RO112108B1

RO112108B1 - Sticla cristal fara continut de plumb si bariu, cu grad inalt de transmisie a luminii

Info

Publication number: RO112108B1
Application number: RO93-00490A
Authority: RO
Inventors: Marc Clement; Peter Brix; Ludwig Gaschler
Original assignee: Schott Glaswerke
Priority date: 1992-04-10
Filing date: 1993-04-08
Publication date: 1997-05-30
Also published as: HU9301061D0; SK280058B6; CZ62093A3; JPH069241A; ES2092707T3; DE59304071D1; HU212484B; CZ287067B6; EP0564802B1; BR9301421A; ATE143925T1; DK0564802T3; HUT67272A; PL298472A1; PL171212B1; SK32393A3; US5434111A; EP0564802A2; JP3236403B2; SI9300193A

Description

Invenția se referă la o sticlă cristal, fără conținut de plumb și bariu, pentru fabricarea sticlăriei de valoare, precum și a obiectelor casnice, sticlă care prezintă un înalt grad de transmisie a luminii, de minimum 85 %, un indice de refracție, n_d mai mare de 1,52, o densitate de minimum 2,45 g/cm³, un conținut de K₂0 și ZnO mai mare de 1 □% în greutate, o mare stabilitate hidrolitică și o mare stabilitate la acțiunea razelor solare.

Se cunosc încercări de înlocuire a plumbului și bariului dintr-o compoziție de sticlă cristal, respectiv, de înlocuire numai a plumbului, deoarece, se știe că există pericolul ca aceste substanțe, plumbul și bariul, chiar în cantități foarte mici existente în unele rețete de sticlă să producă efecte toxice asupra organismului uman.

Se cunosc, de asemenea, compoziții de sticlă cristal incolore, cu o refracție puternică a luminii ( n_d =1,74 ), care se obțin prin adăugare de dioxid de titan (în proporție de 50 % din greutatea totală) și care conferă un indice ridicat de refracție.

Conținutul mare de titan din compoziția sticlei conduce la o duritate exagerat de mare la șlefuire, precum și la o diminuare a posibilității de lustruire în mediu acid.

□ compoziție de sticlă cristal, înregistrată ca marcă pentru cristal în 25 iunie 1971, în localitatea Bundesgesetzblatt nr. 59 S. 857, din 30 iunie 1971, conține oxizi de PbO, Ba, K₂0 sau ZnO, drept componente singulare sau conține un amestec al acestor oxizi în proporție de minimum 10%, procente exprimate în greutate. Această compoziție de sticlă prezintă o densitate superioară valorii de 2,45 g/cm³ și un indice de refracție, n_dde minimum 1,520.

Pentru a se obține o compoziție de sticlă cristal fără conținut de plumb și bariu se impune adăugarea unor cantități prestabilite de ZnO și K₂0, plafonul cerințelor reglementărilor legale fiind continuu ridicat. Deși, pe de o parte, întrebuințarea K₂0 în proporții mari determină creșterea capacității de dizolvare, pe de altă parte se exercită influențe negative asupra stabilității chimice a sticlei.

De asemenea, adăugarea atît a oxidului de zinc, în proporție de maximum 10 % din greutatea totală a compoziției sticlei, cît și a oxidului de calciu determină diminuarea stabilității chimice față de acțiunea alcaliilor și a fosfatului de sodiu.

Deci, această sticlă posedă o slabă stabilitate chimică față de agenții de spălare pe bază de alcalii și fosfați.

în plus, prin conținutul de ZnO adăugat se mărește duritatea la zgîriere și implicit duritatea la prelucrare prin șlefuire, ceea ce constituie un dezavantaj important.

Totodată, există pericolul ca materia primă de oxid de zinc să conțină oxid de cadmiu, care, chiar în proporție neînsemnată este un agent toxic puternic.

O altă condiție care se impune sticlei cristal prețios este proprietatea ca la radiația unor unde scurte ( de exemplu radiația ultravioletă), sticla cristal să nuși schimbe nuanța, deci să nu solarizeze.

Prin “solarizare se înțelege proprietatea unei sticle de a-și schimba culoarea sau nuanța la trecerea prin sticlă a razelor solare.

O mare importanță are, în special fracțiunea ultravioletă purtătoare de energie din razele solare.La această sticlă se observă, mai ales o reflexie a razelor avînd o lungime de undă de pînă la 380 nm, recunoscută drept graniță în ultraviolet a radiațiilor de lumină vizibilă.

