | ZnO |
| 0,001 | až | 6 | MgO |
| 0,001 | až | 5 | TiO2 |
| 0,001 | až | 2,5 | HfO2 |
| 0, 05 | až | 2,5 | Sb2O; |
Celkový obsah železa vyjádřený jako Fe2O3 je v rozmezí 0,05 až 0,035 % hmotn. Sklo může obsahovat sírany a chloridy jakožto další čeřiva, a jako barviva či odbarviva alespoň jednu sloučeninu ze skupiny Er2O3 ,Nd2O3. CeO2. CoO, NiO, oxidy Mn a sloučeniny Se. 20 Užitkové a technologické vlastnosti mohou být modifikovány alespoň jedním z oxidů BaO, B2O3, Ρϊθδ, LiO2, SnO2, La2O3, BÍ2O3, Mo03 a WO3.
Tento bezolovnatý sodno-vápenatý křišťál definovaný v poměrné širokém rozmezí ve všech příkladných provedeních obsahuje ZrO21 HfO2, též s možností přídavku BaO. Sklo vykazuje podle příkladných provedení třetí třídu hydrolytické odolnosti. Má velmi příznivé 25 vlastnosti k broušení, rytí skla a dá se chemicky i mechanicky leštit. Při vysokém obsahu ZrO2 však může docházet při tavení skla k separaci na nemísitelné fáze a ke vzniku šlírovitého skla následkem vyšší koroze žáromateriálů pánví. Problémy mohou rovněž přinášet nečistoty vstupních surovin pro ZrO2 zejména oxid železitý, udělující sklu nežádoucí zbarveni, které se obtížně odbarvuje.
3Ó Patent SK 285 523 majitele RONA, SK uvádí rovněž křišťálové sklo bez obsahu olova a barya, s indexem lomu vyšším než 1,52 a měrnou hmotností alespoň 2,45 g.cm'3 .určené pro ruční i strojový způsob zpracování. Sklo obsahuje v % hmotn.:
až 75 SiO2 + ZrO2
0,01 až 2,1 ZrO2
0,8 až 14,0 Na2O
8,6 až 13,0 CaO
6,5 až 9,9 K2O
3' t 14ti
0,01 až 3,0 AI2O3
0,5 až 3,6 ZnO
0,001 až 6 MgO
Autoři navrhují zvýšit čistotu vstupních surovin pro ZrO2 jejich rafinací roztoky kyseliny 3 dusičné a chlorovodíkové.
/1
Patent δζ, CZ 286 934 a korespondující EP 564 802 majitele Schott Glass, Mainz, DE popisuje křišťálové sklo prosté olova a barya, obsahující v % hmotn.:
| 50 | až | 75 | SiO2 |
| 6 | až | 12 | Na2O |
| > 10 | až | 15 | K2O, |
| 3 | až | 12 | CaO |
| 0, 4 | až | 3 | ai2o3 |
| 0,3 | až | 8 | TiO2 |
| stopy | až | 12 | B2O3 |
a popřípadě další složky ze skupiny LiO2, MgO, SrO, ZnO, ZrO2, Nb2O5, Ta2O51 fluoridy. Celkové množství TiO2 + ZrO2 + Nb2O5 + Ta2O5 je v rozmezí 0,3 až 12 % hmotn.
Tento typ bezolovnatého křišťálu prostého BaO je zejména vhodný pro výrobu nápojového skla. Má měrnou hmotnost alespoň 2,45 g.cm3 a propustnost světla alespoň 85 %. Hydrolytická odolnost se pohybuje v příkladných provedeních ve třídách IV, též III i II. $ Jako nejvýhodnější skla jsou uváděna skla s ZrO2 a TiO2 v množství do 4 % hmotn.
