Krištáľové sklo bez olova, bária, nióbu a ich zlúčenín a spôsob prípravy

Je ešte 1 strana.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Podstatou je krištáľové sklo bez olova, bária, nióbu a ich zlúčenín, s indexom lomu najmenej 1,5200, s hustotou najmenej 2450 kg.m-3, s obsahom oxidu zinočnatého a draselného najmenej 10 % hmotn., obsahujúce sedem vybraných prvkov, hlavne vo forme oxidov, a to kremíka, sodíka, draslíka, vápnika, hliníka, zirkónu a zinku v množstve najmenej 99, 2 % hmotn. Obsah (v % hmotn.) oxidu kremičitého a oxidu zirkoničitého je 65,11 až 74,0 %, pričom obsah oxidu zirkoničitého 0,01 až 2,1 %. Obsah oxidu sodného je 0,8 až 14,0 %, obsah oxidu draselného 6,5 až 9,9 %, obsah oxidu vápenatého 8,6 až 13,0 %, obsah zinočnatého 0,5 až 3,6 % a obsah oxidu hlinitého 0,01 až 3,0 %. Ďalej môže obsahovať prípustné prímesi najviac 0,6 % hmotn. a do 100 % hmotn. znečisteniny a zlúčeniny kovov, pochádzajúce z východiskových surovín.

Text

Pozerať všetko

Vynález sa týka krištáľového skla bez olova, bária a nióbu a ich zlúčenin, ako aj spôsobu prípravy krištáľového skla s indexom lomu najmenej 1,5200, s hustotou najmenej 2450 kg.m 3 a pre ktoré platí, že suma obsahov oxidov zinočnatého ZnO a draselného K 2 O je najmenej 10 hmotn., pričom toto sklo spĺňa náročné technické, estetické,ekologické i hygienické požiadavky. Pripravuje sa z technicky dostupných východiskových surovín a pomocných látok.Stúpajúce nároky na silikátové materiály Levender M.D. Indoor Built Environt., 8 (2), 89-93 (1999), ale zvlášť na krištáľove sklo, kladú vysoke požiadavky nielen na technické vlastnosti (čo najlepšia svetelná priepustnosť,vysoký index lomu), ale aj na ekologickú a hygienickú bezchybnosť. Tieto požiadavky viedli k vytvoreniu tzv. bezolovnatého krištáľového skla, pozostávajúceho (v hmotn.) z 50 až 65 oxidu kremičitého SiOZ, 0,5 až 17 oxidu zirkoničitého ZrOQ, 10 až 22 oxidu draselného KZO alebo oxidu sodného NaZO, 2 až 10 oxidu vápenatého CaO a/alebo oxidu horečnatého MgO, ďalej oxidu bámatého BaO, zinočnatého ZnO, bizmutitého BizOg, antimonitého Sb 203, oxidu hlinitého A 120, a titaničitého TiOz, ako aj z kontrolovaných, spravidla minimálnych nmožstiev oxidu železitého Fe 2 O 3, sulfátov a chloridov, dokonca aj s využitím ďalších komponentov, ako oxidu ciničitého S 1102, oxidu niobičnćho Nb 2 O 5 a oxidu tantaličného Ta 2 O 5 Šašek L.,Rada M., Šašek L. SK 277 737 (1994) W 095/13 993 - C 03 C 3/087, 3/095, 3/1 1. Ale niektoré z uvedených oxidov sú ako komponenty krištáľového skla nežiaduce. A to jednak z hľadiska negatívneho vplyvu na fyzikálno-mechanické a estetické vlastnosti výrobkov z krištáľového skla,ale aj z hľadiska ekologicko-hygienického, ako je to v prípade oxidu bámatého Ba 0 Naumann K. at al, (Schott) DE 1985 927 (2000) a oxidu strontnatého SrO. Navyše, multikomponentné krištáľové sklo je technicky náročné na výrobu, ako aj na dostupnosť surovín. Navyše, čoraz vyššie hygienické nároky na výrobky z krištáľového skla, najmä prichádzajúceho do styku s potravinami, si nástojčivo vyžadujú v maximálnej