Reflexia față de această graniță nu joacă nici un rol asupra culorii sticlei, lungimea de undă a acestor radiații luminoase depășind domeniul vizibil.

Culoarea nedorită a sticlei survine în urma reflexiei lungimilor de undă aflate în domeniul vizibil. Această sticlă nu permite decît o reflexie de maximum 30 % a lungimii de undă inferioare valorii de 380 nm.

O altă compoziție de sticlă prezentată în brevet US 2901365 prezintă o

RO 112108 Bl densitate de 2,55...2,65 g/cm³ și un indice de refracție n_d cunoscut de 1,56 ...1,58. Compoziția oxidică a acestei sticle este constituită din 58...64 % Si0₂, 0...17,5 Na₂0, 0...15,5 KgO, O...5 Li₂0,

5.. .9 % Ti0₂ O... 10 % B₂0₃, O...3 % AI₂0₃ și, în rest, pînă la 100 % din adaos de coloranți.Suma metalelor alcaline este de 12,5...17,5 %, iar suma metalelor alcalino-pământoase și anume:CaO,MgO este de 7,5...14 %. Compoziția de sticlă din brevetul menționat, US 2901365 este foarte indicată pentru utilizări în oftalmologie,fiind ușoară și prezentînd un indice superior de refracție. în compoziția sa este inclus un adaos de Ti0₂asociat cu un sistem silico-calco-sodic pentru garantarea unei densități mici și a unui indice superior de refracție.

Astfel, se adaugă în compoziția sticlei, minimum 5 % Ti0₂ ( procente în greutate), un procent mic de Ti0₂ fiind insuficient pentru calitatea dorită a sticlei.

Această compoziție de sticlă cristal nu conține oxizi:Zr0₂,Nb₂0₃ sau Ta₂O₅.

într-un brevet US 4036623 este prezentată o compoziție de sticlă Krown oftalmologică, având ocompoziție oxidică constituită, în procente în greutate, din:

60.. .75 Si0₂, 5... 10 Na₂0, 5...10 % K₂0, 7...15 % CaO, O...5 % Li₂O, 0...2 % MgO, 2...8 % ZnO, 0...7 % AI₂0₃, □...2 % ZrO₂, 0...2 % Ti0₂, 0...2 % Sb₂0₃, 0...4,5 % Ce0₂ și 0...1,5 % As₂0₃. Compoziția se prepară dintr-un amestec de materii prime uzual supus unui tratament termic prin cufundare într-o baie de sare supraîncălzită. Se obțin, prin îmbunătățirea proprietăților unei compoziții de sticlă specială, prin schimb ionic, compoziții de sticlă pentru ochelari, ochelari de soare și pentru diverse lentile utilizate în oftalmologie.

în faza finală, sticla conform brevet US 4036623 conține obligatoriu minimum 2 % ZnO și maximum 10 % K₂0 (procentele fiind exprimate gravimetric).

Conținutul de ZnO este, însă, nedorit pentru o compoziție de sticlă cristal, acesta mărind duritatea la pre lucrarea prin șlefuire și, de asemenea, făcând posibilă contaminarea cu oxid de cadmiu prin materia primă folosită.

în plus, prin prezența oxidului de zinc rezultă o stabilitate redusă la acțiunea detergenților pe bază de alcalii și fosfați.

Această sticlă nu conține impurități de Nb₂0₅, dar compoziția sa nu poate atinge o densitate corespunzătoare unei valori de 2,45 g/cm³ și un coeficient de refracție superior valorii de 1,5.

într-o publicație EP 0547263 A1 este descrisă o compoziție de sticlă cristal zinc-silicatică, fără conținut de plumb, cu un indice de refracție superior valorii de 1,52. Această sticlă prezintă o compoziție oxidică constituită, in procente în greutate, din 65...70 % Si0₂, 6...9 % CaO, 4...12 % K₂0, 4...12 % Na₂0, 0,5...5 %B₂0₃, 4...7% ZnO, 0,1...1 % Sb₂0₃ și 1...6 % Zr0₂ și/ sau TiO₂, cu condiția ca suma componentelor de oxid să fie 100 %.

