ES2823804T3 - Materiales de frita a base de vanadio y métodos de elaboración de los mismos - Google Patents
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Abstract
Composición de base para elaborar un material de frita, comprendiendo la composición de base: componente %en peso óxido de vanadio 50-60%, óxido de bario 27-33%, y óxido de cinz 9-12%; caracterizada por comprender además un primer aditivo seleccionado del grupo que consiste en: Ta2O5, Ti2O3, SrCl2, GeO2, CuO, AgO, Nb2O5, B2O3, MgO, SiO2, Tl2O3, Y2O3, SnF2, SnO2, CuCl, SnCl2, CeO2, AgCl, In2O3, SnO y SrO.
Description
DESCRIPCIÓN
Materiales de frita a base de vanadio y métodos de elaboración de los mismos
Campo de la invención
Determinados ejemplos de realización de esta invención se refieren a materiales de frita mejorados para artículos de vidrio (por ejemplo, para su uso en unidades de vidrio aislado a vacío o VIG) y/o a métodos de elaboración de los mismos, así como a artículos que incluyen tales materiales de frita mejorados y/o a métodos de elaboración de los mismos. Más particularmente, determinados ejemplos de realización se refieren a materiales de frita a base de vanadio que tienen un punto de fusión reducido y/o a métodos de elaboración de los mismos. En determinados ejemplos de realización, los sellos aislados mejorados se usan en relación con unidades de vidrio aislado a vacío (Vig ) y/o se proporciona un método para sellar unidades de VIG con los sellos mejorados.
Antecedentes y sumario de ejemplos de realización de la invención
En la técnica se conocen unidades de IG a vacío. Por ejemplo, véanse las patentes estadounidenses n.os 5.664.395, 5.657.607 y 5.902.652.
Las figuras 1-2 ilustran una unidad de IG a vacío convencional (unidad de IG a vacío o unidad de VIG). La unidad 1 de IG a vacío incluye dos sustratos 2 y 3 de vidrio separados, que encierran un espacio 6 evacuado o a baja presión entre los mismos. Las láminas/sustratos 2 y 3 de vidrio están interconectados mediante sello periférico o de borde de vidrio 4 de soldadura fusionado y una matriz de elementos 5 de separación o pilares de soporte.
Un tubo 8 de bombeo está herméticamente sellado mediante vidrio 9 de soldadura a una abertura u orificio 10 que pasa desde una superficie interior de la lámina 2 de vidrio hasta la parte inferior del rebaje 11 en la cara exterior de la lámina 2. Se acopla un vacío al tubo 8 de bombeo de modo que la cavidad interior entre los sustratos 2 y 3 puede evacuarse para crear un espacio 6 o zona de baja presión. Después de la evacuación, se funde el tubo 8 para sellar el vacío. El rebaje 11 retiene el tubo 8 sellado. Opcionalmente, puede incluirse un absorbente 12 químico dentro del rebaje 13.
Se han fabricado unidades de IG a vacío convencionales, con sus sellos 4 periféricos de vidrio de soldadura fusionado, de la siguiente manera. Inicialmente se deposita frita de vidrio en una disolución (para formar en última instancia el sello 4 de borde de vidrio de soldadura) alrededor de la periferia del sustrato 2. Se lleva el otro sustrato 3 sobre la parte superior del sustrato 2 para intercalar los elementos 5 de separación y la frita/disolución de vidrio entre los mismos. Después se calienta el conjunto entero, que incluye las láminas 2, 3, los elementos de separación y el material de sello, hasta una temperatura de aproximadamente 500°C, momento en el cual se funde la frita de vidrio, humedece las superficies de las láminas 2, 3 de vidrio, y en última instancia forma el sello 4 de borde o periférico hermético. Esta temperatura de aproximadamente 500°C se mantiene durante desde aproximadamente una hasta ocho horas. Después de la formación del sello 4 periférico/de borde y del sello alrededor del tubo 8, se enfría el conjunto hasta temperatura ambiente. Se observa que la columna 2 de la patente estadounidense n.° 5.664.395 menciona que una temperatura de procesamiento de IG a vacío convencional es de aproximadamente 500°C durante una hora. Los inventores Lenzen, Turner y Collins de la patente '395 han mencionado que “el procedimiento de sello de borde es actualmente bastante lento: normalmente la temperatura de la muestra se aumenta a 200°C por hora y se mantiene durante una hora a un valor constante que oscila entre 430°C y 530°C dependiendo de la composición de vidrio de soldadura”. Después de la formación del sello 4 de borde, se extrae un vacío a través del tubo para formar el espacio 6 de baja presión.