miere sa vyhnúť problémovýrn komponentom krištáľového skla. Podobne je to aj v ďalších prípadoch, keď sa akcentuje aj prítomnost oxidu bárnatého BaO,oxidu strontnatého SrO a fluoridov, ale aj inak vhodných komponentov, ako oxidu horečnatého MgO, hoci postačuje oxid vápenatý CaO a oxid titaničitý TiOz Lenhan A. US 6391810 (2002) Komiya Hidetoshi at al EP 0893417(l 997) i ďalších prímesí vrátane oxidu niobičného Nb 2 O 5 Sakoske G. EP 1006088 (2000) Eichholz R. EP 1306353(2003), bez významného pozitívneho vplyvu na výrobu a kvalitu krištáľového skla. Nie ojedinelo sú navrhnuté hranice koncentrácií komponentov take široké, že pri ich akceptovani sa niekedy nedosahujú ani deklarované fyzikálnomechanické, estetická alebo aj hygienické parametre krištálového skla.Adekvátne na tieto nároky reagujú aj významní výrobcovia krištáľového skla. Tak Schott Zwiesel chráni krištáľové sklo Clement M., Brix P., Gaschler L. SK 280 058(1993), CZ 286 934(2000) s vysokou priepustnosťou svetla, bez olova, bária, s vysokým indexom lomu svetla a hustotou, pričom je však multikomponentné, okrem iného obsahujúce aj oxid niobičný NbO 5, pričom môže obsahovat aj oxid strontnatý SrO, oxid tantaličný T 3205, oxid ceričitýC 502, oxid titaničitý TiOZ, ako aj fluoridy. Podobne krištáľové bezolovnaté sklo s indexom lomu vyšším ako 1,52 chráni Rada M., Šašek L., Šašek L. Sl( 278 662 (1993),pričom toto sklo obsahuje popri Si 02, CaO, KZO, N 320,M 203, ZrOZ aj HfOZ a TiOz. Z technického, ale hlavne výrobného i surovinového hľadiska najmä ich multikomponentnosť, ako aj prítomnost problémových komponentov,ako síranov, chloridov, ŕluóru a železa, napriek zaujímavým technickým vlastnostiam takýchto krištáľových skiel,neuspokojuje najnáročnejšie požiadavky.Dobré fyzikálno-mechanické parametre dosahuje aj bezolovnate sklo podľa ďalšieho patentu Rytychová K.(Preciosa) CZ 281 030 (1996, ale prítomnosť hlavne oxidu bárnatého BaO neuspokojuje najnáročnejšie chemicke-hygienické parametre to platí aj pre bezolovnaté krištáľové sklo podľa Halfar J. (Omela) SK 277744 (1994). Aj v pripade bezolovnatého skla Comier G., Vasseur D. (Baccarat Crístalleries) EP 553586 (l 993) ide o multikomponentné sklo, ktoré má navyše príliš vysoký obsah oxidu zinočnatého ZnO (16 až 21 hmotn.), čo nepriaznivo ovplyvňuje tavenie, vedie k separácií na nemiešateľnú fázu a k vzniku šlírovitého skla, ale aj k nadmemej korózii žiaruvzdomého materiálu.V mnohých prípadoch sú chránené príliš široké hranice koncentrácií komponentov, ktore sú na potencionàlnu priemyselnú výrobu prakticky sotva použiteľné, pretože neumožňujú výrobu kvalitného krištáľového skla s požadovanými náročnými fyzikálne-mechanickými, estetickými a hygienickými vlastnosťami.Cieľom predloženého vynálezu je poskytnúť krištáľové sklo, ktore odstraňuje, resp. aspoň minimalizuje negatívne vlastnosti známych, najmä multikomponentných skiel, optimálne využíva dostupné východiskové suroviny a pritom má zachované náročné fyzikálne-mechanické, estetická a hygienické vlastnosti.Nastolenú požiadavku rieši krištáľové sklo bez