Křišťálové sklo bez obsahu oxidu olovnatého nebo barnatého, uvedené v patentu CZ 294 797 majitele MOSER, Karlovy Vary, je určené především pro vysoce kvalitní stolní a užitkové sklo. Patentované složení je následující, v % hmotn.:
74,0 ±2,5 SiO2
2$ 1,1 ±1,0AI
7,0 ±2,0Na
10,0 ±2,0 K2O
7,0 ±2,0CaO
1,0 ±0,9MgO
2,0 ±1,5B2O3
2,0 ±1,5ZnO
0,4 ±0,2Sb
0,05 ± 0,02 Er2O3 + Nd2O3, kde suma K2O + ZnO je vyšší než 10 % hmotn. a 3$ suma Na2O + K2O + CaO je alespoň 20 % hmotn.
Toto sklo může být porovnáno se složením křišťálových skel jiných výrobců především z hlediska ekologické nezávadnosti.
Cílem předloženého vynálezu je návrh složení křišťálového skla neobsahující sloučeniny olova a baria, schopného dalšího zušlechťování, broušení a rytí a povrchových úprav, které bude splňovat náročné hygienické a ekologické požadavky.
Podstata vynálezu
Tento úkol splňuje křišťálové sklo podle tohoto vynálezu, které neobsahuje sloučeniny olova a barya, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje, v % hmotn.:
JO
68,0 ±2,5 SiO2
1,0 ±1,0 AI2O3 a/nebo 1,0 ± 1,0 B2O3
3,0 ± 2,5 La2O3
3,0 ±2,0 SrO
7,0 ±2,0 CaO
1,D±1,0 MgO
2,0 ±2,0 ZnO
8,0 ±2,0 Na2O
10,0 ± 2,0 K2O
0,4 ±0,2 Sb2O3
0,05 ± 0,02 Er2O3 + Nd2O3.
Přitom AI2O3 a B2O3 je do 4% hmotn., suma K2O a ZnO je vyšší než 10 % hmotn., suma La2O3, SrO a CaO je vyšší než 12 % hmotn.
Hlavní výhodou tohoto vynálezu, mimoto že sklo neobsahuje toxické prvky jako je
Pb a Ba, jsou vysoce příznivé optické vlastnosti výsledného skla, a to index lomu vyšší než 25 1,52 a světelná propustnost vyšší než 90 % na 5 mm tloušťky skla. Výsledné sklo má zvýšenou chemickou odolnost povrchu výrobků, a tím splňuje nároky na mytí skla pomocí alkalických mycích prostředků. Měrná hmotnost skla podle vynálezu je vyšší než 2,52 g.cm'7 3:, Koeficient délkové teplotní roztažnosti a20 _ 300 -c u těchto skel je 9,5 ± 1,0x10® K’1. Definovaný optimální rozsah složení skla dovoluje v provozních podmínkách použití 30 maximálních tavících teplot nepřesahujících 1430 °C, což umožňuje úsporu energie ve srovnání s výrobou běžného sodnodraselného křišťálu. Snížená maximální tavící teplota se rovněž příznivě projeví na zvýšené kvalitě výrobků v důsledku nižší koroze žáruvzdorných materiálů tavícího zařízení. Požadavky moderní hromadné výroby si vynucují racionalizaci výroby, k čemuž přispívá i velmi dobrá čeřící schopnost skloviny. Navržená skla vykazují ve j5. srovnání se sodnodraselnými křišťály velmi dobrou tvarovatelnost a zpracovatelnost, umožněnou malou strmostí viskozitní křivky v dané oblasti teplot. Skla je možné vyrábět v plynem i v elektricky otápěných vsázkových tavících zařízeních. Definovaný rozsah složeni skla umožňuje použití obvyklých zušlechťovacích technik, např. leštění, rytí, broušení, nanášení kovových dekorativních vrstev aj. Sklo lze barvit běžnými přídavky sklářských barviv.
