CZ36620U1 - Zvukoabsorpční materiál na bázi skla s optickým fluorescenčním efektem - Google Patents

Description

Úřad průmyslového vlastnictví v zápisném řízení nezjišťuje, zda předmět užitného vzoru splňuje podmínky způsobilosti k ochraně podle § 1 zák. ě. 478/1992 Sb.

Zvukoabsorpční materiál na bázi skla s optickým fluorescenčním efektem

Oblast techniky

Technické řešení se týká zvukoabsorpčního materiálu na bázi skla s optickým fluorescenčním efektem.

Dosavadní stav techniky

V současné době je známá celá řada interiérových i exteriérových zvukoabsorpčních prvků, podhledů i stěnových obkladů, které snižují hluk v daném prostředí nebo jinak přispívají ke zlepšení akustického komfortu. K těmto prvkům patří také prvky z materiálu na bázi skla - např. z CZ AO č. 129479 je známý skleněný stavební panel, který slouží jako obklad exteriérových stěn stavebních děl; z CZ 27170 je pak známý zvukoabsorpční skleněný panel tvořený vzájemně teplotně spečenými skleněnými částicemi různých tvarů, mezi kterými je vytvořen multicelulární vzduchový labyrint, ve kterém dochází k útlumu zvuku.

Nevýhodou těchto řešení je, že nevyužívají všechny možnosti a vlastnosti skla jako výchozího materiálu.

Cílem technického řešení je zvukoabsorpční materiál na bázi skla se specifickým optickým efektem.

Podstata technického řešení

Cíle technického řešení se dosáhne zvukoabsorpčním materiálem na bázi skla s fluorescenčním efektem, který je tvořený vzájemně teplotně slinutými skleněnými střepy různých geometrických tvarů, mezi kterými je vytvořený multicelulární vzduchový labyrint, přičemž jsou ve struktuře tohoto materiálu zakomponovány částice uranového skla s fluorescenčním vyzařováním, které jsou se skleněnou hmotnou pevně spojené slinutím. Ve výhodné variantě provedení mají částice uranového skla zrnitost 0,1 až 15 mm, s výhodou 2 až 8 mm. Částice uranového skla se se skleněnou hmotnou materiálu spojují během tepelného slinování, kdy dochází k natavení střepů i částic uranového skla a jejich propojení. Skleněné střepy i částice uranového skla si do určité míry zachovávají svůj výchozí tvar a prostorové rozložení, v důsledku čehož, se ve vnitřní struktuře tohoto materiálu vytváří členitý multicelulární vzduchový labyrint. Členitý, avšak bez ostrých hran, je také vnější povrch tohoto materiálu. Charakteristickým rysem uranového skla je fluorescence, která je způsobená iontovými barvivy (UO4)^2- ve vsázce, přičemž uranové sklo pohlcováním ultrafialových a fialových paprsků předává část absorbované energie do oblasti spektra zeleného záření. Částice uranového skla se s výhodou získají nadrcením (a případně i namletím na prášek o zrnitosti pod 1 mm) tyčí z uranového skla na potřebnou frakci, případně jako střepy z výrobků z uranového skla, a je možné je aplikovat přímo ke zbytku skleněného materiálu před tepelným slinováním. Výslednému materiálu pak poskytují specifickou zelenou nebo žlutozelenou fluorescenci. Výsledný optický efekt je tvořen změnou barvy pod nasvícením UV(A) zářením; po odstranění zdroje záření optický efekt zaniká.

Podíl uranového skla ve struktuře zvukoabsorpčního materiálu odpovídá 0,05 až 17,5 % hmotnostních. V případě použití samotných částic uranového skla se zrnitostí pod 1 mm je jejich podíl s výhodou do 3 % hmotnostních.

Zvukoabsorpční materiál na bázi skla podle technického řešení dosahuje díky svému multicelulárnímu vzduchovému labyrintu velmi dobrých zvukoabsorpčních vlastností, když funguje jako porézní absorbér, kdy k útlumu zvuku dochází vlivem kmitání vzduchu v jeho

- 1 CZ 36620 U1 labyrintu a tření o jeho stěny, přitom však navíc získává nevšední fotoluminiscenční efekt. Částice uranového skla mohou být ve struktuře tohoto materiálu rozmístěny v podstatě náhodně, nebo mohou být uspořádány do libovolných obrazců a tvarů, kdy může výrobek z tohoto materiálu plnit např. designové nebo technické úkoly (např. může sloužit jako pasivní nouzové osvětlení, označení únikových východů nebo jiných kritických míst, detektor UV(A) záření apod.).

