RU2679025C1 - Способ получения прозрачного бесцветного натрий-кальций-силикатного стекла для световозвращающих микрошариков - Google Patents
Способ получения прозрачного бесцветного натрий-кальций-силикатного стекла для световозвращающих микрошариков Download PDFInfo
- Publication number
- RU2679025C1 RU2679025C1 RU2018101167A RU2018101167A RU2679025C1 RU 2679025 C1 RU2679025 C1 RU 2679025C1 RU 2018101167 A RU2018101167 A RU 2018101167A RU 2018101167 A RU2018101167 A RU 2018101167A RU 2679025 C1 RU2679025 C1 RU 2679025C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- melt
- temperature
- calcium
- microballs
- Prior art date
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- DEPUMLCRMAUJIS-UHFFFAOYSA-N dicalcium;disodium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Na+].[Na+].[Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O DEPUMLCRMAUJIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 10
- 239000011806 microball Substances 0.000 title abstract 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000000048 melt cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010411 cooking Methods 0.000 abstract 1
- 239000011325 microbead Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 5
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000006063 cullet Substances 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 238000005816 glass manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007909 melt granulation Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/10—Forming beads
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения стекла для световозвращающих микрошариков. Способ включает варку стекла до получения однородного расплава с последующей отливкой на гранулят и охлаждением. При этом температура расплава на гранулят выше температуры начала кристаллизации стекла не менее чем на 50°С, скорость охлаждения расплава составляет не менее 200°С/с. Стекло содержит следующие компоненты, мас.%: 54,0-70,0 SiO, 17,0-30,0 CaO, 7,0-16,0 NaO и/или KO, 0-5,0 MgO, 0-5,0 AlOи не более 0,1 FeO. Стекло имеет показатель преломления более 1,53, предпочтительно не менее 1,539. Технический результат – повышение эффективности световозвращения микрошариков. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Предложенное решение относится к способам изготовления стекол, предназначенных для производства стеклянных микрошариков, которые могут быть использованы при изготовлении световозвращающих устройств, например, в системах обеспечения безопасности дорожного движения.
В отечественной и мировой практике широко применяются световозвращающие материалы, содержащие стеклянные микрошарики (СМШ). При этом качество световозвращения СМШ характеризует величина коэффициента световозвращения, которая определяется показателем преломления, коэффициентом светопропускания и величиной поверхностного натяжения стекла, используемого для производства СМШ (патент РФ №2602328, МПК С03В 19/10, 2013 г.).
В настоящее время для производства СМШ для дорожной разметки используется натрий-кальций-силикатное прозрачное бесцветное стекло (Методические рекомендации по устройству горизонтальной дорожной разметки безвоздушным способом. Приняты и введены в действие распоряжением Государственной службы дорожного хозяйства РФ (Росавтодора) от 01.11.2001 г. № OC-450-p). СМШ для дорожной разметки получают из боя стекла (в основном листового).
Наиболее близким к предлагаемому решению является способ получения натрий-кальций-силикатного прозрачного бесцветного стекла (Чаус К.В., Чистов Ю.Д., Лабзина Ю.В. Технология производства строительных материалов, изделий и конструкций. - М. : Стройиздат, 1988. С. 396-400), используемого для производства СМШ. Недостатком таких СМШ является низкая эффективность световозвращения (не более 2 80 мКд) в виду малого показателя преломления стекла (не более 1,53), невысокого коэффициента светопропускания и высокого содержания частиц несферической формы (до 20%). Большое содержание частиц несферической формы связано с недостаточно высоким поверхностным натяжением данного стекла (не более 325 мН/м при 1300°С) и большим температурным диапазоном изменения вязкости стекла от 104 Па*с до 108 Па*с.
Технический результат предложенного решения заключается в повышении эффективности световозвращения СМШ, полученных из стекла, изготовленного по данному способу. Повышение эффективности световозвращения СМШ обеспечивается за счет:
увеличения показателя преломления стекла;
увеличения коэффициента светопропускания стекла;
увеличения поверхностного натяжения стекла;
снижения температурного диапазона изменения вязкости стекла в интервале от 104 Па*с до 108 Па*с.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения прозрачного бесцветного натрий-кальций-силикатного стекла для световозвращающих микрошариков охлаждение стекломассы, содержащей 54,0-70,0 мас. % SiO2, 17,0-30,0 мас. % СаО, 7,0-16,0 мас. % Na2O и/или K2O, 0-5,0 мас. % MgO, 0-5,0 мас. % Al2O3, не более 0,1 мас. % Fe2O3 и имеющей показатель преломления более 1,53, предпочтительно не менее 1,539, производят со скоростью, исключающей образование кристаллической фазы. Поэтому охлаждение стекломассы (гранулирование расплава) в предложенном решении осуществляют со скоростью не менее 200°С/сек, преимущественно отливкой расплава в воду. При этом выработка расплава на гранулят (гранулирование расплава) осуществляют при температуре, превышающей не менее, чем на 50°С температуру начала кристаллизации стекла. Поверхностное натяжение полученного стекла составляет при температуре 1300°С не менее 335 мН/м. Температурный диапазон изменения вязкости полученного стекла от 104 Па*с до 108 Па*с не превышает 216°С.