Sticla zinc-silicatică descrisă în publicația menționată, EP 0547263 nu conține, însă minimum 4 % ZnO, nu conține Nb₂0₅, respectiv AI₂O₃. De asemenea, nu conține concomitent Ti0₂ și AI₂0₃ Un conținut de ZnO în compoziția de sticlă cristal conform acestei publicații nu este, însă de dorit, deoarece conținutul de ZnO conduce la o duritate mărită la șlefuire, la o rezistență redusă la detergenți alcalini și la detergenți conținut de fosfor. De asemenea, conduce la o posibilă contaminare cu CdO prin materii prime conținînd ZnO.

în această publicație nu se pune problema realizării unei sticle cristal fără plumb și bariu și nici nu se rezolvă problema respectivă.

într-o altă publicație WO 92/ 19559 este descrisă o compoziție de sticlă cristal fără plumb, utilizată pentru pahare uzuale, compoziție avînd un indice de refracție de 1,53...1,58. Compoziția de sticlă este constituită, în procente în greutate, din 50...60 %: Si0₂,0,1 ...10 % AI₂0₃, 0,5...17 % Zr0₂, 10...22 % K₂0 și/sau 10...22 % Na₂0, 2...10%

RO 112108 Bl

CaO și/sau MgO, conținutul de Fe₂O₃fiind de 0,01...0,025 %.în plus, sticla poate conține 0,1...10 % BaO, ZnO, B₂0₃ și/sau Li₂0, urme de maximum 1%, Sb₂0₃, TiO₂ și Sn0₂.

Sticla fără plumb, conform acestei publicații, nu conține Nb₂O₅ și nici TiO₂în amestec cu AI₂O₃. Conține, însă, minimum 0,5 % Zr0₂ și maximum 10 % BaO.

Nici în această publicație nu se pune problema tehnică de realizare a unei sticle fără conținut de plumb și bariu și nici nu se rezolvă această problemă.

Compoziții de sticle oftalmice cu un indice de refracție ridicat și ale căror proprietăți de tensiune superficială sunt modificate prin schimb ionic sunt cunoscute din brevetul US 4012131. Acest brevet nu se referă la sticle cristal fără conținut de plumb și bariu, ci la compoziții de sticlă oftalmică.

Compoziția de sticlă, conform acestui brevet conține, în procente în greutate, 3...11% Na₂ O, 7...15 % K₂0, maximum 5 % alți oxizi alcalini, în total 12...20 % oxizi de metale alcaline,

3...6% CaO, 3...11 % ZnO și/sau MgO și, în rest, pînă la 100% SiO₂.

Brevetul US 4012131 nu se referă la utilizarea Nb₂0₅ în compoziție. De asemenea, compoziția nu conține obligatoriu Ti0₂, și nu conține AI₂O₃ asociat cu Ti0₂.Există cantități procentuale ridicate de ZnO și MgO. Acești oxizi trebuie să existe în proporții prestabilite, corespunzătoare, pentru a nu se periclita debitul de difuzie și adâncimea de pătrundere în timpul schimbului ionic, datorate prezenței unei cantități prea mari de CaO, care arîntîrzia procesul de schimb ionic.

Sticla cristal fără conținut de plumb și bariu, pentru fabricarea sticlăriei de valoare și a obiectelor casnice, conform invenției, prezintă o transmisie a luminii de minimum 85 %, un indice de refracție, n_d de minimum 1,52, o densitate de minimum 2,45 g/cm³, un conținut reprezentînd K₂0 și ZnO de minimum 10 %, în greutate și o stabilitate mare hidrolitică, respectiv la acțiunea razelor solare.

Sticla cristal fără conținut de plumb și bariu, conform invenției, este constituită din 50...75 % Si0₂, 2...1 5 % Na₂0, 5...15 % K₂0, 3...12 % CaO □,..10%B₂0₃, 0,4...3 % AlgOj, 0...5% Li₂O, O...5 % MgO, O...7 % SrO, O...7 % ZnO, O...8 % Ti0₂ O...5 %ZrO_sO,1...5 % Nb₂O₅, 0...5% Ta₂0₅ și 0...2 % F, suma dintre TiO₂ZrO₂ Nb₂0₅ și Ta₂0₅reprezentînd 0,3...12 %, iar suma oxizilor alcalini fiind de minimum 15%, procentele fiind exprimate în greutate.

Așa cum s-a precizat mai sus, sticla cristal care face obiectul invenției este o sticlă fără conținut de plumb, și bariu, pentru fabricarea sticlăriei de valoare, robuste și fără toxicitate, precum și a obiectelor casnice cu o înaltă transparență, cu o mare stabilitate hidrolitică și cu o foarte slabă tendință de solarizare, în conformitate cu prevederile legale.