La composición de sellos de borde convencionales se conoce en la técnica. Véanse, por ejemplo, las patentes estadounidenses n.os 3.837.866; 4.256.495; 4.743.302; 5.051.381; 5.188.990; 5.336.644; 5.534.469; 7.425.518, y la publicación estadounidense n.° 2005/0233885, refiriéndose esta última a una composición de vidrio libre de plomo que comprende el 25-75% en peso de V2O5, el 0-45% en peso de ZnO y el 15-55% en peso de BaO. Algunos ejemplos en la misma comprenden además AbO3, Bi2O3 o TeO2 como aditivo.
Desafortunadamente, las altas temperaturas y largos tiempos de calentamiento anteriormente mencionados de todo el conjunto usados en la formulación del sello 4 de borde no son deseables. Esto es especialmente el caso cuando se desea usar un(os) sustrato(s) 2, 3 de vidrio templado(s) o reforzado(s) por calor en la unidad de IG a vacío. Tal como se muestra en las figuras 3-4, el vidrio templado pierde resistencia de temple tras la exposición a altas temperaturas en función del tiempo de calentamiento. Además, tales altas temperaturas de procesamiento pueden afectar adversamente a determinado(s) recubrimiento(s) de baja emisividad que puede(n) aplicarse a uno o ambos de los sustratos de vidrio en determinados casos.
La figura 3 es un gráfico que ilustra cómo el vidrio en placa completamente templado térmicamente pierde su temple original tras la exposición a diferentes temperaturas durante diferentes periodos de tiempo, en el que el esfuerzo de tensión central original es de 3.200 MU por pulgada. El eje de las X en la figura 3 representa de manera exponencial el tiempo en horas (desde 1 hasta 1.000 horas), mientras que el eje de las Y es indicativo del porcentaje de
resistencia de temple original que queda después de la exposición a calor. La figura 4 es un gráfico similar a la figura 3, excepto porque el eje de las X en la figura 4 se extiende desde cero hasta una hora de manera exponencial. En la figura 3 se ilustran siete curvas diferentes, cada una indicativa de una exposición a temperatura diferente en grados Fahrenheit (°F). Las diferentes curvas/líneas son a 400°F (a través de la parte superior del gráfico de la figura 3), 500°F, 600°F, 700°F, 800°F, 900°F y 950°F (la curva inferior del gráfico de la figura 3). Una temperatura de 900°F es equivalente a aproximadamente 482°C, lo cual está dentro del intervalo usado para formar el sello 4 periférico de vidrio de soldadura convencional anteriormente mencionado en las figuras 1-2. Por tanto, se dirige la atención a la curva de 900°F en la figura 3, marcada mediante el número de referencia 18. Tal como se muestra, sólo queda el 20% de la resistencia de temple original después de una hora a esta temperatura (900°F o 482°C). Una pérdida significativa de este tipo (es decir, pérdida del 80%) de la resistencia de temple puede no ser deseable.
Tal como se observa en las figuras 3-4, el porcentaje de resistencia de temple restante varía basándose en la temperatura a la que se expone el vidrio templado. Por ejemplo, a 900°F sólo queda aproximadamente el 20% de la resistencia de temple original. Cuando la temperatura a la que se expone la lámina se reduce hasta 800°F, aproximadamente 428°C, la cantidad de resistencia que queda es de aproximadamente el 70%. Finalmente, una reducción de la temperatura hasta aproximadamente 600°F, aproximadamente 315°C, da como resultado que quede aproximadamente el 95% de la resistencia de temple original de la lámina. Tal como se apreciará, es deseable reducir cualquier pérdida de resistencia de temple como resultado de exponer una lámina de vidrio templado a altas temperaturas.
Tal como se indicó anteriormente, la creación de unidades de VIG incluye la creación de un sello hermético que puede resistir la presión aplicada a partir del vacío creado en el interior de la unidad. Tal como también se comentó anteriormente, la creación del sello puede implicar convencionalmente temperaturas de o por encima de 500°C. Estas temperaturas se requieren con el fin de obtener una temperatura lo suficientemente alta con el fin de que se funda el material de frita usado para el sello y forme el sello requerido para las unidades de VIG. Tal como se mostró anteriormente, una temperatura de este tipo puede dar como resultado una reducción de la resistencia para unidades de VIG que usan vidrio templado.
Una solución convencional para sellar sustratos de vidrio juntos es usar una resina epoxídica. Sin embargo, en el caso de unidades de VIG, las composiciones epoxídicas pueden ser insuficientes para mantener un sello en un vacío. Además, las resinas epoxídicas pueden ser sensibles a factores medioambientales que pueden reducir adicionalmente su eficacia cuando se aplican a unidades de VIG.