V případě potřeby je možné do struktury zvukoabsorpčního materiálu na bázi skla podle technického řešení zakomponovat další vhodné složky, např. soli zvyšující výslednou pórovitost tohoto materiálu, jako např. uhličitan sodný, uhličitan draselný, chlorid sodný, tetraboritan sodný apod. Současně lze do struktury tohoto materiálu zakomponovat i další neskleněné složky, jako např. barviva, kovy, minerály apod. a/nebo tento materiál opatřit vhodnou povrchovou úpravou, např. lakem apod. Lak, případně jiný povrchově nanášený materiál může pro další ozvláštnění obsahovat fotoluminiscenční, fotochromní a/nebo termochromní pigment/pigmenty. Kromě toho lze v rámci tohoto materiálu pro dosažení požadovaných optických vlastností a efektů kombinovat skla různých typů nebo s různou barevnou úpravou s podobnou teplotní roztažností, např. sklo na bázi Zr s krystalínovým křišťálovým sklem (sodnodraselný křišťál bezolovnatý), apod., případně pro zabarvení výsledného materiálu použít barevná skla, ve formě střepů a/nebo barevných skleněných korálků (rokajl), apod. Součástí materiálu může být i podíl (3 až 17,5 % hm.) alespoň jednoho fotoluminiscenčního písku na bázi hlinitanových solí kovů alkalických zemin se zrnitostí 0,1 až 2 mm, jehož zrna jsou se skleněnou hmotnou pevně spojená slinutím, a který materiálu pode technického řešení poskytuje fotoluminiscenční efekt. Fotoluminiscenční písek/písky si přitom díky své vysoké tepelné odolnosti zůstává pískem a současně neztrácí své fotoluminiscenční vlastnosti.

Dle požadavku na uložení částic uranového skla ve struktuře zvukoabsorpčního materiálu se částice uranového skla při výrobě tohoto materiálu smíchají s celým množstvím skleněných střepů pro výrobu tohoto materiálu, resp. výrobku, jen s částí těchto skleněných střepů, případně se alespoň část uranového skla aplikuje na povrch vrstvy skleněných střepů. Ve výhodné variantě se zvukoabsorpční materiál podle technického řešení připraví vrstvením střepů různých frakcí, kdy se na sebe ukládají vrstvy skleněných střepů tak, že každá z vrstev je tvořena střepy srovnatelné velikosti (nebo jednoho typu skla), ale rozměrově (nebo co do typu skla) odlišných od sousední vrstvy, což má za následek estetickou odlišnost výsledných výrobků a jejich vnitřní i vnější struktury a tvorbu vzduchového multicelulárního labyrintu ve vnitřní struktuře tohoto materiálu. Uranové sklo se přitom s výhodou přidává jen do/na některé/některých frakcí, případně mezi ně. V případě použití částic uranového skla se zrnitostí pod 1 mm se tyto částice s výhodou uloží na povrch finální vrstvy nebo některé mezivrstvy.

Připravená směs skleněných střepů (rozvrstvených nebo ne) a částic uranového skla se zarovná do formy libovolného tvaru a společně s ní se umístí do tavící pece, kde se po určené tavící křivce dílčím postupem ohřívá na teplotu 710 až 840 °C, s výhodou kolem 750 °C. Při tom dochází k natavení a slinutí skleněných střepů i částic uranového skla, tvorbě multicelulárního labyrintu a zakomponování částic uranového skla do skleněné hmoty. Po vychladnutí po určené chladící křivce se vytvořený materiál v případě potřeby dále řeže na potřebný rozměr nebo se formátuje nebo tvaruje do požadovaného tvaru.

Zvukoabsorpční materiál na bázi skla podle technického řešení, resp. výrobky z něj, je použitelný jak v exteriéru, tak i interiéru. Díky multicelulárnímu vzduchovému labyrintu je prodyšný a vodopropustný. Současně je prostupný pro světlo, nehořlavý, odolný vůči řadě chemikálií a omyvatelný. Výhodou je, že pro jeho výrobu lze použít skleněný odpad. Díky uranovému sklu má nevšední a zajímavý fluorescenční efekt. Dle potřeby a uvažované aplikace se z tohoto materiálu mohou vyrábět plošné panely pro umístění např. na stěny nebo strop interiéru, případně exteriéru, prostorové výrobky libovolného tvaru, jako např. tvárnice, ale také designové výrobky. Součástí hotových výrobků vyrobených ze zvukoabsorpčního materiálu podle technického řešení může být zdroj záření s UV, výhodou UVA složkou.