olova,bária, nióbu a ich zlúčenín, s indexom lomu najmenej l,5200, s hustotou najmenej 2450 kg.m 3, pre ktoré platí, že suma obsahov oxidov zinočnatého ZnO a draselného KZO je najmenej 10 hmotn., na báze ekologicky prijateľných zlúčenín prvkov LA, I 1.A, lV.A, Il.B až IV.B podskupin periodického systému prvkov, podľa predloženého vynálezu. Podstata vynálezu spočíva v tom, že krištáľovć sklo obsahuje v celkovom množstve zlúčeniny siedmich vybraných prvkov, hlavne vo fomie oxidov, a to kremíka, sodíka,draslíka, vápnika, hliníka, zirkónu a zinku v množstve najmenej 99,2 hmotn., kde- suma obsahu oxidu kremičitého SiOŽ a oxidu zirkoničitého ZrOg ako sieťotvomých komponentov v krištáľovom skleje 65,11 až 74,0 hmom., pričom obsah oxidu kremičitého SÍOZ je 65,10 až 71,90 hmotn. a obsah oxidu zirkoničitého ZrO 2 0,0 l až 2,1 hmotn.,- obsah oxidu sodného NaZOje 8,0 až 14,0 hmotn.,obsah oxidu draselného KlO je 6,5 až 9,9 hmom.,obsah oxidu vápenatého CaO je 8,6 až 13,0 hmotn.,obsah oxidu zinočnatého ZnO je 0,5 až 3,6 hmotn. a obsah oxidu hlinitého A 110, je 0,0 l až 3,0 hmotn.Ďalej môže obsahovat prípustné prímesí ako oxid horečnatý MgO spolu s oxidom antimonitým Sb 2 O 3 alebo ich síranmi, v množstve najviac 0,6 hmotn., a zvyšok do 100 hmotn. znečisteniny a zlúčeniny kovov vrátane oxidov kovov s premenlivým mocenstvom, pochádzajúce z východiskových surovín.Je výhodné, ak obsah kremika, sodíka, draslíka, vápnika, hliníka, zírkónu a zinku, najmä vo forme oxidov, je najmenej 99,3 hmotn.Zistilo sa, že výhodné je aj krištáľové sklo, v ktorom suma obsahu oxidu kremičitého SiO 2 a oxidu zirkoničitého ZrOZ ako sieťotvorných komponentov v krištáľovom je 65,11 až 72,0 hmotn., pričom obsah oxidu kremičitého S 102 je 65,10 až 70,00 hmom. a obsah oxidu zirkoničitého ZrOZ 0,01 až 2,0 hmotn.,obsah oxidu sodného NazO je 9,9 až 12,5 hmotn.,obsah oxidu draselného KZO je 7,6 až 9,0 hmotn.,obsah oxidu vápenatého CaO je 8,6 až 11,5 hmotn.,obsah oxidu zinočnatého ZnO je 1,0 až 3,6 hmom. a obsah oxidu hlinitého A 120 je 0,0 l až 3,0 hmotn.,ako aj krištáľové sklo, kde suma obsah oxidu kremičitého SiO a oxidu zirkoničitého ZrOZ je 65,11 až 72,0 hmotn.,pričom obsah oxidu kremičitého SiOZ je 65,1 až 70,0 hmom. a obsah oxidu zirkoničitého ZrOg 0,01 až 2,0 hmotn.,obsah oxidu sodného N 320 je 8,0 až 11,0 hmotn.,obsah oxidu draselného (20 je 7,5 až 9,8 hmotn.,obsah oxidu vápenatého CaO je 8,6 až 11,0 hmom.,obsah oxidu zinočnatého ZnO je 2,0 až 3,2 hmotn. a obsah oxidu hlinitého A 120 je 0,2 až 1,5 hmotn.Podstatou vynálezu je aj krištáľové sklo s obsahom oxidu kremičitého Si 02 66,0 až 70,0 hmotn, a obsahom oxidu zirkoničitćho ZrOZ 0,5 až 2,0 hmotn.Taktiež sa zistilo, že je výhodné, ak predmetné krištáľové sklo má obsah kovov s premenlivým mocenstvom, okrem oxidu zirkoničitého a oxidov antimónu, vo finálnom krištáľovom výrobku najviac 0,2 hmotn., výhodnejšie 0,1 hmotn.