Prin formularea fără conținut de plumb și bariu “ se înțelege că amestecul nu conține plumb și bariu în compoziția sa. Cu toate precauțiile este totuși posibilă apariția în amestec a unor impurități de plumb și bariu sub formă de oxizi ( PbO, BaO ) în cantități infime de maximum 0,1 % din greutatea amestecului.

Amestecul este constituit ca un sistem silico-calco-sodic, sistem deja cunoscut pentru proprietățile sale antitoxice.Bioxidul de siliciu îndeplinește în compoziția sticlei funcția de rețea modelatoare și poate înlocui alte rețele cunoscute, așa cum este rețeaua de B₂0₃, fără consecințe asupra stabilității sticlei.

Componentul de calciu funcționează ca rețea transformatoare în cadrul compoziției, înlocuindu-se alte rețele transformatoare cunoscut, așa cum sunt rețelele de MgO, SrO sau ZnO.

Este oportună, în acest caz restrângerea conținutului de MgO care contribuie la fragilitatea sticlei și influiențează asupra calităților sticlei.

Oxidul de stronțiu și oxidul de zinc, în proporții prestabilite, pot înlocui oxidul

RO 112108 Bl de calciu din compoziția sticlei în condiții foarte bune.

în cadrul compoziției, conform invenției adăugarea unor cantități prestabilite de substanțe alcaline se poate face la alegere, păstrându-se, firește reglementările impuse de rețetă.

Un component cunoscut sub denumirea de Fluorid poate fi introdus în compoziție pentru îmbunătățirea transmisiei luminii în domeniul ultraviolet și pentru limpezire, prin înlocuire de CaF₂.

Utilizarea oxidului de litiu în cadrul compoziției conform invenției, este limitată, întrucât acest component înrăutățește comportarea sticlei din punct de vedere al fragilității acesteia.

Utilizarea alcaliilor nu trebuie să depășească proporțiile impuse în cadrul compoziței conform invenției, deoarece creșterea conținutului de alcalii determină creșterea dilatării termice și diminuarea stabilității sticlei la schimbările de temperatură.

Deosebit de avantajos este, în cadrul compoziției conform invenției, conținutul de 10... 15 % K₂0, respectiv de

6...12% Na₂0, la un conținut de 7...12 % CaO.

Pe de altă parte, depășirea conținutului de substațe alcaline conduce la o mărire a viscozității sticlei, avînd drept consecință mărirea costurilor pentru procesul de topire, precum și, implicit, îngreunarea acestui proces.

Cînd nu se utilizează conținut de Ζηϋ în compoziție, trebuie să se adauge conform rețetei, un conținut de K₂O de minimum 10 % din greutatea totală a amestecului.

Aceasta poate conduce la o reducere evidentă a proprietăților sticlei, dacă nu se intervine prin introducerea unor oxizi:Ti0₂, Zr0₂ sau Nb₂0₅ în compoziția conform invenției. în același sens acționează și adaosul de Ta₂0₅ în compoziție.

Deoarece componenții: Ta₂0₅ și Nb₂0₅ sunt neaccesibili se preferă utilizarea componenților oxizi:TiO₂ și Zr0₂.

Această alegere este deosebit de avantajoasă deoarece conduce la mări rea indicelui de refracție, a stabilității chimice, precum și la mărirea durității sticlei.

Alegerea unui procentaj superior al componentelor față de rețeta compoziției, conform invenției, face ca procesul de fabricație să devină neeconomic, prin creșterea exagerată a durității la prelucrare, astfel încît șlefuirea în mediu acid să devină foarte dificilă.

Dimpotrivă, alegerea unui procentaj inferior pentru componentele compoziție, conform invenției, conferă sticlei o slabă stabilitate dinamică. Astfel,la o spălare brută, ca în dispozitive de prespălare uzuale, se poate ajunge la modificări nedorite ale sticlei până la spargere.

Conform invenției, procentul optim al conținutului amestec dintre TiO₂ și Zr0₂ se situează la minimum 0,3% din greutatea totală a amestecului.

Acest fapt, prezintă importanță pentru proprietățile optice și de strălucire aferente sticlei, o reducere considerabilă a Ti0₂ conducând la efecte contrare.

Componentul Ti0₂ ridică,totodată, puternic absorbția de radiații ultraviolete.întrucât Ti0₂ determină, în mod special creșterea stabilității la acizi a sticlei, iar ZrC₂ determină stabilitatea la baze a sticlei este posibil ca adăugarea în exces a celor doi oxizi să producă o influiență dăunătoare asupra proprietăților chimice ale sticlei.

