Способ получения фотохромного стекла

 

ОПИС

604837

Союз Соаетских

Социалистинеских

ИЗОБРЕТЕНИ

Я с ggQPQII(Q+g ЯИДЕТЕД з

Республик (б1) Дополнительное к авт. спид-ву (22) Заявлено 13.10.76 (21) 2422453/29-33 (51) М. Кч а С ОЗС 3 26

С ОЗС 21/00 с присосдипенисм заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делал; изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.78. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 17.04.78 (53) УДК 666.1.053.65 (088.8) (72) Авторы изобретения

M. H. Вихров и Г. О. Карапетян

Л енинградский технологический институт целлюлозно-бумажной промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОТОХРОМНОГО СТЕКЛА

Изобретение относится к области оптического приборостроения, в частности к способу получения фотохромных стекол.

Известен способ получения фотохромных стекол путем варки составов, содержащих серебро и галогены, и последующей их тсрмообработки (1).

Однако высокие потери серебра (до 30—

50%) при таком способе существенно снижают экономическую эффективность данного метода, кроме roro, IIorepII ra ioreIIHpoB IIpII варке стекол составляют до бОс/с. Все это обуславливает технологическую сложность получения фотохромных стекол с заданными свойствамп.

Помимо этого в фотохромных изделиях, изготовляемых из этих стскол, эффективно работает только тонкий поверхностный слой (порядка сотен микрон), что обусловлено сильным поглощением ультрафиолетового облучения в этом слое. Ослабленный световой поток нс вызывает потемнения в болсс глубоких слоях. Тем самым пет необходимости в фотохромных свойствах всего объема изделия, более того, это приводит к увеличению затрат дорогостоящего серебра и к увел,I IcIIIIIo стоимости изделия.

Наиболее близким к изобретеншо по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения фотохромных стекол, заключающийся в ионообменной обработке боросиликатного стекла, содержащего до 4 вес, % галогенов и не содержащего серебра, расплавом или пастой, состоящими из серебросодержащей смеси, при повышенной температуре и последующих двух термообработок. В состав серебросодержащей смеси при этом входит по крайней мере одна из солей се10 ребра из ряда: AgNOq, AgCI, AgBr, Ag S, Ag>SO4. Контакт осуществляют в температурном интервале от 100 С ниже температуры размягчения стекла (до 100 С выше точки трансформации стекла). Время обработки из15 меняется в пределах от 10 мин до б час.

В результате этой обработки ионы щелочного метaëëà в поверхностном слое стекла обмениваются на ионы серебра. Затем стекло подвергают термической обработке в инертной

20 атмосфере в температурном интервале от точки трансформации стекла до 150 С ниже этой точки для однородной диффузии ионов ссребра в стекло. Далее стекло подвергается второй температурной обработке в инертной

25 атмосфере в температурном интервале между точкой трансформации стекла и точкой размягчения стекла для усиления миграции ионов серебра, обеспечивающей их реакцшо с галогеном и образование кристаллов гало30 генида серебра в поверхностном слое стекла.

604837

3 изменяется от /з час до

Время обработки

12 час (2).

Этот известный способ требует относительно высокого (до 4 вес. % по анализу) содержания галогенов в исходном стекле. Получение таких стекол представляет значительную технологическую сложность ввиду того, что наблюдается значительная потеря галогенов в процессе варки стекла. Промышленные стекла не содержат такого количества галогенов.

Кроме того, этот известный способ приводит к получению фотохромных стекол с плотностью дополнительного поглощения, не преьышающего 0,95 для лучших образцов, что ниже величины плотности дополнительного поглощения фотохромных стекол, выпускаемых промышленностью и обладающих фотохромными свойствами во всем объеме.

К недостаткам изложенного способа следует отнести необходимость проведения термообработок в инертной атмосфере, что значительно усложняет технологию получения фотохромных стекол по изложенному способу, Проведение термообработок в инертной атмосфере связано с тем, что ионы серебра, введенные в поверхность стеклянного тела при обработке на воздухе, склонны агрегировать с образованием коллоидных частиц серебра, что не только отрицательно сказывается на возможности осуществления известного способа, но и приводит к окраске стекла.