Ďalšou podstatou vynálezu je spôsob prípravy krištáľového skla prostého olova, bária, nióbu a ich zlúčenín, s indexom lomu najmenej l,5200, s hustotou najmenej 2450 kgmd, pre ktoré platí, že suma obsahov oxidov zinočnatého ZnO a draselného KZO je najmenej 10 hmotn., z východiskových surovín, ako sú kremenný prach a/alebo kremičitý piesok, hydrogenuhličitan draselný, vápence, síran sodný,dusičnan sodný, oxid a/alebo hydroxid hlinitý, oxid zinočnatý, uhličitan sodný, oxid zirkoničitý a/alebo kremičitan zirkoničitý a pomocných látok, úpravou, dôkladnou homogenizáciou, vyhrievaním, tavením a čerením sklárskeho kmeňa, jeho tvarovaním a postupným kontrolovaným ochladzovaním. Podstata tohto spôsobu spočíva v tom, že východiskové suroviny, prípadne východiskove suroviny aj pomocné látky, sa pred spracovaním na Sklársky kmeň rafinujú na obsah nežiaducich škodlivých prímesí, ako oxidu železitého Fe 2 O 3 v oxide kremičitom a/alebo kremičitom piesku na menej ako 0,02 hmotn., vo vápenci na menej ako 0,035 hmotn., v uhličitane sodnom na menej ako 0,002 hmotn., v kremičitane zirkoničitom na menej ako 0,09 hmotn. a V oxide a/alebo hydroxide hlinitom na menej ako 0,01 hmotn., ako aj oxidu kademnatého na menej ako 0,02 hmotn., oxidov mangánu na menej ako 0,001 hmotn., oxidov medi na menej ako 0,007 hmotn., oxidov olova na menej ako 0,06 hmotn. V oxide zinočnatom ZnO, pôsobením kyseliny dusičnej HNO a/alebo kyseliny chlorovodíkovej HCl, a to V ľubovoľnom vzájomnom pomere.Východiskové suroviny a/alebo pomocné látky sa rafinujú na celkový obsah prímesí, znečistenín a zlúčenín kovov vrátane oxidov kovov s premenlivým mocenstvom, pochádzajúcich z východiskových surovín, maximálne 0,8 hmotn., výhodne na obsah znečistenín a zlúčenín kovov vrátane oxidov kovov s premenlivým mocenstvom, pochádzajúcich z východiskových surovín, maximálne 0,2hmom., ešte výhodnejšie na celkový obsah prímesí, zriečistenín a zlúčenín kovov vrátane oxidov kovov s premenlivým mocenstvom, pochádzajúcich z východiskových surovín, maximálne 0,7 hmotn. a na obsah znečistenín a zlúčenín kovov, vrátane oxidov kovov s premenlivým mocenstvom, pochádzajúcich z východiskových surovín, maximálne 0,1 hmotn.Zistilo sa, že je výhodné, ked sa na rafináciu východiskových surovín a/alebo pomocných látok použije čistá kyselina dusíčná HNO s koncentráciou 20 až 65 hmom. a kyselina chlorovodíková HCl s koncentráciou 5 až 35 hmotn. a keď sa rafinácía uskutočňuje pri teplote 10 až 50 °C. Ešte výhodnejšie je, keď sa rafinácia uskutočňuje za spolupôsobenia mikrovlnného žiareniaJe veľmi dôležité, aby sa pri príprave sklovíny krištáľového skla zabezpečila čistota aplikovaných pomocných látok a aby sa technickými opatreniami zabránilo jej kontaminácii, hlavne oxidmi kovov s premenlivým mocenstvom, či už pri jej čerení čeriacimi zmesami, ale aj pri odfarbovaní a odfarbovacími prostriedkami.Výhodou krištáľoveho skla podľa predloženého vynálezu je skutočnosť, že napriek tomu, že neobsahuje oxid olovnatý a oxid bámatý, ktoré inak významne zvyšujú hustotu a index lomu skla, má vynikajúce fyzikálno-mechanické, estetické, ekologické, chemické a hygienické vlastností a zároveň spĺňa podmienku zaradenia skla do skupiny krištalínu suma oxidov zinočnatého ZnO, bámatého BaO,olovnatého PbO a draselného KŽO je najmenej 10 hmom. Okrem toho spĺňa požiadavky vysokého indexu lomu (najmenej 1,5200) a hustoty (najmenej 2450 kg.m 3). Dalšou významnou prednosťou je jeho pomeme vysoká chemická odolnost (či stabilita), vyjadrená parametrom odolnosti proti vode (OVV). Tento parameter ho zaraďuje do III. hydrolytickej triedy, pričom platí čím nižšia hydrolytická trieda, tým vyššia chemická odolnost skla.