Příklady provedení vynálezu
Návrhy složení skel vycházely především z požadavku jejich vysokých optických vlastností, konkrétně určenými indexem lomu vyšším než 1,52 a střední světelnou propustností pro viditelné světlo vyšší než 90 % při tloušťce vzorku 5 mm. Složení skla muselo dále splňovat dodatečnou podmínku pro zařazení do třídy „křišťálové sklo krystalin“ IŘ dle vyhlášky č. 379/2000 Sb. Navržená skla musela rovněž vykazovat dostatečnou hydrolytickou odolnost.
Byla provedena rada laboratorních, poloprovozních i provozních taveb skel s různým složením. Na základě hodnocení technologických i užitkových vlastností skel bylo stanoveno rozmezí složení v rozsahu patentových nároků podle tohoto vynálezu.
Příkladná konkrétní provedení složení skel jsou uvedena v tabulce 1, kde jednotlivé složky skla jsou v % hmotn.
Významné vlastnosti skel příkladných provedení shrnuje tabulka 2.
Tabulka 1 - Příklady složení skel
| Příklad | SÍO2 | AljOa | B2O3 | La2O3 | CaO | SrO | ZnO | MgO | K2O | Na2O | Sb2O3 | Er2O3 + Nd2O3 |
| 1 | 68,24 | 1,00 | 0,25 | 1,99 | 7,45 | 2,98 | 0 | 0,05 | 10,33 | 7,18 | 0,48 | 0,05 |
| 2 | 68,83 | 0,15 | 0 | 1,73 | 7,36 | 2,99 | 0 | 1,00 | 10,42 | 6,99 | 0,47 | 0,06 |
| 3 | 69,30 | 0 | 0,72 | 1,95 | 8,05 | 3,01 | 0 | 0,05 | 10,42 | 5,99 | 0,46 | 0,05 |
| 4 | 67,15 | 0,16 | 0,73 | 1,96 | 7,33 | 3,91 | 0,98 | 0,05 | 10,16 | 7,06 | 0,47 | 0,04 |
Tabulka 2 - Vlastnosti skel o složení dle Tabulky 1.
| Příklad | Teplota (°C) pro dekadický logaritmus viskozíty (dPa.s) | Hydrolyt. odolnost (ml 0.01 M HCI g1) | a 20-300 ’C (106 K’1) | Index lomu | Měrná hmotnost (g.cm·3) | Barevné souřadnice dle ČSN 011718 (tloušťka vzorku 5 mm) | ||||
| 2 | 5 | 7.65 | L | a | b | |||||
| 1 | 1420 | 925 | 734 | 0,80 | 9.0 | 1,524 | 2,523 | 95,40 | 0,14 | 0,82 |
| 2 | 1411 | 910 | 720 | 1,00 | 9,5 | 1,525 | 2,524 | 95,26 | 0,22 | 0,51 |
| 3 | 1418 | 934 | 743 | 0,95 | 9.2 | 1,526 | 2,523 | 93,44 | 0,38 | -0,43 |
| 4 | 1415 | 906 | 717 | 0,82 | 9,1 | 1,528 | 2,556 | 96,85 | 0,15 | 0,62 |
6:
< ΐ a
Teploty uvedené v Tabulce 2 jsou přiřazeny hodnotám dekadických logaritmů viskozit kde viskozity jsou uvedeny vdPa.s.Tyto hodnoty charakterizují viskozitní křivky skel. Dekadický logaritmus viskozity rovný 2 odpovídá maximálním tavícím teplotám 1420 °C. Dekadické logaritmy viskozit 5 a 7,65 charakterizují hranice teplotní oblasti 717 až 906 °C ručního zpracování skloviny.
Transformační teploty skel se pohybují v rozmezí 520 až 530 °C.
Hydrolytická odolnost těchto skel, vyjádřená spotřebou 0,01 M HCI na 1 gram skleněné drtě, zařazuje příkladná skla dle ČSN ISO 719 na rozhraní 3. a 4. třídy odolnosti proti vodě.