При осуществлении указанных способов требуется значительный расход серебра и галогенов, Целью изобретения является повышение наведенной оптической плотности и снижение расхода серебра и хлора.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем поверхностную обработку боросиликатного стекла серебросодержащей смесью при повышенной температуре и последующую термообработку, непосредственно после термообработки стекло обрабатывают расплавом по крайней мере двух хлоридных солей, выбранных из группы NaCI, LiCI, KCI, CaC1>. При этом обработку стекла хлоридными солями проводят при температуре от Tg — 100 С до Ту+100 С в течение 30—

60 мин и при соотношении хлоридных солей, обеспечивающем устойчивость и гомогенность расплава при температуре обработки.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Промышленное стекло или стекло с низким (не выше 0,5%) содержанием галогенов обрабатывают серебросодержащей смесью при температуре в пределах от Tg †2 С до температуры размягчения его на воздухе. Время контакта стеклянного тела с серебросодержащей смесью выбирают в интервале от 1 до

32 час. Время и температура контакта стеклянного тела с серебросодержащей смесью влияет на величину добавочной плотности поглощения готового образца, полученного по предлагаемому способу. Установлено, что ве15 личина добавочной плотности поглощения готовых образцов находится в следующей зависимости от температуры и времени обработки стекла серебросодержащей смесью:

AD =- А y D exp — — ) t кт) где Лб — добавочная плотность оптического поглощения;

10 А — некоторая постоянная, не зависящая от времени и температуры;

Вз — коэффициент диффузии ионов серебра;

U — энергия активации процесса диффузии;

К вЂ” постоянная Больцмана;

Т вЂ” абсолютная температура контакта;

t — время контакта.

Стекло, прошедшее обработку серебросо20 держащей смесью, подвергают термообработке на воздухе при температуре в пределах от

Tg — 100 С до Tg+100 Ñ в течение от 10 мин до 8 час.

Непосредственно после термообработки

25 стекло обрабатывают расплавом смеси по крайней мере двух хлоридных солей, выбранных из группы NaCI, LiCI, КСI, СаС1г. Температура обработки находится в интервале от

Tg — 100 С до Tg+100 Ñ, продолжительность

30 30 — 60 мин.

Пример 1. Промышленное стекло БС-12 следующего состава, вес, %:

SiOз 68,22

В20з 13,66

35 А120з 2,97 1 1 aЛз 14,16

NaC1 0,99 имеющее температуру трансформации 550 С, обрабатывают в расплаве 20 мол. % AgNO3+

40 +80 мол. % NANO> при 350 С в течение

32 час. После термообработки на воздухе при

450 С в течение 2 час, стекло обрабатывают в расплаве 56,5 вес. % КСI+43,5 вес. %

LiC1 при 570 С в течение 60 мин. Величина

45 добавочной плотности оптического поглощения (ЛО) равна 1,5.

Преимуществом предлагаемого способа является также отсутствие необходимости проведения термообработок в инертной атмосфере, 50 что упрощает технологию получения стекол с поверхностным фотохромным слоем.

Таким образом предложенный способ позволяет получать фотохромный слой в поверхности промышленного стекла, обеспечиваю55 щий величину добавочной оптической плотности до 1,5, что не уступает добавочной оптической плотности известных стекол, обладающих фотохромными свойствами в объеме, и уменьшить расход серебра и хлора.

50 Экономический эффект от экономии серебра при изготовлении 100 мз фотохромных фильтров толщиной 5 мм составляет около 950 рублей, если считать, что на изготовление 1 мз фильтра уходит 0,4 кг серебра при варке фо65 тохромных стекол и 0,02 кг по предлагаемому

604837

Формула изобретения

Составитель В. Товмасян

Тскред H. Рыбкина

Редактор Е. Дайч

Корректор Д. Денискина

Заказ 597/11 Изд. № 417 Тираж 596

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, _#_-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 способу при стоимости 25 рублей за 1 кг серебра.

1. Способ получения фотохромного стекла путем обработки поверхности боросиликатного стекла расплавом серебросодержащей смеси и последующей термообработки, отл и ч а1о шийся тем, что, с целью повышения наведенной оптической плотности и снижения расхода серебра и хлора, после термообработки стекло обрабатывают расплавом смеси, включающей по крайней мере две «лорндпые соли, выбранные из группы: NaCl, LiCI, КС1, С аС1 .

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, 5 что обработку стекла хлоридными солями проводят при температуре в интервале от

Tg — 100 С до Tg+100 С в течение 30 —:60 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

10 1. Авторское свидетельство СССР Хо 332059, кл. С 03с 3/04, 1970.

2. Патент США Ко 3.419.370, кл. 161 — 1, 1968.