Ďalšou nespomou výhodou je, že krištáľové sklo podľa predmetného vynálezu obsahuje nízky počet - len sedem - vybraných komponentov, schopných vytvoriť kvalitne krištáľové sklo. Práve ich vyvážený obsah, so zreteľom na významný vplyv každej zo zložiek, sa hlavnou mierou podieľa na vlastnostiach uvedeného krištáľového skla.Oxid kremičitý SiOZ znižuje hustotu, tepelnú vodivosť a čiastočne aj index lomu, ale zvyšuje viskozitu taveniny sklárskeho kmeňa, chemickú odolnost a mechanickú pevnost krištáľověho skla.Oxid sodný Na 20 síce znižuje viskozitu taveniny, ale aj chemickú odolnosť, tepelnú vodivosť, hustotu, vnútomé väzby, pevnosť a tvrdosť skla. Podobne ovplyvňuje vlastnosti aj oxid draselný KZO, ktorý však pri nižších teplotách(okolo 1300 °C) naopak, zvyšuje viskozitu, Znižuje však aj povrchové napätie, teplotu likvidus (teplota rovnováhy medzi kvapalinou a kryštalickou látkou), kryštalizačnú schopnosť a hustotu i index lomu.Naproti tomu, oxid vápenatý CaO zvyšuje pevnosť a tvrdost skla, ako aj chemickú odolnosť, stabilitu, hustotu,index lomu a pevnosť väzby, zároveň však znižuje dielektrické straty krištáľovćho skla, jeho tepelnú i elektrickú vodivosť.Oxid hlinítý A 120 (do 2 ) zlepšuje taviace podmienky komponentov skla, zvyšuje viskozitu taveniny a chemickú odolnost skla, ako aj modul pružnosti, vrypovú tvrdosť, povrchové napätie a odolnost proti teplotným zmenám krištáľového skla.Oxid zinočnatý ZnO (do 4 ) zvyšuje hustotu a viskozitu skla, zvyšuje chemickú odolnost skla a mieme zlepšuje tvrdosť skla.Ďalšou nespomou výhodou skla podľa predloženého vynálezu je, že prípadne prítomné síce atoxické, ale predsa len vedľajšie prímesí V skle, ako oxidy titánu, horčíka, antimónu, ale aj jednoznačne nežiaduce prímesi, ako oxidy železa, mangánu, medi, či dokonca toxické prvky, sú eliminovane na také množstvo, ktore nemá vplyv na rozhodujúce Vlastnosti skla.Práve využitím uvedených, ale aj ďalších nových efektov jednotlívých komponentov skla bolo možné minimalizovať ich počet V krištáľovom skle podľa Vynálezu na kombináciu siedmich vybraných, ktoré nielen umožnili získat estetická krištáľové sklo s indexom lomu najmenej l,520 O a hustotou najmenej 2450 kg.m 3, bez olova, bária,nióbu a ich zlúčenín, ale zároveň odstránili potrebu technicky náročnej fortiñkácie oxidom niobičným Nb 2 O 5,oxidom tantaličným Ta 2 O 5 (oxid niobičný pôsobí V kombinácii s oxidom tantaličným ako podmienene sklotvorný oxid), oxidom hafničitým HfOz, oxidom neodymitým Nd 203, prípadne ďalšími oxidmi prechodných kovov. Požadované Vlastnosti skla boli dosiahnuté Vhodnou kombináciou ZrOz s ostatnými zložkami.Prekvapivo účinná