în același timp, unii dintre componenți, și, în mod special componentul TiO₂ , exercită o acțiune protectoare la efectul nedorit de solarizare.

Compoziția de sticlă conține, de asemenea, 0,4...3,0 % AI₂0₃ (procente exprimate în greutate ). Acest adaos presupune rezistență chimică și mecanică, îndeosebi, adaosuri neînsemnate din acest oxid au drept consecință diminuarea efectului de coroziune a căptușelii termoizolante a cuptoarelor de topire, care poate provoca impurificări nedorite (de exemplu cu Fe₂O₃ ) în compoziția sticlei.

RO 112108 Bl

Rețeta sticlei care face obiectul invenției este astfel proporționată încît satisface toate cerințele impuse sticlei, conferind acesteia proprietăți optime.

Se dau în continuare 11 exemple de realizare a sticlei cristal, fără conținut de plumb și bariu, conform invenției.

Exemplul 1. Se realizează prin procedee uzuale o compoziție de sticlă cristal constituită din: 68,29 % Si0₂0,68 % AI₂0₃, 7,50 % Na₂0, 12,08 % K₂0. 8,98 % CaO, 2,12 % Ti0₂ și 0,34 % Sb₂0₃.

Compoziția de sticlă cristal prezintă un indice de refracție, n_d,de 1,530, un grad de transmisie a luminii de 90,4, o stabilitate la acțiunea razelor solare de + O,o densitate de 2,52 g/cm³ și o stabilitate hidrolitică, K_nde 4. Componentele normale aferente luminii, x și y sunt, respectiv 0,3109 și 0,3179.

Exemplul 2. Se realizează o compoziție de sticlă cristal constituită din: 67,94 % Si0₂ 0,63 % AI₂0₃, 8,97% Na_s0, 10,21 % K₂0, 9,36 % CaO, 2,56 % ZrC₂ și 0,34 % Sb₂O₃.

Compoziția de sticlă cristal prezintă un indice de refracție, n_d,de 1,531, un grad de transmisie a luminii de

90.2, o stabilitate la acțiunea razelor solare de -2,5,o densitate de 2,56 g/cm³ și o stabilitate hidrolitică, K^de

4. Componentele normale aferente luminii, x și y sunt, respectiv 0,3109 si 0,3180.

Exemplul 3. Se realizează o compoziție de sticlă cristal din: 67,81 % Si0₂0.60 % AI₂0₃ 7,51% Na₂0, 11,70 % K₂0, 9,15 % CaO, 1,21 %Ti0₂, 1,48 % Zr0₂ 0,20 %F₂_0, 0,34 % Sb₂0₃ si 0,35 % F₂.

90.3, o stabilitate la acțiunea razelor solare de -1,0,o densitate de 2,55 g/cm³și o stabilitate hidrolitică, K_nde 4. Componentele normale aferente luminii, x și y sunt, respectiv 0,3109 și 0,3180.

Exemplul 4. Se realizează o compoziție de sticlă cristal constituită din: 67,31 % Si0₂ 0.86% AI₂0₃, 7,35%

Na₂O, 0,83 % Li₂0, 10,13 % K₂0, 12,25% CaO, 0,94 %TiO₂ și 0,34% Sb₂0₃.

Compoziția de sticlă cristal prezintă un indice de refracție, n_d,de 1,534, un grad de transmisie a luminii de

90,3, o stabilitate la acțiunea razelor solare de -O,5,o densitate de 2,55 g/cm³și o stabilitate hidrolitică, K_vde 4. Componentele normale aferente luminii, x și y sunt, respectiv 0,3109 și 0,3179.

Exemplul 5. Se realizează o compoziție de sticlă cristal din: 65,90 % Si0₂1,94 % AI₂0₃ 8,27% Na₂C, 10,29 % K₂0, 1,64% MgO, 10,77 % CaO, 0,48 %TiO₂, 0,38 % ZrO₂ și 0,34 % Sb₂C₃

Compoziția de sticlă cristal prezintă un indice de refracție, n_d,de 1,531, un grad de transmisie a luminii de 90,3, o stabilitate la acțiunea razelor solare de -1,5, o densitate de 2,55 g/cm³ și o stabilitate hidrolitică, K_vde 3. Componentele normale aferente luminii, x și y sunt, respectiv 0,3110 și 0,3183.

