CZ2021177A3 - Křišťálové bezolovnaté sklo s indexem lomu vyšším než 1,52 - Google Patents

Křišťálové bezolovnaté sklo s indexem lomu vyšším než 1,52 Download PDF

Info

Publication number
CZ2021177A3
CZ2021177A3 CZ2021177A CZ2021177A CZ2021177A3 CZ 2021177 A3 CZ2021177 A3 CZ 2021177A3 CZ 2021177 A CZ2021177 A CZ 2021177A CZ 2021177 A CZ2021177 A CZ 2021177A CZ 2021177 A3 CZ2021177 A3 CZ 2021177A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
glass
lead
refractive index
bao
crystal
Prior art date
Application number
CZ2021177A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ309097B6 (cs
Inventor
Daniel ÄŚĂ­Ĺľek
Daniel Čížek
Original Assignee
Preciosa - Lustry, A.S.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Preciosa - Lustry, A.S. filed Critical Preciosa - Lustry, A.S.
Priority to CZ2021-177A priority Critical patent/CZ309097B6/cs
Publication of CZ2021177A3 publication Critical patent/CZ2021177A3/cs
Publication of CZ309097B6 publication Critical patent/CZ309097B6/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/078—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing an oxide of a divalent metal, e.g. an oxide of zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

Křišťálové bezolovnaté sklo s obsahem BaO má index lomu vyšší než 1,52 a měrnou hmotnost nejméně 2,57 g.cm-3, a hmotnostně sestává zSiO2 6 až 75 % hmotn.Na2O 5 až 15 % hmotn.K2O 1 až 11 % hmotn.CaO 1 až 10 % hmotn.BaO 1 až 9 % hmotn.ZnO 1 až 6 % hmotn.B2O3 0,1 až 3 % hmotn.Sb2O3 0,2 až 0,4 % hmotn.Er2O3 + Nd2O3 0,05 ± 0,02 % hmotn.přičemž suma CaO + BaO je vyšší než 8 % hmotn. suma K2O + BaO je vyšší než 10 % hmotn. suma K2O + ZnO je vyšší než 9 % hmotn.

