СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕКОРАТИВНОГО ЛИСТОВОГО СТЕКЛА Российский патент 2000 года по МПК C03B18/14 

Изобретение относится к способам производства листового стекла, в том числе может быть использовано в производстве флоат-стекла.

Известен способ непрерывной подачи на расплавленную стекломассу веществ, придающих стеклу декоративный эффект (Пат. Великобритании N 2199843, МКИ⁴ C 03 B 18/00, "Способ изготовления декоративного стекла"). Способ заключается в непрерывной подаче на расплавленную стекломассу добавок и отличается от известных тем, что цветную стеклокрошку (фритту) в измельченном виде подают в резервуар с щелями в нижней части, в котором фритта плавится и вытекает на стекломассу в виде множества струек, которые сплавляются с матричным стеклом, не захватывая пузырьков воздуха.

Недостаток способа - ограничение ассортимента из-за длительного перехода с одного вида стекла на другой, требование точного совпадения коэффициентов термического расширения (КЛТР) матричного и накладного стекла.

Известны и другие способы изготовления декоративного стекла, частично свободные от перечисленных недостатков (Пат. СССР N 2001028, C 03 C 17/02). Способ включает подачу на поверхность формуемого стекла нитей из цветного или бесцветного стекла в виде отрезков, нанесение нитей на поверхность стекла при помощи защитного газа, причем нити подают в поток газа.

Недостатком способа является неравномерность покрытия ленты стекла декорирующими нитями, требование совпадения КЛТР нитей и матричного стекла.

Известен способ, обеспечивающий равномерность покрытия стекла, по которому прозрачный слой углерода осаждают на стекло высокочастотным ионно-плазменным распылителем графитовой мишени, причем толщина слоя не превышает 2000 (А.С. N 1005402 C 03 C 17/28). Недостаток способа - отсутствие операции растяжения стекла после нанесения покрытия, в результате чего отсутствует рисунок на стекле.

Известно другое изобретение, в котором для изготовления декоративного листового стекла ленту формуют, обрабатывают реагентом в виде органических углеводородосодержащих соединений, например, продуктами сухой перегонки древесины, верхний слой стекла после обработки реагентом растягивают до разрыва образовавшейся в результате обработки пленки, после чего стекло может быть металлизированно (А.С. N 467040, C 03 B 18/02, C 03 C 23/00).

Недостатком способа является большое количество паров воды, выделяющееся при пиролизе древесины и ухудшающее состояние защитной атмосферы ванны расплава. Например, при сухой перегонке березовой древесины без доступа воздуха при 450-550^oC получаются следующие продукты (мас.% к сухой древесине): уголь древесный - 31,8; CO₂ - 9,96; CH₄ - 0,54; метиловый спирт - 1,6; уксус - 7,08; смола растворимая - 8,15; смола отстойная - 7,93; вода - 27,81.

Ближайшим аналогом предлагаемого изобретения является изобретение, по которому декоративное листовое стекло получают путем подачи на поверхность формуемого стекла частиц древесины в виде опилок, стружек (Пат. России N 2096359, C 03 C 17/02, C 03 B 18/14). Недостатком способа также является большое количество паров воды, выделяемое при разложении древесины. Согласно исследованиям А. Е. Чичибабина, в восстановительной атмосфере древесина не разлагается до 260^oC, при более высоких температурах начинается бурное разложение древесины с одновременным выделением воды и углеводородов (А.Е.Чичибабин. "Основные начала органической химии",т.I, Госхимиздат, М., 1963 , с. 718). Причем 100 г древесины выделяют 30 л паров воды. Вода взаимодействует с расплавленным оловом ванны и способствует внедрению ионов олова в поверхность стекла, т. е. ухудшает свойства защитной атмосферы. Например, после 3-часового выпуска декоративного стекла на основе древесных опилок точка росы изменилась с (-23^oC) до (-12^oC).

Ухудшение качества защитной атмосферы привело к браку стекла по таким показателям, как "пузырь", "мошка". Например, после выпуска партии стекла с применением древесных опилок количество "мошки" достигло величины 500 шт/м². Брак наблюдался в течение недели, что делает невозможным применение древесных опилок для декорирования стекла.

Характерным является то, что вода в древесине химически связана и не может быть удалена просушкой в сушильном шкафу и даже методом вакуумирования. Она выделяется только при разложении древесины одновременно с другими продуктами пиролиза.

Предлагается способ изготовления декоративного листового стекла, включающий формование ленты стекла на расплаве металла, нанесение на поверхность формуемого стекла твердого реагента. Способ отличается тем, что в качестве реагента используют предварительно обезвоженную гемицеллюлозу. Обезвоживание осуществляют путем просушки при 100^oC.

Гемицеллюлоза выделена в новый класс соединений, так как она обладает другими свойствами по сравнению с целлюлозой. Вода из нее может быть удалена без разрушения углеродного скелета. Поэтому гемицеллюлоза в отличие от целлюлозы растворяется при комнатной температуре даже в разбавленных щелочах (см. А. Е.Чичибабин "Основные начала органической химии", М., 1963 г., стр. 724).

Очень много гемицеллюлозы содержится в соломе, оболочках и зерне злаковых культур (пшеничной полове, остатках переработки овса, гречихи, ржи, в шелухе подсолнечника).

Кроме того, в семенах и шелухе подсолнечника, полове злаковых культур и др. содержится олеиновая кислота CH₃-(CH₂)₇-CH = CH-(CH₂)₇-COOH, которая при пиролизе дает алкибензолы, чрезвычайно легко распадающиеся на сажу, водород и углекислый газ. Причем распад идет при более низкой температуре, чем традиционно используемого для декорирования стекла пропана или бутана. Это открывает путь для производства тонкого декорированного стекла, так как позволяет декорировать стекло при 790-900^oC, когда формование ленты практически завершено.

Способ апробирован на опытно-промышленной линии. Получены образцы с неповторимым рисунком.

Кроме того, удалось снизить среднюю толщину декорированного стекла с 6,1 мм до 4,3 мм при качестве узора, не уступающим качеству стекла "Метелица", что позволило увеличить производительность линии на 30%. Ухудшения защитной атмосферы не обнаружено.

Характер рисунка, не уступая по своей красоте рисунку известного стекла "Метелица", позволяет упрочнять данное стекло методом закалки. На основе полученного стекла изготовлены декоративные панели из закаленного металлизированного стекла и панели стекла "Триплекс". В настоящее время панели проходит испытание.

Использование: для производства листового стекла, в том числе флоат-стекла. Декоративное листовое стекло получают методом напыления на его поверхность в зоне его формования углерода или углеродсодержащих соединений с легкоудаляемой водой. Углеродсодержащие соединения перед употреблением прокаливают для удаления из их состава воды. В качестве углеродсодержащих соединений предложена обезвоженная гемицеллюлоза. Техническая задача изобретения - повышение качества стекла.

Способ изготовления декоративного листового стекла, включающий формование ленты стекла на расплаве металла, нанесение на поверхность формуемого стекла твердого реагента, отличающийся тем, что в качестве реагента используют предварительно обезвоженную гемицеллюлозу.