Střední koeficient délkové teplotní roztažnosti α 2ϋ.3Οο °c se u příkladných provedení JŮ skel pohybuje nad hodnotou 9,0 x 10-6 K'1, která je požadována pro kombinaci základního křišťálového skla s barevnými skly aplikovanými při tvarovací technologii tzv. přejímání nebo podjímání.
Složení příkladných provedení skel ukazuje příznivý vliv oxidů La2O3 a SrO na zlepšení optických vlastností skel, především na zvýšeni indexu lomu a světelné 3 propustnosti ve viditelné oblasti spektra. Hodnoty indexu lomu se v závislosti na složení skel bezpečně pohybují nad požadovaným limitem 1,52. Barevnost příkladných křišťálových skel byla stanovena dle ČSN 011718 „Měření barev. Z vychlazených vzorků laboratorně nebo provozně tavených skel byly připraveny oboustranně vyleštěné destičky tloušťky 5,0 mm. Spektra propustnosti skel byla měřena v rozmezí vlnových délek 350 až 1100 nm. Výpočet barevných souřadnic v kolorimetrické soustavě L-a-b probíhal postupem uvedeným ve výše zmíněné normě pro normovaný typ světla C a pozorovací úhel 10°. Stanovené barevné souřadnice dokládají vysokou světelnou propustnost příkladných skel (souřadnice L je větší než 93} a nebarevnost (souřadnice a, b jsou menší než 1).
Složení skla dle příkladu 1 dokládá účinek přídavku AI2O3 na zvýšení chemické 25 odolnosti, zařazující sklo do 3. hydrolytické třídy. Přítomnost B2O3 ve skle přináší možnost sníženi maximálních tavících teplot a rovněž zvýšeni chemické odolnosti skel. Viskozitní křivku skel je možné v oblasti zpracování vhodně upravit přídavkem MgO.
Sklo v příkladném provedení 4 obsahuje ZnO, který kromě příznivého zvýšení světelné propustnosti a chemické odolnosti rovněž usnadňuje opracovatelnost skla např. 30 rytím nebo broušením a zlepšuje přilnavost vrstev drahých kovů, např. zlata a platiny, na povrch výrobků při zušlechťování.
U příkladných provedení byla jako odbarvovací komponenta použita kombinace dvou oxidů vzácných zemin, Nd2O3 a Er2O3, jejichž účinek je nezávislý na posunu oxidačně redukčních rovnovah ve sklovině, s běžným malým přídavkem CoO do 0,001 % hmotn. 3^ Obsah Fe není uváděn, pochází pouze z nečistot, a jeho množství vyjádřené jakožto Fe2O3 nepřesahuje obvykle 0,02 % hmotn.
Z hlediska technologie výroby byla u příkladných složení skel hodnocena účinnost čeřícího procesu, která musí být dostatečně vysoká i při požadavku snižování maximálních tavících teplot. Průběh čeřeni navržených sklovin se sledoval v laboratorních podmínkách i během pokusných provozních taveb. Účinnost tohoto procesu byla hodnocena laboratorním 5 měřením tzv. průměrné rychlosti růstu bublin při teplotě 1430 °C. Během těchto experimentů se v průhledné kývete umístěné v laboratorní peci sleduje pomocí digitální kamery chování bublin vzniklých v počátečním stádiu tavícího procesu. Sejmuté obrazové snímky se pak vyhodnocují analyzátorem obrazu. Zjistí se tak průměrná rychlost růstu bublin Aa/At (m.s-1), která umožňuje hodnotit účinnost čeřícího procesu vyjadřující rychlost odstraňování bublin ze 10 skloviny. Průměrná rychlost růstu bublin představuje časovou změnu průměru bublin a v čase t. Se zvyšující se hodnotou Aa/At roste rychlost vzestupu bublin k hladině skloviny, a tím také účinnost čeřícího procesu. Pro přijatelně rychlý průběh tohoto procesu v provozních podmínkách lze považovat hodnoty Aa/At vyšší než 3 x 10'7 m.s'1. Tabulka 3 uvádí experimentálně stanovené hodnoty Aa/At pro příkladná provedeni tohoto vynálezu.