Description

Křišťálové bezolovnaté sklo s indexem lomu vyšším než 1,52
Oblast techniky
Technické řešení se týká křišťálového skla s indexem lomu vyšším než 1,52, měrnou hmotností 2,57 g.cm-3 a vysokou mechanickou pevností, neobsahujícího sloučeniny olova a fluoridů určeného především pro ruční výrobu komponentů do skleněných svítidel a instalací. Navrhnuté sklo se vyznačuje velmi dobrou tavitelností, ručním zpracováním, a chemickým leštěním broušeného dekoru.
Dosavadní stav techniky
Křišťálová skla jsou skupinou skel, na jejichž vlastnosti jsou kladeny velké požadavky. U křišťálových skel jsou požadovány především vynikající optické vlastnosti, přinášející vysokou brilanci a lesk výrobků. Základním předpokladem je proto vysoká homogenita skla a zanedbatelná četnost výskytu vad ve formě bublin, kamínků a šlírů.
Nej významnější 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 vlastností. V současné době se vyrábějí čtyři typy křišťálových skel, kterými jsou vysoce olovnatý křišťál, olovnatý křišťál, krystalín a křišťálové sklo.
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 vyšším než 1,545.
Sodnodraselný (český) křišťál, s obsahem K2O vyšším než 10 % hmotn., spadá dle zmíněné vyhlášky do nejnižší, 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. Křišťálová skla tohoto typu mají obvykle nižší chemickou odolností, odpovídající obvykle čtvrté hydrolytické třídě dle ČSN ISO 719.
Výrobci olovnatých i sodnodraselných křišťálů se již proto řadu let věnují vývoji novým typům skel, které mají odpovídající optické vlastnosti, index lomu vyšší než 1,52, a neobsahují sloučeniny olova. Skla s těmito vlastnostmi splňují 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 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.
Druhy patentů
Tabulka 1: Složení skel, majících index lomu > 1,52 a hustotu > 2,45 g/cm3
Oxid [% hmotn.] Majitel patentu / Patent č.
Corning Ornela Schott Wrzesniak
EP 0719740 AI CZ 279262 B6 EP 0616984 AI PL 193514 B1
SiO2 60 až 70 66 až 71 50 až 75 66 až 73
LI2O 0 až 2 0,2 až 1,5 0 až 5 0 až 0,5
- 1 CZ 2021 - 177 A3
Na2O 9 až 14 5 až 10,0 2 až 15,0 8 až 14,0
K2O 3 ažlO 5 až 10,0 1 až 15,0 1 až 7,8
MgO 0 až 5 0,1 až 4,0 0 až 5 0,1 až 4,0
CaO 0,5 až 4 4 až 8,0 3 až 12,0 1,5 až 8,0
SrO 0 až 5 - 0 až 7 0 až 2,5
BaO 0 až 5 8 až 12,0 1 až 10,0 0,5 až 6,5
ZnO 3 až 10 0,1 až 4 0 až 7 0 až 1,5
B2O3 0,5 až 5 0,1 až 2 0 až 10 0,8 až 2,5
ai2o3 2 až 6 0,1 až 2 0 až 5 1 až 2,5
La2O3 - - - -
Bi2O3 - - - -
TÍO2 0 až 1,5 - 0 až 8,0 0,01 až 0,8
ZrO2 0,5 až 2 - 0 až 5 0 až 2,0
SnO2 - - - 0 až 2,5
Nb2O5 - - 0,1 až 5,0 -
Ta2Os - - 0 až 5 -
Y2O3 - - - -
Yb203 - - - -
WO3 - - - -
Garantované hodnoty veličin
p [g.crn3] >2,7 >2,45 >2,45 >2,45
nD >1,52 >1,52 >1,52 >1,52
Výše uvedená bezolovnatá skla mají odlišné vlastnosti pro ruční zpracování foukaného skla a kvalitní chemické leštění broušených dekorů. Jelikož jsou tyto skla vhodné především pro strojní zpracování pramení z toho jejich základní nedostatky v této důležité oblasti. V chemickém složení sklovin, můžeme také nalézt drahé a někdy i diskutabilní komponenty SrO, SnO2, h^Os, Ta2O3. Další nevýhodou u některých výše uvedených patentových dokumentů jsou vysoké tavící teploty, relativně vysoký obsah oxidů TiO2, ZrO2, B2O3, způsobující nažloutlý odstín výsledného skla. Vysoký obsah ZnO je často příčinou zvýšené koroze žáruvzdorných materiálů, používaných ke stavbě tavících agregátů.
Cílem předloženého vynálezu je návrh křišťálové skloviny bez obsahu fluoridů a olova, který odstraní výše uvedené nedostatky sklovin, vyniká prodlouženým intervalem zpracování pro výrobu specifických výrobků ručně vyráběných a zároveň výbornými vlastnostmi pro chemické leštění broušeného dekoru.
Podstata vynálezu
Předmětem technického řešení je křišťálové bezolovnaté sklo, jehož podstata spočívá v tom, že hmotnostně sestává z:
SiO2 Na2O K2O CaO BaO ZnO
B2O3 Sb2O3 až 75 % hmotn.
až 15 % hmotn.
až 11 % hmotn.
až 10 % hmotn.
až 9 % hmotn.
až 6 % hmotn.
0,1 až 3 % hmotn.
0,2 až 0,4% hmotn.
-2CZ 2021 - 177 A3
Er2O3 + NthCE 0,05 ± 0,02 % hmotn.
přičemž suma CaO + BaO je vyšší než 8 % hmotn.
suma K2O + BaO je vyšší než 10 % hmotn.
suma K2O + ZnO je vyšší než 9 % hmotn.