Otra solución convencional es usar una disolución de frita que contiene plomo. Tal como se conoce, el plomo tiene un punto de fusión relativamente bajo. Por consiguiente, puede no ser necesario que las temperaturas para sellar las unidades de VIG sean tan altas para otros materiales de frita, y por tanto puede no reducirse la resistencia de temple de sustratos de vidrio templado en la misma cantidad requerida para otros materiales a base de frita. Sin embargo, aunque las fritas a base de plomo pueden resolver los problemas estructurales anteriores, el uso de plomo en la frita puede crear nuevos problemas. Específicamente, las consecuencias para la salud de la población para productos que contienen plomo. Adicionalmente, determinados países (por ejemplo, en la Unión Europea) pueden imponer requisitos estrictos en cuanto a la cantidad de plomo que puede estar contenida en un producto dado. De hecho, algunos países (o clientes) pueden requerir productos que están completamente libres de plomo.
Por tanto, se apreciará que se buscan continuamente técnicas para crear sellos mejorados para artículos de vidrio. También se apreciará que existe una necesidad en la técnica de sellos mejorados y similares que puedan integrarse con unidades de vidrio templado, tales como, por ejemplo, unidades de VIG. Los sellos pueden estar diseñados para permitir un sellado a temperatura reducida de tal manera que puede sellarse vidrio recocido o templado sin un impacto perjudicial sobre las propiedades del vidrio.
Según la presente invención, se proporciona un material de frita que tiene una composición. El material de frita incluye óxido de vanadio a entre aproximadamente el 50% y el 60% en peso, óxido de bario a entre aproximadamente el 27% y el 33% en peso y óxido de cinc a entre aproximadamente el 9% y el 12% en peso. El material de frita también incluye al menos un aditivo seleccionado de: Ta2Os, Ti2O3, SrCh, GeO2, CuO, AgO, Nb2O5, B2O3, MgO, SiO2, TLO3, Y2O3, SnF2, SnO2, CuCl, SnCh, CeO2, AgCl, In2O3, SnO y SrO.
En determinados ejemplos de realización, se proporciona una unidad de vidrio aislado a vacío (VIG). La unidad de VIG puede incluir sustratos de vidrio separados, sustancialmente paralelos, primero y segundo. Se proporciona un sello de borde alrededor de una periferia de los sustratos primero y segundo para formar un sello hermético entre los mismos y definir al menos parcialmente un hueco entre los sustratos primero y segundo. El hueco definido entre los sustratos primero y segundo está a una presión menor que la atmosférica. El sello de borde incluye un material de frita, por ejemplo, tal como se elabora a partir de una composición de base tal como se describe en el presente documento.
En otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método de elaboración de un material de frita. Se proporciona una composición de base para un soporte. La composición de base incluye óxido de vanadio a entre
aproximadamente el 50% y el 60% en peso, óxido de bario a entre aproximadamente el 27% y el 33% en peso, óxido de cinc a entre aproximadamente el 9% y el 12% en peso, y al menos un aditivo seleccionado de: Ta2O5, Ti2O3, SrCl2, GeO2, CuO, AgO, Nb2O5, B2O3, MgO, SO2, ThO3, Y2O3, SnF2, SnO2, CuCl, SnCl2, CeO2, AgCl, In2O3, SnO y SrO. Se funde la composición de base. Se enfría la composición de base o se deja enfriar, formando un artículo de vidrio intermedio. Se tritura el artículo de vidrio intermedio para elaborar el material de frita.
En determinados ejemplos de realización, se proporciona un método de elaboración de una unidad de vidrio aislado a vacío (VIG). Se proporcionan sustratos de vidrio primero y segundo en relación separada, sustancialmente en paralelo, uno con respecto a otro. Se sellan los sustratos de vidrio primero y segundo que usan un material de frita entre sí, definiéndose un hueco entre los sustratos primero y segundo. El sellado se realiza fundiendo el material de frita a una temperatura de no más de aproximadamente 375 grados C. En el que el material de frita se ha formado a partir de una composición de base que incluye óxido de vanadio a entre aproximadamente el 50% y el 60% en peso, óxido de bario a entre aproximadamente el 27% y el 33% en peso, óxido de cinc a entre aproximadamente el 9% y el
12% en peso, y al menos un aditivo que se selecciona del grupo que consiste en: Ta2O5, Ti2O3, SrCh , GeO2, CuO, AgO, Nb2O5, B2O3, MgO, SiO2, ThO3, Y2O3, SnF2, SnO2, CuCl, SnCh , CeO2, AgCl, In2O3, SnO y SrO. En determinados ejemplos de realización, se proporciona un material de frita que tiene una composición. El material de frita puede incluir óxido de vanadio a entre aproximadamente el 50% y el 60% en peso, óxido de bario a entre aproximadamente el 27% y el 33% en peso y óxido de cinc a entre aproximadamente el 9% y el 12% en peso. El material de frita incluye al menos un primer y un segundo aditivo seleccionado de SiO2, SnCh, AhO3 y TeO2.