Tabulka 3 - Střední rychlosti růstu bublin v taveninách skel příkladných provedení vynálezu
| Příklad | Teplota (°C) | Aa/J/ (m.s'1) |
| 1 | 1430 | 4,2 x 107 |
| 2 | 1430 | 5,4 xlO^ |
| 3 | 1430 | 4,8x107 |
| 4 | 1430 | 3,9x10'7 |
2Q Technologicky významnou vlastností roztavených skel je rovněž jejich korozivnost k žáromateriálům tavících zařízení. Tato vlastnost byla hodnocena laboratorní metodou vycházející ze standardního postupu doporučeného ICG (International Comission on Glass Mezinárodní komise o skle) TC 11 - Žáromateriály, Kontakt mezi sklovinou a žáromateriály (viz. Dunkl M.: Corrosion tests - A very important investigation method for the selection of refractories for glass tanks, Glastechn, Ber. Glass Sci. Technol. 67, (12) 325-334 (1994)). Zkušební trámečky s rozměry 8 (± 0,05) x 12 x 90 mm byly připraveny z porcelánových kroužků používaných v provozních podmínkách. Trámečky byly zavěšeny do keramických víček překrývající platinové kelímky se sklovinou tak, aby byly do skloviny ponořeny v hloubce 60 mm. Test probíhal 72 hodin při teplotě 1420 °C. Po ukončení korozního testu .30 byly ochlazené trámečky podélně rozříznuty. Na příčném řezu vzorkem byly změřen průměrný úbytek původní tloušťky a vypočtena tzv. střední rychlost koroze r (m.h‘1). Pro maximální životnost tavících zařízeni je důležité, aby tato hodnota byla co nejmenši. Střední rychlosti koroze roztavených skel příkladných provedeni uvedené v tabulce 4, které se pohybující se v řádu 10·6 m.h1, požadavek nízké korozivity splňují. Tento závěr dokládá např. hodnota střední rychlosti koroze 6,6 x 10'5 m.h’1, stanovená pro isostaticky lisovaný 3 korundový materiál exponovaný ve sklovině float pří teplotě 1450 °C (Dunkl M.: Standard operating proceduře for static plates corrosion test, Technical Report, TC 11,1995).
Tabulka 4 - Podmínky testu korozivnosti sklovin a vypočtené hodnoty střední rychlosti koroze r pro příkladná provedení vynálezu.
IQ
| Příklad | Teplota (°C) | Čas(hM) | r(m.h1) |
| 1 | 1420 | 72 | 5,02 x 1 θ’6 |
| 2 | 1420 | 72 | 6,94x106 |
| 3 | 1420 | 72 | 5,74x10'6 |
| 4 | 1420 | 72 | 5,56 x W6 |
Průmyslová využitelnost
Toto křišťálové sklo neobsahující sloučeniny olova a barya je určené pro vysoce kvalitní a luxusní stolní, užitková a nápojová skla.
| 25 | |
| 3tí | |
| 1/Γ | |
| : Λ i. '·: I j Í l |
Claims (5)
1. Křišťálové sklo bez obsahu sloučenin olova a barya, s indexem lomu vyšším než 1,52 a měrnou hmotnosti nejméně
2,52 g.cm’3, vhodné zejména pro ruční výrobu vysoce kvalitního stolního a užitkového skla, vyráběného v plynových a elektrických tavících zařízeních, vyznačující se tím, že obsahuje v % hmotn.:
65,5 až 70,5 SiO2 až až až až 10,0 až 12,0 K2O až 2,0 AI2O3 a/nebo až 2,0 B2O3 až 2,0 MgO
0,2 až 0,6 Sb2O3
0,03 až 0,07 Er2O3 + Nd2O3
0,5
1,0
5,0
6,0
8,0
5,5
5,0
9,0
Ι_32Ο3 SrO CaO Na2O
se t í m, že obsahuje v % hmotn.