Снижение до 216°С температурного диапазона изменения вязкости стекла в интервале от 104 Па*с до 108 Па*с сокращает время формования СМШ, поэтому они меньше деформируются от соприкосновения между собой и корпусом печи, что увеличивает содержание СМШ сферической формы в готовом продукте.
Удельный вес стекла, полученного предложенным способом, составляет не более 2,8 г/см3, так как в нем отсутствуют тяжелые металлы, применение которых приводит к повышению стоимости стекла, отрицательно сказывается на экологии и снижает производительность установок по производству СМШ.
Условия охлаждения стекломассы (начальная температура отливки расплава, а также скорость его охлаждения) оказывают существенное влияние на кристаллизацию стекла в условиях подготовки расплава к выработке (отливке на гранулят). При этом температура выработки (отливки) расплава (стекломассы) должна быть выше температуры начала кристаллизации стекла не менее чем на 50°С, а скорость охлаждения расплава должна быть не менее 200°С/сек. В противном случае из-за образования в объеме стекла микрокристаллов происходит значительное снижение оптических показателей стекла (коэффициента светопропускания и, соответственно, коэффициента световозвращения СМШ).
Предложенный способ получения стекла для СМШ обеспечивает показатель преломления более 1,53, предпочтительно не менее 1,539, а также:
увеличивает коэффициент светопропускания стекла;
увеличивает поверхностное натяжение стекла при температуре 1300°С не менее чем до 335 мН/м и снижает температурный диапазон изменения вязкости стекла от 104 Па*с до 108 Па*с, что значительно уменьшает долю несферических СМШ.
Натрий-кальций-силикатное стекло для изготовления СМШ варят в газовой или электрической стекловаренной печи по общепринятой в стеклоделии технологии с последующим гранулированием расплава стекла. Полученный стеклогранулят (стеклобой, эрклез) далее подвергают измельчению и классификации полученных при измельчении порошков стекла на фракции в Диапазоне размеров 5-1500 мкм. Затем из полученных порошков стекла формуют стеклянные микрошарики во взвешенном состоянии в восходящем потоке газов при температуре 1100-1500°С. Охлаждение стекломассы, содержащей 54,0-70,0 мас. % SiO2, 17,0-30,0 мас. % СаО, 7,0-16,0 мас. % Na2O и/или K2O, 0-5,0 мас. % MgO, 0-5,0 мас. % Al2O3 и не более 0,1 мас. % Fe2O3, производят со скоростью предотвращающей образование кристаллической фазы, например, отливкой в воду.
Примеры составов стекол для предложенного способа приведены в таблице 1.
В последнем столбце таблицы приведен традиционный состав стекла, представляющий собой бой листового стекла, используемый для изготовления СМШ.
Свойства СМШ, изготовленных из перечисленных в таблице 1 составов стекла, полученных по предложенному способу, приведены в таблице 2.
Примеры охлаждения стекломассы.
Пример 1. Натрий-кальций-силикатное стекло для изготовления СМШ состава №3 (см. табл. 1) сварили в печи до получения однородного расплава. Выработку стекла на гранулят осуществляли отливкой расплава в воду при температуре 1210°С, что на 50°С выше температуры начала кристаллизации стекла. Скорость охлаждения расплава при этом составила 200°С/сек. Технические показатели стекла и СМШ отражены в таблице 2.
Пример 2. Натрий-кальций-силикатное стекло состава №3 (табл. 1) сварили в печи до получения однородного расплава. Выработку стекла на гранулят осуществляли отливкой расплава в воду при температуре 1110°С, что на 50°С ниже температуры начала кристаллизации стекла. Скорость охлаждения расплава при этом составила 220°С/сек. Коэффициент светопропускания стекла в этом случае составил 81%, а коэффициент светоотражения СМШ, полученных из этого стекла составил 294 мКд.
Пример 3. Натрий-кальций-силикатное стекло состава №5 (табл. 1) сварили в печи до получения однородного расплава. Выработку стекла на гранулят осуществляли отливкой расплава в воду при температуре 1250°С, что на 60°С выше температуры начала кристаллизации стекла. Скорость охлаждения расплава при этом составила 220°С/сек. Технические показатели стекла и СМШ отражены в таблице 2.
Пример 4. Натрий-кальций-силикатное стекло состава №5 (табл. 1) сварили в печи до получения однородного расплава. Выработку стекла на гранулят осуществляли отливкой расплава на охлаждаемую металлическую плиту при температуре 1140°С, что на 50°С ниже температуры начала кристаллизации стекла. Скорость охлаждения расплава при этом составила 80°С/сек. Коэффициент светопропускания стекла в этом случае составил 7 6%, а коэффициент светоотражения СМШ, полученных из этого стекла составил 252 мКд (показатели ниже, чем у прототипа).