Determinados ejemplos de realización pueden incluir al menos dos aditivos. Por ejemplo SnCh y SiO2. Determinados ejemplos de realización pueden incluir tres o cuatro aditivos seleccionados de SiO2, SnCh, AhO3 y TeO2.
Breve descripción de los dibujos
Estas y otras características y ventajas pueden entenderse mejor y más completamente mediante referencia a la siguiente descripción detallada de realizaciones ilustrativas a modo de ejemplo junto con los dibujos, de los cuales:
la figura 1 es una vista en sección transversal de una unidad de IG a vacío convencional;
la figura 2 es una vista en planta desde arriba del sustrato inferior, el sello de borde y los elementos de separación de la unidad de IG a vacío de la figura 1 tomada a lo largo de la línea de sección ilustrada en la figura 1;
la figura 3 es un gráfico que correlaciona el tiempo (horas) frente a la resistencia de temple restante en porcentaje, que ilustra la pérdida de resistencia de temple original para una lámina de vidrio térmicamente templada después de la exposición a diferentes temperaturas durante diferentes periodos de tiempo;
la figura 4 es un gráfico que correlaciona el tiempo frente a la resistencia de temple restante en porcentaje similar al de la figura 3, excepto porque se proporciona un periodo de tiempo más pequeño en el eje de las X;
la figura 5 es una vista en sección transversal de una unidad de vidrio aislado a vacío según determinados ejemplos de realización;
la figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento para elaborar una unidad de vidrio aislado a vacío con un material de frita según determinados ejemplos de realización;
las figuras 7A-7D son gráficos que resumen propiedades de composiciones según determinados ejemplos de realización;
las figuras 8A-8C son gráficos que resumen la calidad de composiciones según determinadas realizaciones a modo de ejemplo;
la figura 9 es un gráfico que muestra resultados cuando se añaden elementos adicionales a composiciones según determinados ejemplos de realización;
las figuras 10A-10C muestran gráficos que resumen impactos de aditivos que se añaden a fritas a base de vanadio según determinados ejemplos de realización; y
las figuras 11A-11C muestran gráficos que resumen la absorción en las longitudes de onda visibles e infrarrojas para fritas a base de vanadio según determinados ejemplos de realización.
Descripción detallada de ejemplos de realización de la invención
La siguiente descripción se proporciona con respecto a varios ejemplos de realización que pueden compartir características, rasgos característicos, etc., comunes.
Determinados ejemplos de realización pueden referirse a unidades de vidrio (por ejemplo, unidades de VIG) que incluyen dos sustratos de vidrio sellados con un sello mejorado, por ejemplo, de o que incluye un material de frita a base de vanadio. En determinados ejemplos de realización, un sello mejorado puede incluir los siguientes materiales: óxido de vanadio, óxido de bario y óxido de cinc. Además, determinados ejemplos de realización pueden incluir uno o más de los siguientes compuestos: Ta2O5, Ti2O3, SrCb, GeO2, CuO, AgO, Nb2O5, B2O3, MgO, SO2, TeO2, TbO3, Y2O3, SnF2, SnO2, CuCl, SnCl2, CeO2, AgCl, In2O3, SnO, SrO, MgO y Al2O3.
La figura 5 es una vista en sección transversal de una unidad de vidrio aislado a vacío según determinados ejemplos de realización. La unidad 500 de VIG puede incluir sustratos 502a y 502b de vidrio primero y segundo que están separados y definen un espacio entre los mismos. Los sustratos 502a y 502b de vidrio pueden estar conectados mediante un sello 504 mejorado, de o que incluye una frita a base de vanadio. Pilares 506 de soporte pueden ayudar a mantener los sustratos 502a y 502b primero y segundo en relación separada, sustancialmente en paralelo, uno con respecto a otro. Se apreciará que el CTE del sello 504 mejorado y los sustratos 502a y 502b de vidrio puede coincidir sustancialmente uno con otro. Esto puede resultar ventajoso en cuanto a reducir la probabilidad de agrietamiento del vidrio, etc. Aunque la figura 5 se describe con respecto a una unidad de VIG, se apreciará que el sello 504 mejorado, de o que incluye una frita a base de vanadio, puede usarse en relación con otros artículos y/o disposiciones incluyendo, por ejemplo, unidades de vidrio aislante (IG) y/u otros artículos.
La figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento para preparar un material de frita que va a usarse en la elaboración de una unidad de vidrio aislado a vacío según determinados ejemplos de realización. En la etapa 600, se combinan compuestos de base y se disponen en un recipiente apropiado (por ejemplo, un recipiente resistente al calor tal como, por ejemplo, un recipiente de cerámica). En la etapa 602, se funde el compuesto combinado. Preferiblemente, la temperatura para fundir el material combinado puede ser de al menos 1000°C. En determinadas realizaciones a modo de ejemplo, el compuesto combinado se funde a 1000°C durante entre 30 y 60 minutos. En determinadas realizaciones a modo de ejemplo, el compuesto combinado se funde a 1100°C durante 60 minutos. En determinadas realizaciones a modo de ejemplo, el compuesto combinado se funde a 1200°C durante 60 minutos. En determinadas realizaciones a modo de ejemplo, la temperatura de fusión es un ciclo que incluye 500°C durante 15 minutos, 550°C durante 15 minutos, 600°C durante 15 minutos y un aumento en rampa hasta 1000°C durante 60 minutos.
Tras fundirse los compuestos combinados, puede enfriarse el material en la etapa 604, por ejemplo, para formar una lámina de vidrio. Después de enfriarse, puede molerse o triturarse el vidrio para dar materiales particulados finos en la etapa 606. En determinados ejemplos de realización, el tamaño de los materiales particulados puede no ser mayor de aproximadamente 100 de malla. Una vez triturado el vidrio para dar un polvo, puede disponerse entre los sustratos en la etapa 608. En determinados ejemplos de realización, el polvo puede dispensarse como una pasta con aglutinante. Después puede aplicarse calor en la etapa 610 al sustrato de vidrio y al polvo. En determinados ejemplos de realización, el calor puede ser de entre 300°C y 400°C, o más preferiblemente entre 325°C y 375°C. Se apreciará que cuando se aplica calor a las temperaturas anteriores a vidrio templado, el vidrio templado puede perder una cantidad reducida de resistencia frente a cuando se aplica calor a más de 350°C al vidrio templado. Por tanto, determinados ejemplos de realización implican preferiblemente una temperatura de fusión de frita de menos de 500°C, más preferiblemente menos de 425°C y algunas veces menos de 350°C.
En determinados ejemplos de realización, los compuestos combinados incluyen los siguientes materiales: óxido de vanadio, óxido de bario y óxido de cinc.
Las figuras 7A-7D muestran gráficos que resumen las propiedades de composiciones según determinados ejemplos de realización.
La siguiente tabla corresponde a los datos mostrados en la figura 7A omitiéndose de la tabla las composiciones con una calidad de masa fundida de menos de 4 (en una escala de 0 a 5).
Se aplicaron las masas fundidas mostradas en la figura 7A a un portaobjetos de vidrio de microscopio con una temperatura de 375°C aplicada durante 15 minutos. La figura 7B muestra un gráfico que incluye la temperatura de cristalización (primer pico de cristalización (Tx1) de la tabla anterior) de las masas fundidas anteriores. Según determinadas realizaciones a modo de ejemplo, una temperatura preferida para Tx1 puede ser de entre aproximadamente 375°C y 425°C, preferiblemente de aproximadamente 400°C.
La figura 7C muestra las temperaturas de transición vitrea, Tg, en comparación con las masas fundidas anteriores. El gráfico que muestra datos a modo de ejemplo muestra que pueden preferirse valores de Tg de entre aproximadamente 290°C y 335°C para las composiciones anteriores.
La figura 7D incluye las masas fundidas anteriores en un gráfico que muestra la calidad de masa fundida frente a la razón de bario/cinc.
Las figuras 8A-8C muestran gráficos que resumen la calidad de composiciones según determinadas realizaciones a modo de ejemplo. La figura 8A resume el porcentaje de V2O5 usado en determinadas composiciones a modo de ejemplo. La figura 8B resume el porcentaje de BaO usado en determinadas composiciones a modo de ejemplo. La figura 8C resume el porcentaje de ZnO usado en determinadas composiciones a modo de ejemplo. Tal como se muestra en los gráficos ilustrativos, puede ser preferible un porcentaje de vanadio de entre aproximadamente el 51% y el 53% según determinados ejemplos de realización.