přičemž toto křišťálově sklo vykazuje následující vlastnosti: teplotu 1420 °C pro dekadický logaritmus viskozity (dPa.s) = 2; teplotu 925 °C pro dekadický logaritmus viskozity (dPa.s) = 5; teplotu 734 °C pro dekadický logaritmus viskozity (dPa.s) = 7,65;
hydrolytickou odolnost = 0,80 ml 0,01 IVI HCI na 1 gram skelné drtě; koeficient střední délkové teplotní roztažnosti a20.300>c = θ,Ο x 106 K'1; index lomu = 1,524;
měrnou hmotnost = 2,523 g.cm3.
3. Křišťálové sklo podle nároku 1,vyznačující se t í m, že obsahuje v % hmotn.
1Ó
přičemž toto křišťálové sklo vykazuje následující vlastnosti: teplotu 1411QC pro dekadický logaritmus viskozity (dPa.s) = 2; teplotu 910 °C pro dekadický logaritmus viskozity (dPa.s) = 5;
20 teplotu 720 °C pro dekadický logaritmus viskozity (dPa.s) = 7,65; hydrolytickou odolnost = 1,00 ml 0,01 M HCI na 1 gram skelné drtě; koeficient střední délkové teplotní roztažnosti a20.3oo°c = θ,5 x 10-6 K'1;
index lomu = 1,525;
měrnou hmotnost = 2,524 g.cm’3,
4. Křišťálové sklo podle nároku 1,vyznačující se tím, že obsahuje v % hmotn.
>
>
přičemž toto křišťálové sklo vykazuje tyto následující vlastnosti: teplotu 1418 °C pro dekadický logaritmus viskozity (dPa.s) = 2; teplotu 934 °C pro dekadický logaritmus viskozity (dPa.s) = 5; teplotu 743 °C pro dekadický logaritmus viskozity (dPa.s) = 7,65;
5' hydrolytickou odolnost = 0,93 ml 0,01 M HCI na 1 gram skelné drtě; koeficient střední délkové teplotní roztažnosti a20.30o-c = 9,2 x 10* K’1; index lomu = 1,526;
měrnou hmotnost = 2,523 g.cm·3.
IQ 5. Křišťálové sklo podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že obsahuje v % hmotn.
přičemž toto křišťálové sklo vykazuje následující vlastnosti: teplotu 1415 °C pro dekadický logaritmus viskozity (dPa.s) = 2;
25 teplotu 906 °C pro dekadický logaritmus viskozity (dPa.s) = 5; teplotu 717 °C pro dekadický logaritmus viskozity (dPa.s) = 7,65; hydrolytickou odolnost = 0,82 ml 0,01 M HCI na 1 gram skelné drtě; koeficient střední délkové teplotní roztažnosti a2O-3Oo -c = 9.1 x 10* K’1; index lomu = 1,528;
3Ó. měrná hmotnost = 2,556 g.cm’3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20090445A CZ2009445A3 (cs) | 2009-07-09 | 2009-07-09 | Krištálové sklo bez obsahu sloucenin olova a barya |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20090445A CZ2009445A3 (cs) | 2009-07-09 | 2009-07-09 | Krištálové sklo bez obsahu sloucenin olova a barya |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ302142B6 CZ302142B6 (cs) | 2010-11-10 |
| CZ2009445A3 true CZ2009445A3 (cs) | 2010-11-10 |
Family