Exemplul 6. Se realizează o compoziție de sticlă cristal din: 67,90 % Si0₂ 0,67 % AI₂0₃ 8,59 % Na₂0,

10,15 % K₂0, 7,30 % CaO, 4,19 % SrO, 0,48 %TiO₂, 0,38 % Zr0₂și 0,34 % Sb₂0₃

Compoziția de sticlă cristal prezintă un indice de refracție, n_d,de 1,52, un grad de transmisie a luminii de 90,4, o stabilitate la acțiunea razelor solare de -1,0, o densitate de 2,57 g/cm³ și o stabilitate hidrolitică, K_q,de 4. Componentele normale aferente luminii, x și y sunt, respectiv 0,3107 și 0,3177.

Exemplul 7. Se realizează o compoziție de sticlă cristal din: 67,27 % Si0₂ 0,68 % AI₂O₃ 8,85 % Na₂0, 10,69 % K₂0, 9,28 % CaO, 2,89 % Nb₂0₅ și 0,34 % Sb₂0₃

Compoziția de sticlă cristal prezintă un indice de refracție, n_d,de 1,531, un grad de transmisie a luminii de 90,2, o stabilitate la acțiunea razelor solare de -1,5, o densitate de 2,55 g/cm³ și o stabilitate hidrolitică, K_vde 4. Componentele normale aferente luminii x și y sunt, respectiv 0,3107și 0,3178.

RO 112108 Bl

Exemplul 8. Se realizează o compoziție de sticlă cristal din: 66,19 % Si0₂0,92 % AI₂0₃ 7,61% Na₂0, 12,21 % K₂0, 7,07 % CaO, 4,72 % ZnO, 0,94 %TiO₂ și 0,34 % Sb₂0₃

Compoziția de sticlă cristal prezintă un indice de refracție, n_d, de 1,528, un grad de transmisie a luminii de

90,3, o stabilitate la acțiunea razelor solare de -O,5,o densitate de 2,57 g/cm³și o stabilitate hidrolitică, K_v de 4. Componentele normale aferente luminii, x și y sunt, respectiv 0,3108 și 0,3178.

Exemplul 9. Se realizează o compoziție de sticlă cristal din: 66,02 % Si0₂2,00 % B₂0₃, 0,60% AI₂0₃ 8,75 %Na₂0, 10,43 % K₂0, 9,18 % CaO, 1,21 %TiO₂,1,48 % Zr0₂ și 0,34 % Sb₂0₃

Compoziția de sticlă cristal prezintă un indice de refracție, n_d, de 1,536, un grad de transmisie a luminii de 90,, o stabilitate la acțiunea razelor solare de -1,0,o densitate de 2,57 g/cm³ și o stabilitate hidrolitică, K_vde 4. Componentele normale aferente luminii, x și y sunt, respectiv 0,3109 și 0,3179.

Exemplul 10. Se realizează o compoziție de sticlă cristal din: 62,09 % Si0₂1,71 % B₂0₃ 2,82% AI₂O₃ 3,79% Na₂0, 14,29 % K₂0,4,36 % CaO, 7,23 %TiO₂,3,19 % Zr0₂și 0,52 % Sb₂0₃

Compoziția de sticlă cristal prezintă un indice de refracție, n_d, de 1,559, un grad de transmisie a luminii de 88,8, o stabilitate la acțiunea razelor solare de -O,o densitate de 2,60 g/cm³ și o stabilitate hidrolitică, K_vde 2. Componentele normale aferente luminii, x și y sunt, respectiv 0,3139 și 0,3224.

Exemplul 11. Se realizează o compoziție de sticlă cristal din: 63,46 % Si0₂ 1,71 % B₂0₃,0,68% AI₂0₃ 3,86% Na₂0, 14,45 % K₂0,4,93 % CaO, 7,21 %TiO₂,3,18 % ZrO₂ și 0,52% Sb₂O₃

Compoziția de sticlă cristal prezintă un indice de refracț, n_d, de 1,561, un grad de transmisie a luminii de 89,3, o stabilitate la acțiunea razelor solare de O,o densitate de 2,60 g/cm³ și o stabilitate hidrolitică, K_v de 3. Componentele normale aferente luminii, x și y sunt, respectiv 0,3125 și 0,3201.

Așa cum reiese și din exemple, din studiul și compararea mai multor amestecuri rezultă două rețete de compoziție de sticlă cristal deosebit de favorabile.