A continuación, las tablas 2A-2C muestran composiciones a modo de ejemplo según determinados ejemplos de realización. Adicionalmente, los ejemplos 7-15 en las tablas corresponden a los gráficos 8A-8C. Para las composiciones mostradas en las siguientes tablas, se usó un factor de BaCO3 de 1,287027979 para convertir a un compuesto resultante de BaO.
La clasificación mostrada en la tabla 2C se basa en depositar la composición triturada sobre un portaobjetos de vidrio de microscopio y calentar la composición a aproximadamente 375°C durante entre 10 y 30 minutos.
La figura 9 muestra un gráfico con resultados de añadir elementos adicionales (por ejemplo, BÍ2O3 y B2O3) a una frita a base de vanadio. Los datos correspondientes mostrados en la figura 9 también se presentan a continuación en la tabla 3.
En determinados ejemplos de realización, una respuesta de DSC intensa puede corresponder a una buena calidad de masa fundida de nuevo. En determinados ejemplos de realización, la adición de bismuto a concentraciones de entre aproximadamente el 0% y el 3% puede dar como resultado una calidad de flujo de masa fundida de nuevo aumentada.
En determinados ejemplos de realización, una frita que incluye V2O5, BaO y ZnO puede incluir además uno o más aditivos. En determinados ejemplos de realización, los aditivos pueden estar a entre aproximadamente el 0,5% y el 15% en peso. Según determinados ejemplos de realización, los aditivos pueden añadirse a una composición de base que incluye entre aproximadamente el 50% y el 60% en peso de V2O5, el 27% y el 33% en peso de BaO y el 9% y el 12% en peso de ZnO.
A continuación, las tablas 4A-4D muestran resultados de incluir aditivos a la composición de base de V2O5, BaO y ZnO. La tabla 4D muestra la calidad de masa fundida en una escala de aproximadamente 0 a 5 para cada una de las composiciones. Las figuras 10A-10C muestran gráficos correspondientes a los datos mostrados en las siguientes tablas. Se usó un factor de BaCO3 de 1,2870 para formar el BaO usado para los siguientes ejemplos.
En determinados ejemplos de realización, la composición molar de un aditivo con respecto a una composición de base superior a la mostrada en las tablas 4A-4D. La tabla 5 muestra aditivos con una cantidad de aditivo aumentada (basándose en % en moles). La composición de base usada con la cantidad de aditivo puede basarse, por ejemplo, en la composición de base mostrada en la fila 1 de las tablas 4A-4D. Los aditivos mostrados en la tabla 5, en las cantidades seleccionadas presentadas, pueden mejorar la calidad de masa fundida en comparación con la composición de base anterior. Un tipo de masa fundida de vítreo indica que un “botón” del compuesto se fundió en una placa de vidrio, formando una estructura vítrea homogénea. Sinterizado indica que el compuesto (en una forma de polvo) se fusionó en conjunto, pero permaneció en una forma de polvo.
Por consiguiente, en determinados ejemplos de realización, pueden añadirse aditivos a una cantidad relativamente aumentada (por ejemplo, frente a los mostrados en la figura 4) a una composición de base. En determinados ejemplos de realización, los aditivos pueden incluir, por ejemplo, CuCl, SnCh, SiO2, AhO3 y TeO2. Se apreciará que la naturaleza tóxica del óxido de talio (ThO3) puede excluir su uso en determinados casos.
En determinados ejemplos de realización, pueden incluirse dos o más aditivos en un compuesto de base. La tabla 6 muestra los resultados de añadir dos aditivos a una composición de base a modo de ejemplo. La tabla 6 incluye ejemplos de masas fundidas a 375 y 350. Adicionalmente, se sometieron a prueba botones de 13 mm de los compuestos a modo de ejemplo en una placa de vidrio. También se muestra la resistencia estructural del compuesto a modo de ejemplo resultante en la columna de la derecha.
Por consiguiente, determinado ejemplo puede incluir dos aditivos similares a los encontrados en los ejemplos 3, 16 y 21 tal como se muestra en la tabla 6 (por ejemplo, TeO2 con SiO2, SnCb con AbO3, y SnCb con SO2). En determinados ejemplos de realización, la adición de dos o más aditivos puede tener resultados beneficiosos sobre una composición de base a modo de ejemplo. Por ejemplo, la adición de SO2 a otro aditivo puede aumentar la resistencia de la frita global. Alternativamente, o además, TeO2 en combinación con otros aditivos puede aumentar el flujo de masa fundida y las calidades de humectación de vidrio de la frita en comparación con una frita de base. En determinados ejemplos de realización, la combinación de SnCb con SiO2 y/o AbO3 puede dar como resultado un aumento de la resistencia estructural para el material de frita resultante.
