СТЕКЛО ДЛЯ СОРТОВОЙ ПОСУДЫ Российский патент 1997 года по МПК C03C3/87 

Изобретение относится к стекольной промышленности, в частности, к изготовлению Na-Ca-Si, стекол для производства сортовой посуды, где в качестве обесцвечивателей используются токсичные и р.з.э. для обесцвечивания стекломассы.

Известно стекло для выработки сортовой посуды, включающее мас. SiO₂ 69-72; Na₂O 8-15, K₂O 2-9, CaO 4-8-9, BaO 1-5, B₂O₃ 0,5-1,0, Al₂O₃ 0,5-2,5, As₂O₃ 0,1-0,2 [1]
Недостатком его является многокомпонентность, дороговизна сырьевых материалов, содержащих калий, бор, барий, а также содержание экологически вредного оксида мышьяка.

Наиболее близким по достигаемому результату к предлагаемому является стекло, включающее мас. SiO₂ 70-76, CaO 4,9, MgO 0,52-3,0, Na₂O 10-16, K₂O 0,5-5,0, B₂O₃ 0,5-3,0, BaO 0,5-5,0, Al₂O₃ 0,5-2 [2]
Недостатком известного стекла является многокомпонентность, применение сложного состава обесцвечивателей, их дефицитность, применение летучего компонента селена, низкое интегральное светопропускание стекла.

Целью изобретения является повышение интегрального и спектрального светопропускания, улучшение цветового оттенка изделий сортовой посуды при наличии в стекле красящих примесей оксидов железа.

Поставленная цель достигается тем, что стекло для производства сортовой посуды, включающее SiO₂, CaO, MgO, Na₂O, K₂O, Al₂O₃ дополнительно содержит MoO₃ и SO₃ при следующем соотношении компонентов, мас.

SiO₂ остальное
CaO 5,8-6,2
MgO 2,0-3,8
Na₂O 13,5-15,1
K₂O 1,5-2,5
Al₂O₃ 0,43-0,6
SO₃ 0,4-0,5
MoO₃ 0,003-0,009.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый химический состав стекла отличается от известного введением нового компонента в состав сортового стекла, а именно молибдата натрия. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Литературные данные о введении молибдата натрия в состав сортовых стекол отсутствуют.

Введение молибдата натрия в состав сортовых стекол в количестве 0,005-0,015 мас. в сочетании с другими компонентами обеспечивает стеклам увеличение интегрального светопропускания и интенсивность спектрального светопропускания в интервале видимой части спектра. Следовательно, можно предположить, что молибдат натрия, придающий стеклам широкую полосу пропускания в видимой части спектра, способствует окислению иона Fe²⁺ в менее окрашивающий ион Fe³⁺ и компенсирует его действие.

Таким образом, предлагаемый компонент проявляет себя как обесцвечиватель стекломассы по производству сортовой посуды и придает стеклу улучшенные свойства по показателю интегрального и спектрального светопропускания, а также улучшает цветовой оттенок стекол. Полученные результаты позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень".

Для экспериментальной проверки заявляемого компонента для обесцвечивания стекломассы были подготовлены 5 смесей ингредиентов, 3 из которых показали оптимальные результаты.

Конкретные составы стекол представлены в табл.1.

Синтез стекол производили как из технических сырьевых материалов, так и материалов марки "ч.д.а", в частности молибдат натрия. Смеси получали традиционным смешиванием в фарфоровой ступке. Используемые добавки солей с целью равномерного распределения в шихте предварительно растворяли в воде. Для лучшего прохождения в шихте твердофазовых реакций использовали подогретую воду до температуры 40^oC. Затем приготовленным раствором смачивали песок. Остальные сырьевые материалы добавляли поочередно к полученной смеси. Влажность шихты составляла 4% Готовую шихту, подвергнутую прессованию, в виде брикетов, загружали в предварительно пронумерованные корундовые тигли. Варка экспериментальных стекол осуществлялась в электрической печи с силитовыми нагревателями при температуре 1440±20^oC, в окислительной среде. Скорость подъема температуры составляла 130-150^oC/ч.

Выработку стекла производили в металлические формы на металлическую подложку методом литья с последующим отжигом в муфельной печи периодического действия лабораторного типа при температуре 550±10^oC.

Далее в лабораторных условиях также традиционным методом определяли важнейшие оптические свойства образцов:
интегральное светопропускание при помощи прибора ПОС-1;
спектральное светопропускание на приборе SPECORD-40;
координаты цветности на отражение и пропускание на приборе-спектроколориметр "Пульсар".

Свойства стекол приведены в таблице (табл.2).

Как следует из таблицы 2, цветовые оттенки образцов стекол остаются практически одинаковыми, за исключением составов 1,5.

Отличительной особенностью составов 2,3,4 в сравнении с известным (прототип) и составами 1,5 является довольно высокие интегральные и спектральное светопропускания.

Указанные преимущества предлагаемого состава оказались возможными за счет введения малой концентрации соли металла. С увеличением концентрации молибдата натрия в стеклах составов 1,5 наблюдается резкое уменьшение интегрального и спектрального светопропускания в видимой части спектра.

Таким образом, использование заявляемого компонента позволит улучшить цветовой оттенок и товарный вид изделий.

Использование: для производства сортовой посуды. Сущность изобретения: стекло для сортовой посуды содержит в мас.%: оксид кальция 5,8-6,2, БФ СаО; оксид магния 2,0-3,8, БФ MgO; оксид натрия 13,5-15,1, БФ Na₂O; оксид калия 1,5-2,5, БФ K₂O; оксид алюминия 0,43-0,6, БФ Al₂O₃; оксид серы 0,4-0,4, БФ SO₃; оксид молибдена 0,003-0,009, БФ MoO₃, оксид кремния остальное, БФ SiO₂. Общее светопропускание стекла 94-95,5%, интенсивность максимального светопропускания 88-89%. 2 табл.

1 Стекло для сортовой посуды, включающее SiO<Mv>2<D>, CaO, MgO, Na<Mv>2<D>O, K<Mv>2<D>O, Al<Mv>2<D>O<Mv>3<D>, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит MoO<Mv>3<D> и SO<Mv>3<D> при следующем содержании компонентов, мас. 3 СаО7 5,8 6,23 MgO7 2,0 3,83 Na<Mv>2<D>O7 13,5 15,13 К<Mv>2<D>О7 1,5 - 2,87 3 Al<Mv>2<D>O<Mv>3<D>7 0,43 0,63 МоО<Mv>3<D>7 0,003 0,0093 SO<Mv>3<D>7 0,4 0,53 SiO<Mv>2<D>7 Остальное