Проведенные исследования показывают, что применение предложенного решения существенно повышает эффективность световозвращения СМШ.
Claims (2)
1. Способ получения прозрачного бесцветного натрий-кальций-силикатного стекла для световозвращающих микрошариков, включающий варку стекла до получения однородного расплава с последующей отливкой на гранулят и охлаждением, отличающийся тем, что температура отливки расплава на гранулят выше температуры начала кристаллизации стекла не менее чем на 50°С, скорость охлаждения расплава составляет не менее 200°С/сек, а стекло имеет показатель преломления более 1,53, предпочтительно не менее 1,539.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стекло содержит 54,0-70,0 мас. % SiO2, 17,0-30,0 мас. % СаО, 7,0-16,0 мас. % Na2O и/или K2O, 0-5,0 мас. % MgO, 0-5,0 мас. % Al2O3, не более 0,1 мас. % Fe2O3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018101167A RU2679025C1 (ru) | 2018-01-14 | 2018-01-14 | Способ получения прозрачного бесцветного натрий-кальций-силикатного стекла для световозвращающих микрошариков |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018101167A RU2679025C1 (ru) | 2018-01-14 | 2018-01-14 | Способ получения прозрачного бесцветного натрий-кальций-силикатного стекла для световозвращающих микрошариков |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2679025C1 true RU2679025C1 (ru) | 2019-02-05 |
Family
ID=65273590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018101167A RU2679025C1 (ru) | 2018-01-14 | 2018-01-14 | Способ получения прозрачного бесцветного натрий-кальций-силикатного стекла для световозвращающих микрошариков |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2679025C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US785799A (en) * | 1904-03-29 | 1905-03-28 | George Howlett Davis | Note-sheet winding and controlling mechanism for musical instruments. |
| SU601237A1 (ru) * | 1976-07-23 | 1978-04-05 | Ташкентский Политехнический Институт Имени Беруни | Стекло дл изготовлени микрошариков светоотражающих дорожно-сигнальных знаков |
| CN103723910A (zh) * | 2013-12-14 | 2014-04-16 | 蚌埠玻璃工业设计研究院 | 一种多孔玻璃微珠的制备方法 |
| US20150291767A1 (en) * | 2012-11-05 | 2015-10-15 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Polycarbonate resin composition and molded article |
-
2018
- 2018-01-14 RU RU2018101167A patent/RU2679025C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US785799A (en) * | 1904-03-29 | 1905-03-28 | George Howlett Davis | Note-sheet winding and controlling mechanism for musical instruments. |
| SU601237A1 (ru) * | 1976-07-23 | 1978-04-05 | Ташкентский Политехнический Институт Имени Беруни | Стекло дл изготовлени микрошариков светоотражающих дорожно-сигнальных знаков |
| US20150291767A1 (en) * | 2012-11-05 | 2015-10-15 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Polycarbonate resin composition and molded article |
| CN103723910A (zh) * | 2013-12-14 | 2014-04-16 | 蚌埠玻璃工业设计研究院 | 一种多孔玻璃微珠的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Beall et al. | Transparent glass-ceramics | |
| US3468681A (en) | Glass composition | |
| US2842446A (en) | High-index glass elements | |
| ES2808605T3 (es) | Vidrio exento de litio con módulo mejorado | |
| JP5931173B2 (ja) | 光学ガラスおよびその利用 | |
| US4282022A (en) | Method for making polarizing glasses through extrusion | |
| JP7219199B2 (ja) | 光学ガラスおよび光学素子 | |
| US3294559A (en) | Yellow glass bead compositions | |
| CN114685041B (zh) | 光学玻璃、玻璃预制件、光学元件和光学仪器 | |
| TW201630839A (zh) | 玻璃及化學強化玻璃 | |
| US2477649A (en) | Glass composition | |
| TW200407271A (en) | Lead-free and preferably arsenic-free optical dense crown glasses | |
| RU2679025C1 (ru) | Способ получения прозрачного бесцветного натрий-кальций-силикатного стекла для световозвращающих микрошариков | |
| RU2682279C1 (ru) | Натрий-кальций-силикатное прозрачное бесцветное стекло | |
| RU2692712C1 (ru) | Способ получения микрошариков для световозвращающих покрытий | |
| JP7075033B2 (ja) | フィラー粉末の製造方法 | |
| JP2015074589A (ja) | 紫外線発光素子用カバーガラス | |
| RU2692714C1 (ru) | Стеклянный микрошарик для световозвращающих покрытий | |
| US3419403A (en) | High index of refraction glass compositions | |
| US3193401A (en) | High index glass composition | |
| KR20060090611A (ko) | 납 및 비소를 포함하지 않는 광학 하드 크라운 유리 | |
| JP7295228B2 (ja) | 耐衝撃応力特性を備えた保護ガラス板 | |
| JP5589929B2 (ja) | 光学ガラス、精密プレス成型用プリフォーム、及び光学素子 | |
| RU2672890C1 (ru) | Стеклянный микрошарик | |
| US2838408A (en) | Glass compositions |