O compoziție de sticlă cristal este constituită, în procente în greutate, din

66.. .69 % Si0₂,0,45...1,0 % AI₂C₃,

7.6.. .10.6 % Na₂0,10,0...12,5 % K₂0,

8.. .11 % CaO, 0,8...1,6 % Ti0₂ și

1.2.. .2.5 % Zr 0₂. Cealaltă compoziție de sticlă cristal este constituită, în procente gravimetrice, din 66...69 % Si0₂, 0,45...1,0 % AI₂0₃, 7,6...11,0 % Na₂0,10,0...12,5 % K₂0, 4...7 % Ca,1,5...2,5% TiO₂ și 1,2...2,5 Zr C₂.

Se poate remarca faptul că, conținutul de Ti0₂, Zr0₂ și/sau Ta₂C₅ totalizează maximum 4 % din greutatea totală a amestecului. în caz contrar se înrăutățesc prelucrabilitatea și proprietățile de întrebuințare a sticlei.

Rețetele compoziției de sticlă cristal conțin, de asemenea, substanțe de limpezire. De exemplu, conțin maximum 1% Sb₂0₃ din greutatea totală a amestecului, precum și cantități neînsemnate, de maximum 100 ppm de substanțe de decolorare ( CoO, NiO, Nb₂0₃), substanțe care sunt condiționate de starea de impurificare a materiei prime.

în exemplele 1...11 sunt redate compoziții și proprietăți corespunzătoare a 11 rețete de sticlă în stare topită.

Compozițiile sunt întocmite fără adaosuri de substanțe de decolorare în masa topiturii de sticlă. Este totuși permisă impurificarea compoziției cu adaosuri reduse de BaO și/sau PbO de maximum 50 ppm prin introducerea materiei prime în procesul tehnologic.

Conținutul de Fe₂O₃ este inferior valorii de 150 ppm.Alte materiale ( impurități) nu sunt permise.

în fiecare din cele 11 exemple se indică gradul de transmisie al luminii, conform DIN 67507, precum și componentele normale ale luminii x și y, conform unei grosimi a sticlei de 11 mm.

Gradul de transmisie al luminii, așa cum rezultă din exemple, se exprimă

RO 112108 Bl în procente de pînă la 1OO % pentru componenta normală c a luminii și pentru un unghi de observație de 2°.

Măsurătorile se efectuează cu un fotometru spectral tip Lambda 9 al firmei Fa.Perkin-Elmer echipat suplimentar cu o sferă integratoare (sferă Ulbricht), pentru diminuarea erorilor de măsurare prin omogenizarea probelor. Eroarea de măsurare este de maximum o,5 %.

Stabilitatea la solarizare este determinată cu un aparat “ SUNTEST CPS “ al firmei Fa Heracus.

în cadrul acestui aparat, eșantionul de probă este iluminat cu o lampă X de 1,8 kw și având o intensitate luminoasă de 765 w/m^a de la un focar de până la 120 m (800 m, sistem de filtrare:” maximum UV”).

Distanța între lampă și eșantionul de probă este de 19 cm. între lampă și probă este amplasată o lentilă de cuarț cu rol de reflector cu strat reflectorizant IR prin care se împiedică încălzirea excesivă a probei.

Pe toată durata iradierii temperatura probei nu va depăși temperatura de 40° C.

Radiația penetrează proba până la 5 mm, măsurându-se gradul de transmisie spectrală pentru lungimi de undă de până la 360 nm, înainte și după radiație.

Diferența între transmisia spectrală de dinainte și după iradiere, în procente de până la 100 % se indică liniar de către un aparat SUNTEST Măsurătorile se fac cu un fotometru spectral O.G. Valorile măsurate conțin abateri de maximum + 0,5 %.

Grosimile eșantioanelor de sticlă sunt alese în funcție de clasele de stabilitate hidrolitică, conform DIN 12111.

în exemplul 3 se utilizează 0,35 % F₂,în loc de oxid. F₂ - □ reprezintă în acest exemplu procentul de atomi de hidrogen înlocuiți de fluor.