- 2 CZ 36620 U1

Objasnění výkresů

Na přiložených výkresech je na obr. 1 fotografie detailu panelu vytvořeného z první varianty zvukoabsorpčního materiálu na bázi skla s fluorescenčním efektem podle technického řešení ve fázi fluorescenčního vyzařování při osvícení UV zářením, na obr. 2 fotografie detailu panelu vytvořeného z druhé varianty zvukoabsorpčního materiálu na bázi skla s fluorescenčním efektem podle technického řešení ve fázi fluorescenčního vyzařování při osvícení UV zářením, na obr. 3 fotografie detailu panelu vytvořeného ze třetí varianty zvukoabsorpčního materiálu na bázi skla s fluorescenčním efektem podle technického řešení ve fázi fluorescenčního vyzařování při osvícení UV zářením, na obr. 4 fotografie detailu panelu vytvořeného ze čtvrté varianty zvukoabsorpčního materiálu na bázi skla s fluorescenčním efektem podle technického řešení ve fázi fluorescenčního vyzařování při osvícení UV zářením, na obr. 5 fotografie detailu panelu vytvořeného z páté varianty zvukoabsorpčního materiálu na bázi skla s fluorescenčním efektem podle technického řešení ve fázi fluorescenčního vyzařování při osvícení UV zářením, a na obr. 6 fotografie detailu panelu vytvořeného z šesté varianty zvukoabsorpčního materiálu na bázi skla s fluorescenčním efektem podle technického řešení ve fázi fluorescenčního vyzařování při osvícení UV zářením.

Příklady uskutečnění technického řešení

Příklad 1

Ve formě se vytvořila rovnoměrná plošná vrstva ze 4 kg střepů krystalínového křišťálového skla (sodnodraselný křišťál bezolovnatý, krystalín) se všemi rozměry menšími než 25 mm. Na ní se uložila vrstva ze 8,55 kg střepů krystalínového křišťálového skla se všemi rozměry většími než 10 mm a současně menšími než 35 mm. Na její povrch se následně rozprostřelo 0,45 kg částic uranového skla se zrnitostí 2 až 8 mm. Takto připravený polotovar se rychlostí 200 °C/h ohřál na teplotu 600 °C. Na ní setrval 60 minut a poté se rychlostí 175 °C/h ohřál na teplotu 775 °C, na které setrval dalších 10 minut. Přitom došlo k natavení a slinutí skleněných střepů a částic uranového skla. Poté následovalo řízené chlazení. Tímto postupem se vytvořil zvukoabsorpční panel na bázi skla s hmotností 13 kg a podílem uranového skla cca 3,5 % hm. Částice uranového skla byly ve struktuře tohoto panelu rozmístěny náhodně. Panel byl lesklý. Po osvitu zářením s UVA složkou produkoval zelené fluorescenční záření - viz obr. 1 na kterém je fotografie tohoto panelu ve fázi fluorescenčního záření.

Příklad 2 kg střepů krystalínového křišťálového skla se všemi rozměry menšími než 15 mm se rozprostřelo do plošné vrstvy do formy. 6 kg skleněných střepů krystalínového křišťálového skla se všemi rozměry většími než 5 mm a současně menšími než 30 mm se smíchalo s 1 kg částic uranového skla se zrnitostí 1 až 5 mm. Tato směs se rozprostřela do plošné vrstvy na první vrstvu střepů ve formě. Takto připravený polotovar se rychlostí 190 °C/h ohřál na teplotu 570 °C. Na ní setrval 90 minut a poté se rychlostí 70 °C/h ohřál na teplotu 710 °C, na které setrval dalších 30 min. Přitom došlo k natavení a slinutí skleněných střepů a částic uranového skla. Poté následovalo řízené chlazení. Tímto postupem se vytvořil zvukoabsorpční panel na bázi skla s hmotností 13 kg a podílem uranového skla cca 7,7 % hm. Částice uranového skla byly ve struktuře tohoto panelu rozmístěny náhodně. Panel byl lesklý. Po osvitu zářením s UVA složkou produkoval zelené fluorescenční záření - viz obr. 2 na kterém je fotografie tohoto panelu ve fázi fluorescenčního záření.

Příklad 3 kg střepů krystalínového křišťálového skla se všemi rozměry menšími než 10 mm se rozprostřelo do plošné vrstvy do formy. 7,5 kg skleněných střepů krystalínového křišťálového skla se všemi

- 3 CZ 36620 U1 rozměry většími než 5 mm a současně menšími než 30 mm se smíchalo s 1,5 kg částic uranového skla se zrnitostí 10 až 15 mm. Tato směs se rozprostřela do plošné vrstvy na první vrstvu střepů ve formě. Takto připravený polotovar se rychlostí 320 °C/h ohřál na teplotu 640 °C. Na ní setrval 40 minut a poté se rychlostí 200 °C/h ohřál na teplotu 840 °C, na které setrval dalších 5 minut. Přitom došlo k natavení a slinutí skleněných střepů a částic uranového skla. Poté následovalo řízené chlazení. Tímto postupem se vytvořil zvukoabsorpční panel na bázi skla s hmotností 13 kg a podílem uranového skla cca 11,5 % hm. Částice uranového skla byly ve struktuře tohoto panelu rozmístěny náhodně. Panel byl lesklý. Po osvitu zářením s UVA složkou produkoval zelené fluorescenční záření - viz obr. 3 na kterém je fotografie tohoto panelu ve fázi fluorescenčního záření.