En determinados ejemplos de realización, pueden añadirse uno o más aditivos a una composición de base en la que la cantidad es de entre el 1% y el 10% en peso o entre aproximadamente el 1% y el 6% en moles normalizados para un lote. En determinados ejemplos de realización, pueden añadirse aditivos en una cantidad más pequeña, por ejemplo de entre aproximadamente el 0,1% y el 1% en peso. En determinados ejemplos de realización, un lote para una composición de base (en gramos) puede incluir V2O5 a 52,5, BaO a 22,5, ZnO a 10. En determinados ejemplos de realización, los aditivos añadidos a la composición de base anterior pueden incluir: 1) TeO2 a 3,85 g y AbO3 a 1,84 g; 2) SnCb a 4,65 g y AbO3 a 3,12 g; 3) SnCb a 4,55 g y SiO2 a 1,08 g. De manera correspondiente, los aditivos pueden tener entonces un porcentaje en peso normalizado de: 1) TeO2 al 1,00 y AbO3 al 0,48; 2) SnCb al 1,21 y AbO3 al 0,81; 3) SnCb al 1,18 y SO2 al 0,28. Estos ejemplos pueden corresponder a los ejemplos 3, 16 y 21 en la tabla 6 anterior.
Las figuras 11A-11C muestran gráficos que ilustran la absorción en las longitudes de onda visibles e infrarrojas para fritas a base de vanadio según determinados ejemplos de realización. Tal como se muestra en los gráficos, los ejemplos de fritas a base de vanadio pueden tener una absorción de al menos el 90% a lo largo de una extensión sustancial del espectro visible e IR. En determinados ejemplos de realización, la absorción puede ser de aproximadamente el 95%. Los materiales de frita con alta absorción en el visible/IR pueden ser ventajosos.
La figura 11A muestra las propiedades de absorción de una frita a base de vanadio con TeO2 y AbO3 usados como aditivos (por ejemplo, el ej. 3 de la tabla 6). La figura 11B muestra las propiedades de absorción de una frita a base de vanadio con SnCb y AbO3 usados como aditivos (por ejemplo, el ej. 16 de la tabla 6). La figura 11C muestra las propiedades de absorción de una frita a base de vanadio con SnCb y SiO2 usados como aditivos (por ejemplo, el ej.
21 de la tabla 6).
En determinados ejemplos de realización, la aplicación de energía IR a un material de frita puede basarse en un perfil de calentamiento en el que la energía IR aplicada a la frita varía a lo largo del tiempo.
En determinados ejemplos de realización, una composición de base puede aumentarse con 3 ó 4 aditivos. Por ejemplo, un lote para una composición de base (en gramos) puede incluir V2O5 a 52,5, BaO a 22,5, ZnO a 10. Por consiguiente, pueden seleccionarse tres y/o más aditivos de TeO2, SnCb , AbO3 y SiO2 para aumentar la composición de base. Los intervalos (en gramos) para los aditivos pueden variar entre 0 y 7,5 gramos por aditivo. Por tanto, en un porcentaje en moles normalizado los aditivos anteriores pueden incluirse a entre el 0% y el 6%. Por tanto, el porcentaje en moles normalizado de una composición de base puede ser de V2O5 a entre aproximadamente el 43% y el 50%, BaO a entre aproximadamente el 22% y el 26%, ZnO a entre aproximadamente el 18% y el 22%. En determinados ejemplos de realización, pueden añadirse aditivos (en una base en moles normalizada) de TeO2 a aproximadamente el 2%, SnCb a aproximadamente el 2%, AbO3 a aproximadamente el 2% y SiO2 a aproximadamente el 4% a la composición de base.
Las técnicas, composiciones, etc., dadas a conocer en el presente documento pueden usarse con otros métodos y/o sistemas para formar una unidad de VIG. Por ejemplo, puede usarse una frita a base de vanadio para formar un
sello de borde de una unidad de VIG.
Los expertos en la técnica apreciarán que pueden llevarse a cabo ajustes de CTE en el material de frita global (por ejemplo, el compuesto) para las propiedades de humectación y unión de la frita para actuar conjuntamente con un sustrato subyacente (por ejemplo, un sustrato de vidrio).
Se apreciará que pueden usarse uno o más aditivos de óxido, cloruro y/o fluoruro de metal como aditivos en diferentes realizaciones de esta invención. Además, en determinados ejemplos de implementación, los aditivos de óxido, cloruro y/o fluoruro de metal pueden ser estequiométricos o subestequiométricos.