kombinácia nmožstiev a kvality východiskových surovín V zložení Vsádzky umožňuje tak technicky ľahšie vyrábať kvalitné krištáľové sklo spĺňajúce nielen požadované estetickě, fyzikálne a chemické Vlastnosti, ale jednoznačne aj hygienicky a ekologicky bezchybné úžitkové Vlastnosti. Kvalita skla podľa predmetného Vynálezu, pripraveného z technických surovín (pri dodržaní pripustných hraníc prímesí), je prekvapujúco vysoká - Veľmi blízka vlastnostiam skla pripraveneho z vysokočistých surovín.Je Však potrebne čo najviac minimalizovať nežiaduce prímesi, ako sú zlúčeniny železa, mangánu, medi, arzénu a ďalších prechodných prvkov, najmä oxidov kovov s premenlivým mocenstvom, a to tak vo vstupných surovinách,ako aj V technologických stupňoch, wátane čerenia a odfarbovania, aby sa zabránilo kontaminácii taveniny.Zníženie počtu zlúčenín vybraných prvkov (zložiek skla) na sedem, ako aj účinná ratinácia východiskových surovín, resp. pomocných látok spôsobom podľa vynálezu,znižujúca množstvo vedľajších prímesí, podstatne technicky zjednodušujú proces prípravy skla. Tak napriklad nie je potrebné pridávať obvyklé modifikujúce prísady, ako oxid boritý B 203 a tímy LiZO, zlepšujúce teplotu tavenia a teplotu íikvidus.Síce prípustné, ale nie nevyhnutné prímesí V krištáľ vom skle môžu tvoriť kontrolované množstvá najmä oxidu horečnatého MgO s oxidom antimonitým SbZO, a pripadne ich síranmi. Možno ešte pripustiť stopové množstvá až mikromnožstvá zlúčenín, najmä oxidov, lítia, titánu, železa,mangánu aj medi a prípadne ďalších atoxických oxidov,pochádzajúcich z menej účinne rañnovaných Východiskových surovín, Je samozrejme, že je potrebné dbať na čo najvyššiu čistotu vstupných surovín, hlavne čo sa týka nežiaducich prímesí zlúčenín kovov s premenlivým mocenstvom. Zistilo sa, že V lcremičitom piesku prípustný obsah oxidu železitého Fe 2 O 3 má byt pod 0,02 hmotn., Vo vápenci pod 0,035 hmotn.,V uhličitane sodnom (ťažká sóda) pod 0,002 hmotn., V kremičitane zirkoničitom pod 0,09 hmotn. a V oxide,resp. hydroxide hlinitom pod 0,1 hmotn. a ani V oxide zinočnatom obsah oxidov nežiaducich kovov nesmie prevyšovat 0,1 hmotn. V prípade vyšších koncentrácii je potrebná úprava na uvedene hodnoty spôsobom podľa predloženého vynálezu, hlavne rafinácia od oxidov nežiaducich kovov, extrakciou kyselinami, najmä zriedenou kyselinou dusičnou s koncentráciou 20 až 65 hmotn.a/alebo chlorovodíkovou s koncentráciou S až 35 hmotn., pri teplote 10 až 50 °C, výhodne za spolupôsobenia mikrovlnného žiarenia, na urýchlenie selektívnej extrakcie.Ďalšie podrobnejšie údaje o zložení krištáľového skla a formulácii jeho komponentov, o spôsoboch jeho prípravy,ako aj o jeho dosiahnutej Vysokej kvalite pri dodržaní hraníc zastúpenia zložiek, a to tak V porovnaní so sklom pripraveným z Vysokočistých surovín na strane jednej, ako aj so sklom pripraveným z technických surovín na priemyselne použitie na strane druhej, sú zrejme z príkladov. Predmetné príklady Však slúžia len na ilustráciu a neobmedzujú rozsah uvedený V nárokoch.Na prípravu krištáľového skla sa použili vysokočiste Východiskové chemikálie - suroviny s takmer l 00 čistotou (čistota takmer p. a.), ktoré sa V priemyselnom meradle kvôli vysokým nákladom nepouživajú. Množstvo prímesí je nízke a tvoria ich (v hmotn.)