Příklad 4

Ve formě se vytvořila rovnoměrná plošná vrstva ze 4 kg střepů krystalínového křišťálového skla se všemi rozměry menšími než 25 mm. Na ní se uložila vrstva z 9 kg střepů krystalínového křišťálového skla se všemi rozměry většími než 10 mm a současně menšími než 40 mm. Na její povrch se následně rozprostřelo 25 g částic uranového skla se zrnitostí 0,1 až 0,6 mm.

Takto připravený polotovar se rychlostí 205 °C/h ohřál na teplotu 610 °C. Na ní setrval 50 minut a poté se rychlostí 170 °C/h ohřál na teplotu 750 °C, na které setrval dalších 15 minut. Přitom došlo k natavení a slinutí skleněných střepů a částic uranového skla. Poté následovalo řízené chlazení. Tímto postupem se vytvořil zvukoabsorpční panel na bázi skla s hmotností 13,025 kg a podílem uranového skla cca 0,2 % hm. Částice uranového skla byly ve struktuře tohoto panelu rozmístěny náhodně. Panel byl lesklý. Po osvitu zářením s UVA složkou produkoval zelené fluorescenční záření - viz obr. 4 na kterém je fotografie tohoto panelu ve fázi fluorescenčního záření.

Příklad 5 ,5 kg střepů krystalínového křišťálového skla se všemi rozměry menšími než 20 mm se rozprostřelo do plošné vrstvy do formy. 5,75 kg skleněných střepů krystalínového křišťálového skla se všemi rozměry většími než 10 mm a současně menšími než 40 mm se smíchalo s 2,25 kg částic uranového skla se zrnitostí 6 až 12 mm. Tato směs se rozprostřela do plošné vrstvy na první vrstvě střepů ve formě a poté se překryla vrstvou z 2,5 kg střepů krystalínového křišťálového skla se všemi rozměry menšími než 15 mm. Takto připravený polotovar se rychlostí 200 °C/h ohřál na teplotu 650 °C, na které setrval 20 minut a poté se rychlostí 100 °C/h ohřál na teplotu 750 °C, na které setrval dalších 15 minut. Přitom došlo k natavení a slinutí skleněných střepů a částic uranového skla. Poté následovalo řízené chlazení. Tímto postupem se vytvořil zvukoabsorpční panel na bázi skla s hmotností 13 kg a podílem uranového skla cca 17,3 % hm. Částice uranového skla byly ve struktuře tohoto panelu rozmístěny náhodně. Panel byl lesklý. Po osvitu zářením s UVA složkou produkoval zelené fluorescenční záření - viz obr. 5 na kterém je fotografie tohoto panelu ve fázi fluorescenčního záření.

Příklad 6

Ve formě se vytvořila rovnoměrná plošná vrstva ze 4,5 kg střepů krystalínového křišťálového skla se všemi rozměry menšími než 25 mm. Na ní se uložila vrstva z 8,5 kg střepů krystalínového křišťálového skla se všemi rozměry většími než 10 mm a současně menšími než 40 mm. Na její povrch se následně rozprostřelo 250 g částic uranového skla se zrnitostí 0,1 až 0,6 mm. Takto připravený polotovar se rychlostí 240 °C/h ohřál na teplotu 590 °C. Na ní setrval 70 minut a poté se rychlostí 190 °C/h ohřál na teplotu 740 °C, na které setrval dalších 20 minut. Přitom došlo k natavení a slinutí skleněných střepů a částic uranového skla. Poté následovalo řízené chlazení. Tímto postupem se vytvořil zvukoabsorpční panel na bázi skla s hmotností 13,250 kg a podílem uranového skla cca 2 % hm. Částice uranového skla byly ve struktuře tohoto panelu rozmístěny náhodně. Panel byl lesklý. Po osvitu zářením s UVA složkou produkoval zelené fluorescenční záření - viz obr. 6 na kterém je fotografie tohoto panelu ve fázi fluorescenčního záření.

Claims (2)

1. Zvukoabsorpční materiál na bázi skla s optickým fluorescenčním efektem, který obsahuje vzájemně teplotně slinuté skleněné střepy vytvářející skleněnou hmotu, ve které je 5 vytvořený multicelulární vzduchový labyrint, vyznačující se tím, že ve skleněné hmotě jsou uloženy částice uranového skla se zrnitostí 0,1 až 15 mm, které jsou se skleněnou hmotou pevně spojené slinutím, přičemž podíl částic uranového skla je 0,05 až 17,5 % hmotnostních.

2. Zvukoabsorpční materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že částice uranového skla mají zrnitost 2 až 8 mm.