Способ обработки поверхности стекла Советский патент 1983 года по МПК C03C23/00 

Изофетение относится к стекольной промьшшенности, а именно к способам обработки поверхн,ости стевла.. Известен способ обработки стекла для повышения химической стойкости фторсодерокашим газом 11 3 . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому ре зультату является способ термохимичеокой обработки газовой смесью, включающей SO/, 5Оз и пары воды, при температурах до 95О°С. Обработанное стекло обладает повышен ной механической прочностью и химической стойкостью. Наблюдаемое упрочнение объясняется защитным действием налета сульфата натрия и изменением структурно-физического состояния поверхности ст кла за счет снижения поверхностного нат жения и диффузии ионов натрия t2 . Однако изменение характеристик стекда недостаточно существенное. Цель изобретения - улучшение физикохимических характеристик стекла. Цель достигается тем, что согласно способу обработки поверхности стекла путем ъозцейсгвея при 45О-95О С газообразной смесью, включающей вещество, снижающее поверхностное натяжение стекла, в газоо еизную смесь вводят один компонент из группы., включающей Со (,2 АЕСКэ , SnCP. Ре Сд. Стекло обрабатывают парами разлагающихся и гадролизируюпшхся соеднне вей, поставляющих ионы- мод|«|)иквтЬры, одновременно с веществами, снижающими поверхностное натяжение стекла, напримёр сернистым газом, фтором или соединениями, выделяющими при температурек обработки ионы фтора, мьпиьяка, сурьмы и др. Вещества, снижающие поверхностное натяжение стекла, обеспечивают диффу3ИЮ в него металлическю ионов-модификаторов. Продиффундировав в массу стекла, ионы-модификаторы в зависимости от их химической природы встрпивакггся или внедряются в структурную сет стекла, вызывают перегруппировку атомов в новые соединения или размешакггся в пустотах. Во всех случаях модифицированный поверхностный слой стекла на глубине, доступных для диффузии груп пы инородных ионов, имеет измененную структуру, а следовательно и свойства Ьптические, прочностные и др.). Пример. Модифицирование поверхности листового стекла, вырабатыва мого на машине ВВС, осуществляют в зоне формирования ленты, когда температура ее составляет 55О-950 С. Для этого поверхность стекла обрабатывают мелкодиспергированным спиртовым раств ром уксуснокислого кобальта. Одновременно на поверхность о абатьшаемого стекла подается сернистый газ. Сернистый газ снижает поверхностное натяжение стекла, так как межфазное натяжение системы стекло-сернистый газ ниже межфазного.натяжения системы стекловоздух. Снижение поверхностного натяже ния стекла облегчает диффузию ионов кобальта в глубь сэекла. За время пребывания стекла в подмашинной камере и машине вертикального вытягивания . ионы кобальта успевают продиффундировать на значительную порядка 0,3-0,5 мм и частично прореагировать со стеклом, образуя модифицированный слой, окрашенный в голубой цвет. Диспергирование растворов и обработ ка имга повертности стекла, а также подача сернистого газа осушествлякггся через форсунки, укрепленные на, механизме, передвигающемся поперек формуе мой ленты стекла в подмашинной камере или соединительном звене машины ВВС. П р и м е р 2. Модифицирование поверхности стекла, вырабатываемого методом непрерывного проката, осуществля ют на выходе его из прокатных валов (температура стекла 7ОО-9ОО С) перед подачей на участок отжига офаботкой его мелкодиспергированным водным раствором хлорида алюминия. Одновременно на стекло подают спиртовый раствор хло рида сурьмы.Оба раствора подают через движущиеся над стеклом форсунки, которые крепятся на несуший механизм, совершакяций возвратно-поступательные движения над лентой стекла. На горячей поверхности стекла хлори ды раалагаются,освободившиеся ионысур мы снижают поверхностное натяжение стекла и облегчают диффузию в его поверхностный слой малых по размеру иоНОВ апюмийия. Таким образом, модификированный поверхностный слой стекла обогащается ионами алюминия и стекло после отжига и охлаждения имеет повьпненную твердость (8,5 ГПа). П ри м е р 3. Модифицирование поверхности стекла, вырабатываемого методом двухстадийного формования, осуществляется на выходе его из ванны с расплавом. На ленту стекла, через движущуюся над стекйом форсунку подается мелкодиспергированный водный раствор хлорного олова. Одновременно через другую движущуюся форсунку подается на стекло сернистый газ для ускорения диффузии ионоЬ олова, освобождаюши1ся при резло жении хлорида, в поверхностный слой стекла, стекло при этом приофетает йовьпиенную механическую прочность и химическую устойчивость. Если прочность на изгиб неофаботанного стекла составляет 10 кгс/мм , то после офаботки - 46 кгс/мм. Химическая устойчивость необработанного стекла (согласно ГОСТу 1Q134-62), . выраженная в потерях веса при кипяче НИИ %: в - 0,2; НС С- 0,065; NaOH - 3,37, офаботанного: в Н2О 0,08; нее - О,О5; NaOH - 1,95. Стекло бесцветное. На ленту стекла через одну движущуто ся форсунку подается раствор ТлСб, )- или другое разлагающееся соединение титана, а в качестве вещества, снижающего поверхностное натяже ние, - раствор разлагающегося соединения сурьмы ЗЪС . Обработанное таким образом стекло Имеет следукшие характеристики:Прочность на изгиб, кгс/мм 43,0 Химическая стойкость, % к Н2О0,05 нее0,06 NaOH2,05 Стекло бесцветное. На ленту стекла через движущуюся форсунку подается ацетат или хлорид железа, в качестве вещества, снижающего поверхностное натяжение, - ратвор раояагакщегося соединения , Обработанное стекло имеет следук щие характеристики: Прочность на изгиб, кгс/мм Химическая стойкость, % к НдО0,18 НС4О,О9 NdOH2,15 Стекло голубоватого цвете. Физико-химические свойства стекол приведены в таблице. Таким офазом, предлагаемый способ позволяет изменить оптические свойства и другие физико-химические свойства 5 Фтекол непосредственно в процессе их выработки. Кроме того, он может быть применен не только для листового стекла, но и для различных видов изделий из стекла (автомобильного стекла, стеклотары, бутылочного стекла и т. д.). Cnoct3i6 изменения свойств стекла прост, для его осуществления не рребуется сложного оборудования.

Необработанное листовое стекло1О Обработанное известным способом16ОбработанноеСо(С2Н4)2 совместно с 50227 Обработанное А8 Сз совместь. но с SbCEj4О Обработанное 5 3,37 Бесцветное Бесцветное Светлосшшй к голубой 45 1,44 Бесцветное