- V uhličitane sodnom NazCOg celkový dusík 0,0005 síran(ako sira) 0,003 chlorid 0,0005 fosfáty so sílikátmi 0,002 Vápnik 0,002 kadmium 0,0005 kobalt 0,0005 med 0,0005 železo 0,0002 draslík 0,005 nikel 0,0005 olovo 0,0005 lllĺľlíl( 0,0005 mangán 0,0005 chróm 0,0005 a horčík 0,0002- V uhličitane draselnom KgCOj celkový dusik 0,001 síran- V uhličitane Vápenatom CaC 03 chlorid 0,03 síran (ako síra) 0,05 kadmium 0,005 kobalt 0,005 med 0,005 železo 0,005 draslík 0,01 sodík 0,0 l nikel 0,005 olovo 0,005 a zinok 0,005~ V oxide zinočnatom ZnO chlorid 0,005 síran (ako síra) 0,005 Vápnik 0,005 kadmium 0,005 kobalt 0,005 med 0,005 železo 0,005 draslík 0,01 sodík 0,0 l nikel 0,005 a olovo 0,005~ V oxide zirkoničitom ZrOZ oxid hafničitý 0,0 l a oxid kremičitý 0,0 l~ V oxide kremičitom síran (ako síra) 0,005 Vápnik 0,02 kadmium 0,005 kobalt 0,005 med 0,005 železo 0,02 draslík 0,05 sodík 0,01 nikel 0,005 olovo 0,005 a zinok 0,005.Všetky tieto chemikálie boli od renomovaných firiem(Fluka, Aldrich, Merck), pričom išlo o komerčne dostupne vysokočisté chemikálie, označované čistoty p. a.Do laboratómeho homogenizátora sa navážilo 68,5 g oxidu kremičitěho (kremičitého piesku) 12,1 g uhličitanu draselného 17,6 g uhličitanu sodného (sóda ťažká) 16,4 g vápenca 2,0 g oxidu zinočnatého 0,05 g oxidu hlinitého a 2,0 g oxidu zirkoničitého.Po dôkladnej homogenizácii sa celý obsah dal do taviaceho platinového (Pt) téglika (s obsahom 20 hmotn. Rh) a pri laboratómej teplote sa vložil do pece. Obsah téglika sa V peci postupne vyhrial na teplotu 1200-1350 °C, ked došlo k premiešaniu obsahu téglika. Pec sa ďalej vyhriala až na teplotu tavenia (1500-1600 °C). Číra tavenina sa po ukončení tavenia vyliala na kovovú platňu a temperovala V muf SK 285523 B 6lovej peci pri teplote (550-600 °C) od 1 do 3 hodín. Vo vypnutej peci sa sklo nechalo schladit až na laboratómu teplotu.Získané krištáľovć sklo sa analyzovalo obvyklými chemickými metódami. Obsah oxidov kovov V ňom bol nasledovný (v hmotu)Ďalej sa stanovili index lomu pri teplote 20 °C, nD 1,5287 hustota pri 20 °C p 2542,8 kg.m 3 suma obsahu oxidov ZnO PbO BaO KZO 10,28 hmotn. hydrolytická trieda III stredná relatívna molekulová hmotnosť M(r) 62,74 gmol l mólová refrakcia R(m) 7,61 cmĺmoľl transformačná teplota T 3 540 °C lineámy koeficient teplotnej rozťažnosti skla v teplotnom intervale 350 až 450 C oz (g) 1,1 105 °C lineámy koeficient teplotnej rozťažnosti metastabilnej taveniny v teplotnom intervale 560 až 600 °C a (l) 3,85 105 °Cil body viskozitnej krivky pri 7 102 dPa.s jet 1417 °C pri r 103 dPa.sje t 1185 °C pri r 10 dPa.sjet 1029 °C pri n 105 dPa.sjet 916 °C pri 71 10 dPa.s je t 832 °C pri n 107 dPa.s je t 766 °C pri n 10 dPasje t 713 °C pri n 109 dPasje t 670 °C pri n 10 dPa.s je t 633 °C pri 17 10 dPasje t 603 °C pri 11 10 dPa.s je t 576 °C pri 1 10 dPa.s je t 554 °C a pri n 10 dPa.sje