ID=43061351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20090445A CZ2009445A3 (cs) | 2009-07-09 | 2009-07-09 | Krištálové sklo bez obsahu sloucenin olova a barya |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2009445A3 (cs) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ2011176A3 (cs) * | 2011-03-30 | 2012-04-11 | Vysoká škola chemicko-technologická v Praze | Krištálové bezolovnaté a bezbarnaté sklo, s obsahem oxidu lanthanu a niobu |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ279603B6 (cs) * | 1993-11-03 | 1995-05-17 | Vysoká Škola Chemicko-Technologická | Křišťálové bezolovnaté sklo s indexem lomu vyšším než 1,52 |
| DE10258923B4 (de) * | 2002-12-17 | 2007-04-26 | F.X. Nachtmann Bleikristallwerke Gmbh | Blei- und bariumfreies Kristallglas |
| AT414310B (de) * | 2004-03-19 | 2007-01-15 | Swarovski & Co | Blei- und bariumfreies kristallglas |
| DE602006021235D1 (de) * | 2006-05-19 | 2011-05-19 | Toyo Sasaki Glass Co Ltd | Kristallglasgegenstand |
| RU2320556C1 (ru) * | 2006-11-02 | 2008-03-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Хрустальное стекло |
-
2009
- 2009-07-09 CZ CZ20090445A patent/CZ2009445A3/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ302142B6 (cs) | 2010-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7115479B2 (ja) | 結晶化ガラスおよび化学強化ガラス | |
| JP7650344B2 (ja) | 板ガラス、その製造方法およびその使用 | |
| JP5367952B2 (ja) | 短時間のグレージングを伴うアルミノケイ酸リチウムガラス | |
| KR100474779B1 (ko) | 기판용유리조성물 | |
| US8753991B2 (en) | Beta-quartz glass ceramics and related precursor glasses | |
| KR101369870B1 (ko) | 광학적으로 검출 가능하고 플로우팅 처리 가능하며, 비소-및 안티몬이 없고 세라믹화 가능한 리튬-알루미나 규산유리 | |
| KR101927555B1 (ko) | 높은 열적 및 화학적 안정성을 갖는 유리 조성물 | |
| US4298389A (en) | High transmission glasses for solar applications | |
| KR101476862B1 (ko) | 투명하며, 무색인 저-티타늄 베타-석영 유리-세라믹물질 | |
| US11746039B2 (en) | Glass composition, low inclusion content glass, preparation method therefor and application thereof | |
| KR102511774B1 (ko) | 비트로세라믹 플레이트 | |
| EP3126303A1 (en) | Chemically temperable glass sheet | |
| TWI392660B (zh) | 用於基材之高應變點玻璃組成物 | |
| JPWO2016017558A1 (ja) | 高透過ガラス | |
| JP2018523624A (ja) | 改良した微細構造および熱膨張性を有し透明で本質的に無色でスズで清澄化したlasガラスセラミック | |
| EP3655368A1 (en) | Beta-spodumene glass-ceramics that are white, opalescent, or opaque, with low titanium content, and tin-fined | |
| JP2021138602A (ja) | 結晶性リチウムアルミニウムシリケートガラスおよびそれから製造されるガラスセラミック、ならびにガラスおよびガラスセラミックの製造方法、ならびにガラスセラミックの使用 | |
| CN113195423B (zh) | 铝硼硅酸铜盐玻璃及其使用 | |
| US20230192531A1 (en) | Chemically strengthened glass | |
| CZ2009445A3 (cs) | Krištálové sklo bez obsahu sloucenin olova a barya | |
| CN116348424A (zh) | 具有改善的机械耐久性的可调式玻璃组合物 | |
| CZ2011176A3 (cs) | Krištálové bezolovnaté a bezbarnaté sklo, s obsahem oxidu lanthanu a niobu | |
| CZ19984U1 (cs) | Křišťálové sklo bez obsahu sloučenin olova a barya | |
| US20230100027A1 (en) | Crystallizable lithium aluminum silicate glass and glass ceramic produced therefrom | |
| CN118414319A (zh) | 无色钠钙玻璃组合物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20130709 |