Tal como se usan en el presente documento, no debe interpretarse que los términos “sobre”, “soportado por” y similares signifiquen que dos elementos son directamente adyacentes entre sí a menos que se mencione explícitamente. Dicho de otro modo, puede decirse que una primera capa está “sobre” o “soportada por” una segunda capa, aunque haya una o más capas entre las mismas.
Aunque se ha descrito la invención en relación con lo que actualmente se considera que es la realización más práctica y preferida, debe entenderse que la invención no debe limitarse a la realización dada a conocer, sino que, por el contrario, se pretende que cubra diversas modificaciones incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (10)
- REIVINDICACIONESi. Composición de base para elaborar un material de frita, comprendiendo la composición de base:componente % en pesoóxido de vanadio 50-60%,óxido de bario 27-33%, yóxido de cinc 9-12%;caracterizada por comprender además un primer aditivo seleccionado del grupo que consiste en: Ta2O5, Ti2O3, SrCl2, GeO2, CuO, AgO, Nb2O5, B2O3, MgO, SO2, ThO3, Y2O3, SnF2, SnO2, CuCl, SnCl2, CeO2, AgCl, In2O3, SnO y SrO.
- 2. Composición de base según la reivindicación 1, en la que el primer aditivo comprende Nb2O5 y constituye entre el 1-8% en peso,y/o en la que el primer aditivo comprende SrCl2 y constituye entre el 1-8% en peso,y/o en la que el primer aditivo comprende Ti2O3 y constituye entre el 1-8% en peso,y/o en la que el primer aditivo comprende Ta2O5 y constituye entre el 4,5-10% en peso,y/o en la que el primer aditivo comprende AgO y constituye entre el 1,5-3,5% en peso,y/o en la que el primer aditivo comprende CuO de entre el 1% y el 2,5% en peso.
- 3. Composición de base según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición de base comprende además un segundo aditivo que comprende entre el 1-8% en peso de TeO2.
- 4. Composición de base según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el primer aditivo comprende SnCfc y constituye entre el 1-8% en peso.
- 5. Composición de base según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición de base comprende además un segundo aditivo que comprende entre el 1-8% en peso de AhO3.
- 6. Composición de base según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición de base comprende además un segundo aditivo que comprende entre el 0,5-5% en peso de SiO2.
- 7. Composición de base según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el material de frita tiene una temperatura de fusión menor de o igual a 400 grados C.
- 8. Unidad de vidrio aislado a vacío (VIG), que comprende:sustratos de vidrio separados, sustancialmente paralelos, primero y segundo;un sello de borde próximo a una periferia de los sustratos primero y segundo para formar un sello hermético entre los mismos y que define al menos parcialmente un hueco entre los sustratos primero y segundo, en la que el hueco se proporciona a una presión menor que la atmosférica,en la que el sello de borde está formado a partir de un material de frita que tiene al menos inicialmente una composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
- 9. Método de elaboración de un material de frita, comprendiendo el método:proporcionar una composición de base según la reivindicación 1;fundir la composición de base;enfriar la composición de base fundida y/o dejar que la composición de base fundida se enfríe para formar un artículo de vidrio intermedio;triturar el artículo de vidrio intermedio en la elaboración del material de frita.
- 10. Método según la reivindicación 9, en el que el al menos un aditivo comprende Nb2Os y constituye entre el 2-8% en peso,y/o en el que el al menos un aditivo comprende SrCl2 y constituye entre el 2-6% en peso,y/o en el que el al menos un aditivo comprende Ti2O3 y constituye entre el 4,5-10% en peso,y/o en el que el al menos un aditivo comprende Ta2O5 y constituye entre el 4,5-10% en peso,y/o en el que el al menos un aditivo comprende AgO y constituye entre el 1,5-3,5% en peso,y/o en el que el al menos un aditivo comprende CuO de entre el 1% y el 2,5% en peso,y/o en el que el al menos un aditivo comprende SnCb y constituye entre el 1-8% en peso.Método según cualquiera de las reivindicaciones 9-10, en el que la composición comprende además AbO3 de entre el 1-8% en peso.Método según cualquiera de las reivindicaciones 9-11, en el que la composición de base comprende además TeO2 de entre el 1-8% en peso.Método de elaboración de una unidad de vidrio aislado a vacío (VIG),proporcionar sustratos de vidrio primero y segundo en relación separada, sustancialmente en paralelo, uno con respecto a otro;sellar entre sí los sustratos de vidrio primero y segundo usando un material de frita, definiéndose un hueco entre los sustratos primero y segundo,en el que el sellado se realiza fundiendo el material de frita a una temperatura de no más de 375 grados C, habiéndose formado el material de frita a partir de una composición de base según la reivindicación 1.
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