t 534 °C.Z výsledkov sú zrejmé nielen vysoký index lomu a vysoká hustota krištáľového skla, ale aj dobrá chemická odolnosť (hydrolytická trieda II - sklo vhodné aj do umývač ky).Príklad 2 (porovnávací, podľa známeho stavu techniky)Pri príprave krištáľového skla sa použili komponenty a množstvá podľa krištáľových skiel, citovaných aj v známom stave techniky opisu tejto prihlášky.Také multikomponentne krištáľové bezolovnate sklo pozostávajúce (v hmom.) zo 71,0 S 102, 11,0 KzO,15,5 N 320, 2,0 CaO, 0,001 /n Al 2 O 3, 0,001 T 102,0,01 ZnO, 0,5 MgO, 0,0 l B 203, 0,0 l LizO,0,001 Sb 2 O 3, 0,001 SrO, 0,008 fluoridov (F) a 0,0008 síranov (SOŤ) malo síce vysokú transparentnosť,tvrdost í pevnosť, ale hodnotu indexu lomu len 1,5073.Podobné sklo, len s tou výnimkou, že namiesto 0,001 hmotn. SbzO 3 obsahovalo 0,001 hmotn. AszOj, malo index lomu len l,5075.Podobne to bolo aj s ďalším multíkomponentným krištáľovým sklom, pripraveným s chráneným zastúpením komponentov, a to (v hmotn.) 72,0 S 102, 10,0 KZO, 16,0 N 320, 2,0 CaO, 0,05 Alzog, 0,001 T 101, 0,05 ZnO, 0,05 ZTOZ, 0,05 Sb 2 O 3, 0,001 HfOz, 0,005 Fe 1 O 3, 0,001 síranov (SOŠ) a chlorídov(Cľ). Toto sklo, napriek cenným fyzikálne-mechanickým i estetíckým vlastnostiam, malo hodnotu indexu lomu len 1,5053.Napriek tomu, že krištáľové sklá obsahovali 14, resp. 13 definovaných oxidov kovov, v koncentráciàch chránených patentmi, index lomu np ani jedného nedosahoval deklarovanú a požadovanú hodnotu 1,52.Na rozdiel od multikomponentných krištáľových skiel podľa príkladu 2 toto bezolovnate sklo malo nižší počet komponentov. Kvôli nerešpektovaníu ich vzájomných vplyvov finálne krištáľové sklo nespĺňalo požadované (ale inak deklarované) fyzikálne vlastnosti, Tak napr. kríštáľové sklo v rozsahu chránených hraníc koncentrácii a počtukomponentov, obsahujúce 74,3 hmotn. S 102, 10,0 hmotn. KZO, 12,0 hmotn. N 2120, 3,0 hmotn. CaO,0,4 hmotn. Al 203, 0,3 hmotn. T 102, dosiahlo hodnotu indexu lomu len 1,5092.Je zrejmé, že ani toto krištáľové sklo nedosahuje deklarovaný a požadovaný index lomu 1,52. Z toho vyplýva, že niektoré hranice deklarovane v dokumentoch v stave techniky nie sú reálne a neumožňujú získat sklo so stanovenými vlastnosťami.Postupovalo sa podobne ako v príklade 1, teda pripravilo sa krištáľovć sklo z vysokočístých (p. a.) východiskových surovín.Niektore dosiahnuté fyzikálne-chemické parametre reprezentatívnych krištáľových skiel sú V tabuľke 2. Všetky krištáľové sklá pripravené z vysokočistých (p. a.) východiskových surovín majú podobne, ako sklo pripravené podľa príkladu 1, vysoký index lomu, hustotu i chemickú odol nosť.Tabuľka 2 Číslo príkladu Suma obsahu oxi dov Zn, K, hmotn.

MPK / Značky

MPK: C03C 3/076, C03B 1/00

Značky: baria, přípravy, niobu, spôsob, krištáľové, zlúčenín, olova

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/9-285523-kristalove-sklo-bez-olova-baria-niobu-a-ich-zlucenin-a-sposob-pripravy.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Krištáľové sklo bez olova, bária, nióbu a ich zlúčenín a spôsob prípravy</a>

Podobne patenty