Exemplul se poate extinde la o înlocuire de 100 % cu fluor. Factorul de calcul, F, se obține prin calculul procentelor în greutate cu următoarea for14

Claims

Revendicări

1. Sticlă cristal, fără conținut de plumb și bariu, pentru fabricarea sticlăriei de valoare și a obiectelor casnice, având un grad de transmisie a luminii de minimum 85%, un indice de refracție, n_d, de minimum 1,52, o densitate de minimum 2,45 g/cm³ un conținut reprezentînd K₂0 și ZnO de minimum 10% în greutate și o stabilitate mare hidrolitică, respectiv la acțiunea razelor solare, caracterizată prin aceea că este constituită din 50...75 % Si0₂, 2...15% Na₂0, 5...15 % K₂0, 3...12% CaO, O... 10 % B₂0₃, 0,4...3 % AI₂03, O... 5 % Li₂0, O...5 % MgO, O...7 % SrO, O...7 % ZnO, O...8 % Ti0₂ O...5 %ZrO₂O,1...5 % Nb₂0₅, 0...5% Ta₂0₅ și 0...2% F, suma dintre Ti0₂Zr0₂,Nb₂0^ și Ta^ reprezentînd 0,3...12 %, iar suma oxizilor alcalini fiind de minimum 15%, procentele fiind exprimate în greutate.
2. Sticlă cristal, fără conținut de plumb și bariu, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că este constituită în procente în greutate din

10...15 %K₂0,6...12% Na₂0 si 7...12 % CaO.
3. Sticlă cristal, fără conținut de plumb și bariu, pentru fabricarea sticlăriei de valoare și a obiectelor casnice, având un grad de transmisie a luminii de minimum 85%, un indice de refracție, n_d,de minimum 1,52, o densitate de minimum 2,45 g/cm³ un conținut reprezentând K₂0 și ZnO de minimum 10% în greutate și o stabilitate mare hidrolitică, respectiv la acțiunea razelor solare,caracterizată prin aceea că este constituită din 50 ... 75 % Si0₂,

RO 112108 Bl

6...12 % Na_aO, 10...15 % K₂0, 3...12 % CaO, O...1O % B₂0₃, 0,4...3 % AI₂0₃, O...5 % Li₂0, 0...5 % MgO, 0...7% SrO, O...7 % ZnO, 0,3...8 % TiO₂ O...5 % Zr0₂0...5 % Nb₂O₅, 0...5% Ta₂0₅ și 5 0...2% F, suma dintre Ti0₂Zr0₂,Nb₂0^ și Ta₂O₅ reprezentînd 0,3...12 % în greutate.
4. Sticlă cristal, fără conținut de plumb și bariu, pentru fabricarea sticlă- io riei de valoare și a obiectelor casnice, având un grad de transmisie a luminii de minimum 85%, un indice de refracție, n_dde minimum 1,52, o densitate de minimum 2,45 g/cm³ un conținut repre- 15 zentând K₂0 și ZnO de minimum 10% în greutate și o stabilitate mare hidrolitică, respectiv la acțiunea razelor solare, caracterizată prin aceea că este constituită din 50...75 % Si0₂, 6...12 20 % Na₂0, 10... 15 % K₂0, 3... 12 % CaO, 0...10% B₂0, 0,4...3 % AI₂0₃, O...5 % Li₂0, O...5 % MgO, 0...7% SrO, O...7 % ZnO, O...8 % TiO₂ 0,3...5 % Zr0₂0...5% Ta₂O₅ și O...2 % F, suma dintre 25 Ti0₂Zr0₂,Nb₂0₅ și Ta₂0₅ reprezentând 0,4... 12 % în greutate.
5. Sticlă cristal, fără conținut de plumb și bariu, conform revendicărilor 3 și 4, caracterizată prin aceea că are un conținut de 7... 12 % CaO, procentele fiind exprimate în greutate.
6. Sticlă cristal, fără conținut de plumb și bariu,conform revendicărilor 3 și 4, caracterizată prin aceea că este constituită din 66...69 % Si0₂, 0,45...1 % AI₂O₃, 7,6...10,6 % Na₂0,

10.. .12.5% K₂0, 8...11 % CaO,

0,8...1,6 % Ti0₂ și 1,2...2,5% Zr0₂.
7. Sticlă cristal, fără conținut de plumb și bariu,conform revendicărilor 3 și 4, caracterizată prin aceea că este constituită din 66...69 % SiO₂, 0,45...1 % AI₂0₃, 7,6...11 % Na₂, 10...12,5% K₂0,4...7 % CaO, 1,5...2,5 % Ti0₂ și

1.2.. .2.5 % Zr0₂.
8. Sticlă cristal,fără conținut de plumb și bariu, conform revendicărilor

1.. .7, caracterizată prin aceea că are un conținut de TiO₂ ZrO₂ și/sau Ta₂O₅care nu depășește 4 % din greutatea totală a amestecului.