Hlavní výhodou vynálezu je, že sklo neobsahuje toxický prvek olova, a přesto dosahuje výborných optických vlastností. Výsledný index lomu dosahuje vyšší hodnoty než 1,52. Definovaný obsah chemického složení skla má specifické vlastnosti především pro ruční zpracování skla. Chemické složení skla dále přináší snížení tavících teplot, a přitom sklu zůstává jeho výborná schopnost chemického leštění ručně broušeného dekoru. Chemické složení přináší také i výborné vlastnosti pro rafinační opracování broušením nebo rytím s následným použitím zušlechťovacích technik barvením, malováním, stříkáním či nanášením kovových vrstev. Výsledné sklo má zvýšenou chemickou odolnost vůči mycím prostředkům. Měrná hmotnost je vyšší než 2,52 g.cm’3. Koeficient teplotní roztažnosti odpovídá a 200 až 300 °C je 9,6 x 10'6 K1.
Složení sklářského kmene je specifické tím, že je postaveno na alkalicko-bamatém základě vhodném především pro zpracování skloviny ruční výrobou a následně po zhotovení ručně broušeného dekoru, lze sklo kvalitně chemicky vyleštit. Specifické vlastnosti skloviny umožňují především výrobu stáčených skleněných ramen, u kteiých je důležité, zajistit jemné stáčení rýhovaného dekoru po obvodu skleněné trubice a dodržení požadovaných výsledných rozměrů. Výroba těchto specifických produktů je velmi citlivá na změnu chemického složení skloviny, aby bylo dosaženo požadované výsledné kvality.
Složení sklářského kmene je postaveno na základních oxidech potřebných pro tavení skloviny, kdy se podařilo najít vhodné vlastnosti skloviny pro ruční zpracování, bez dalších dodatečných oxidů, které používají jiní výrobci. Mezi tyto oxidy můžeme zařadit L12O, MgO, SrO, AI2O3, ZrO2. Z experimentálních taveb vyplynulo, že tyto oxidy razantně mění vlastnosti skloviny v oblasti zpracování skleněných komponentů tak, že není možné dosáhnout požadovaných vizuálních výsledků. Dále ostatní výrobci používají v chemickém složení oxidy, které jsou často drahé a diskutabilní komponenty TiCE, HfO2, SrO, La2O3, BI2O3, SnO2, b^Os, Ta2Os, Y2O3, Yb2O3, WO3.
Významné složky ve sklářském kmenu tvoří oxidy BaO, ZnO a CaO, které významně zvyšují index lomu. Oxid B2O3 zlepšuje hydrolytickou odolnost a spolu s oxidem CaO také mechanickou pevnost. Čím vyšší je ve skle obsah oxidů BaO, CaO a ZnO tím je vyšší index lomu.
Sklářský kmen neobsahuje škodlivý Pb, As a fluoridy. Ve sklovině dosahujeme vysokého indexu lomu i vysoké mechanické pevnosti při poměrně nízkém obsahu ZnO. Jelikož sklo neobsahuje fluoridy a zároveň obsahuje nízký obsah ZnO má z celkového pohledu snížený vliv na korozi žáruvzdorného materiálu používaného pro stavbu tavících agregátů. ZnO příznivě ovlivňuje zvýšení světelné propustnosti, zlepšuje opracovatelnost skla rytím či broušením a také přilnavost dekoračních vrstev včetně preparátů drahých kovů na povrchu výrobků.
Návrh chemického složení skla přináší velmi dobrou chemickou leštitelnost, která je velmi citlivá na chemické složení skla. Chemické leštění skla je ve srovnání s jinými druhy skel známých pod názvem „Cristallin“ nebo sodnodraselný křišťál, podstatně lépe chemicky leštitelné.
Návrh chemické složení skla vytváří rovnováhu mezi podmínkami pro zpracování skloviny, broušení dekoru a chemickým leštěním.
Součinitel střední délkové roztažnosti a 200 až 300 °C skloviny je nastavený 9,6 x ΙΟ'6 K1 na hodnotu pro kombinaci s barevnými sklovinami, které se používají pro sklářské techniky podjímání či přejímání. Součinitel střední délkové roztažnosti je velmi důležitý, protože v ruční výrobě jsou rubíny od externích dodavatelů často využívány pro kombinaci s křišťálovou sklovinou.
-3CZ 2021 - 177 A3
Pro odbarvení skloviny je použitá kombinace dvou oxidů vzácných zemin Nd2O3 a Er2O3.
Transformační teploty skla se pohybují v rozmezí od 500 až 515 °C.
Příklad uskutečnění technického řešení
Příkladné uskutečnění křišťálového bezolovnatého skla má následující složení v % hmotn.
[% hmotn.]
SiO2 70,6
NaO 9,8
K2O 6,5
CaO 4,3
BaO 4,3
ZnO 3,5
B2O3 0,5
Sb2O3 0,4
Er2O3 0,05
Nd2O3 0,02
100,0
Průmyslová využitelnost
Křišťálové sklo neobsahující olovo s prodlouženým intervalem zpracovatelnosti je vhodného 15 především pro ruční výrobu komponentů do svítidel i světlených instalací luxusního charakteru.
Sklo poskytuje široké možnosti v oblasti ručního tvarování skla, kdy je možné vytvářet bohatě tvarované a zdobené skleněné výrobky. Zpracování skloviny je velmi podobné zpracování olovnatých sklovin, tedy měkké a tvárné.

