CZ309097B6 - 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
CZ309097B6
CZ309097B6 CZ2021-177A CZ2021177A CZ309097B6 CZ 309097 B6 CZ309097 B6 CZ 309097B6 CZ 2021177 A CZ2021177 A CZ 2021177A CZ 309097 B6 CZ309097 B6 CZ 309097B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
weight
glass
lead
refractive index
bao
Prior art date
Application number
CZ2021-177A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2021177A3 (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 CZ2021177A priority Critical patent/CZ2021177A3/cs
Publication of CZ309097B6 publication Critical patent/CZ309097B6/cs
Publication of CZ2021177A3 publication Critical patent/CZ2021177A3/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/078Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing an oxide of a divalent metal, e.g. an oxide of zinc
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087Glass 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089Glass 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, které hmotnostně sestává zSiO2 65 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 ± 0,02přičemž 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 % hmoto., 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 % hmota., 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 krystalín“. 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 % hmota. 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 [% hmota.] Majitel patentu / Patent č.
Corning Omela 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
Na20 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 - - - -
BÍ2O3 - - - -
TiO2 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 -
Ta2O5 - - 0 až 5 -
Y2O3 - - - -
Yb203 - - - -
WO3 - - - -
Garantované hodnoty veličin
p [g.cm’3] >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 ski ovin, můžeme také nalézt drahé a někdy i diskutabilní komponenty SrO, SnO2, NbiOs Ta2O5. Další nevýhodou u některých výše uvedených patentových dokumentů jsou vysoké tavící teploty, relativně vysoký obsah oxidů Ί1Ο2, 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:
až 75 % hmotn.
SiO2 Na20 K2O CaO BaO ZnO
B2O3 Sb2O3 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 309097 B6
Er2O3 + Nd20s 0,05 ± 0,02 % hmotn.
přičemž suma CaO + BaO je vyšší než 8 % hmotn.
suma K2O + BaO je vyšší než 10 % hmotn.
suma K2O + ZnOje 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 rafmační 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 2,52g.cm-3. Koeficient teplotní roztažnosti odpovídá a 200 až 300 °C je 9,6 x ΙΟ-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 kterých 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 T1O2, HfO2, SrO, La2O3, BI2O3, SnO2, Nb2Os, Ta20s 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 309097 B6
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 % hmota.
[% hmota.]
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
    SÍO2
    Na2O
    K2O ίο CaO
    BaO
    ZnO
    B2O3 Sb2O3
    15 Er2O3 + Nd2O3
    65 až 75 % hmota.
    5 až 15 % hmota.
    1 až 11 % hmota.
    1 až 10 % hmota.
    1 až 9 % hmota.
    laž 6 % hmota.
    0,1 až 3 % hmota.
    0,2 až 0,4 % hmota.
    0,05 ± 0,02 % hmota.
    přičemž suma CaO + BaO je vyšší než 8 % hmota, suma K2O + BaO je vyšší než 10 % hmota, suma K2O + ZnOje vyšší než 9 % hmota.
CZ2021177A 2021-04-09 2021-04-09 Křišťálové bezolovnaté sklo s indexem lomu vyšším než 1,52 CZ2021177A3 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2021177A CZ2021177A3 (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
CZ2021177A CZ2021177A3 (cs) 2021-04-09 2021-04-09 Křišťálové bezolovnaté sklo s indexem lomu vyšším než 1,52

Publications (2)

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

Family

ID=80038215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2021177A CZ2021177A3 (cs) 2021-04-09 2021-04-09 Křišťálové bezolovnaté sklo s indexem lomu vyšším než 1,52

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ2021177A3 (cs)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ202212A3 (cs) * 2022-01-10 2023-03-15 Preciosa - Lustry, A.S. Bezolovnaté křišťálové sklo s obsahem europia
CZ202211A3 (cs) * 2022-01-10 2022-12-21 Preciosa - Lustry, A.S. Bezolovnaté křišťálové sklo

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0616984A1 (de) * 1993-03-25 1994-09-28 Schott Glaswerke Bleifreies Kristallglas mit hoher Lichttransmission
CZ2004453A3 (cs) * 2004-04-02 2005-03-16 Moser, A. S. Křišťálové bezolovnaté a bezbarnaté sklo
PL193514B1 (pl) * 2001-03-27 2007-02-28 Marek Galewicz Ekologiczne szkło kryształowe
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0616984A1 (de) * 1993-03-25 1994-09-28 Schott Glaswerke Bleifreies Kristallglas mit hoher Lichttransmission
PL193514B1 (pl) * 2001-03-27 2007-02-28 Marek Galewicz Ekologiczne szkło kryształowe
CZ2004453A3 (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

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2021177A3 (cs) 2022-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4317585B2 (ja) 光学ガラス
JP4262256B2 (ja) 光学ガラス
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
CZ309097B6 (cs) Křišťálové bezolovnaté sklo s indexem lomu vyšším než 1,52
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
US5244848A (en) Glaze compositions
JP5271483B2 (ja) 光学ガラス
JPS61281042A (ja) 鉛およびカドミウムを含有しない低温フリツト
US5468693A (en) Lead-free glasses exhibiting characteristics of crystal
JPS6351984B2 (cs)
JPS5930731A (ja) 高屈折率、低分散および低密度ガラス
CZ202211A3 (cs) Bezolovnaté křišťálové sklo
JPH05201743A (ja) 光学ガラスおよびそれを用いた光学レンズ
JPS6270245A (ja) 耐環境性光フアイバ−
WO1996027561A1 (en) High index glasses
CZ286934B6 (cs) Křišťálové sklo s vysokou prostupností pro světlo, prosté olova a barya
CZ2011176A3 (cs) Krištálové bezolovnaté a bezbarnaté sklo, s obsahem oxidu lanthanu a niobu
JPS5839782B2 (ja) 光通信用ガラス繊維
CZ202212A3 (cs) Bezolovnaté křišťálové sklo s obsahem europia
US20220169558A1 (en) Decorative glass article
CZ142492A3 (en) Batch for lead-free crystal glass