Claims (1)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Křišťálové bezolovnaté sklo s obsahem BaO, s indexem lomu vyšším než 1,52 a měrnou
    5 hmotností nejméně 2,57 g.cm'3 vyznačující se tím, že hmotnostně sestává z
    SiO2 Na2O K2O ίο CaO BaO ZnO B2O3 Sb2O3
    15 Er2O3 + Nd2O3
    65 až 75 % hmotn.
    5 až 15 % hmotn.
    1 až 11 % hmotn.
    1 až 10 % hmotn.
    1 až 9 % hmotn.
    1 až 6 % hmotn.
    0,1 až 3 % hmotn.
    0,2 až 0,4 % hmotn.
    0,05 ± 0,02 % hmotn.
    přičemž suma CaO + BaO je vyšší než 8 % hmotn. suma K2O + BaO je vyšší než 10 % hmotn. suma K2O + ZnO je vyšší než 9 % hmotn.
CZ2021-177A 2021-04-09 2021-04-09 Křišťálové bezolovnaté sklo s indexem lomu vyšším než 1,52 CZ309097B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2021-177A CZ309097B6 (cs) 2021-04-09 2021-04-09 Křišťálové bezolovnaté sklo s indexem lomu vyšším než 1,52

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2021-177A CZ309097B6 (cs) 2021-04-09 2021-04-09 Křišťálové bezolovnaté sklo s indexem lomu vyšším než 1,52

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2021177A3 true CZ2021177A3 (cs) 2022-01-26
CZ309097B6 CZ309097B6 (cs) 2022-01-26

Family

ID=80038215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2021-177A CZ309097B6 (cs) 2021-04-09 2021-04-09 Křišťálové bezolovnaté sklo s indexem lomu vyšším než 1,52

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ309097B6 (cs)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ309420B6 (cs) * 2022-01-10 2022-12-21 PRECIOSA - LUSTRY, a.s Bezolovnaté křišťálové sklo
CZ309514B6 (cs) * 2022-01-10 2023-03-15 Preciosa - Lustry, A.S. Bezolovnaté křišťálové sklo s obsahem europia

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4309701C1 (de) * 1993-03-25 1994-06-30 Schott Glaswerke Bleifreies Kristallglas mit hoher Lichttransmission
PL193514B1 (pl) * 2001-03-27 2007-02-28 Marek Galewicz Ekologiczne szkło kryształowe
CZ294797B6 (cs) * 2004-04-02 2005-03-16 Moser, A. S. Křišťálové bezolovnaté a bezbarnaté sklo
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

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ309420B6 (cs) * 2022-01-10 2022-12-21 PRECIOSA - LUSTRY, a.s Bezolovnaté křišťálové sklo
CZ309514B6 (cs) * 2022-01-10 2023-03-15 Preciosa - Lustry, A.S. Bezolovnaté křišťálové sklo s obsahem europia

Also Published As

Publication number Publication date
CZ309097B6 (cs) 2022-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0452065B1 (en) Glaze compositions
JP4950876B2 (ja) 鉛およびバリウムを含まないクリスタルガラス
CA1320506C (en) Lead-free glasses for glaze materials
JP4358899B2 (ja) 光学ガラス
US5633090A (en) Lead-and cadmium-free glass composition for glazing, enameling and decorating glass
CZ20002871A3 (cs) Křišťálové sklo
SI9400396A (en) Lead-free crystal glass with the refractive index higher than 1.52
GB2263478A (en) Lead-and and cadmium-free glass composition for glazing, enameling and decorating
CZ2021177A3 (cs) Křišťálové bezolovnaté sklo s indexem lomu vyšším než 1,52
SK74797A3 (en) Vitrifiable mixture for quality glasses
MXPA99007005A (es) Composicion de vidrio libre de plomo y de cadmio para vidriar, esmaltar y decorar vidrios o vitroceramicos y proceso para la produccion de un vitroceramico recubierto con la misma.
US5244848A (en) Glaze compositions
EP2625149A1 (en) Crystal glass having refractive index higher than 1,53 without a content of compounds of lead, barium and arsenic
US5468693A (en) Lead-free glasses exhibiting characteristics of crystal
JPS61281042A (ja) 鉛およびカドミウムを含有しない低温フリツト
JPS5930731A (ja) 高屈折率、低分散および低密度ガラス
CZ202211A3 (cs) Bezolovnaté křišťálové sklo
CZ303117B6 (cs) Krištálové bezolovnaté a bezbarnaté sklo, s obsahem oxidu lanthanu a niobu
CZ202212A3 (cs) Bezolovnaté křišťálové sklo s obsahem europia
CZ187694A3 (en) Lead-free crystal glass
CZ142492A3 (en) Batch for lead-free crystal glass
WO2024068596A1 (fr) Composition de cristal sans plomb, verre et article en verre a base de cette composiiton
CZ2004453A3 (cs) Křišťálové bezolovnaté a bezbarnaté sklo
CZ302144B6 (cs) Barevná skla bez obsahu sloucenin olova a barya
CZ302142B6 (cs) Krištálové sklo bez obsahu sloucenin olova a barya