Способ обработки поверхности стекла

 

О П И С А Н И Е 990708

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Сюевтских

Сецналнетнчееких

Республик (6! ) Дополнительное к авт. с вид-ву(22) Заявлено 27.07.81. (2! ) 3323283/29-33 (Sl)N. Кл. с присоединением заявки !Е—

С 03 С 23/00

9кударатвриМ квмвтвт

CCCP ю аахен взвбретеввй н втхрмтнВ (23) Приоритет -—

Опубликовано 23.01.83. Бюллетень,В 3 (53) УДК 666.1 .05 (088-8) Дата опубликования описания 23.01 83. (72) Авторы изобретения

О. В. Воробьева,Т. Ф. Полуротова, О. А. Гол!ф боа, Н. Г. Кисиленко и А. М. Степанов !!

Ф

Р

---О

Государственный научно-исследовательский т ттур,- -,. стекла Министерства промышленности crp 4 ельщях * материалов СССР (? I ) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ СТЕКЛА!

Изобретение относится к стекольной промышленности, а .именно к способам обработки поверхности стекла.

Известен способ обработки стекла для повьпцения химической стойкости фторсо- . держащим газом 71 3 .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ термохимичео кой обработки газовой смесью, включан о щей бО, SOg и пары воды, при температурах до 950оС

Обработанное стекло обладает повьпценной механической прочностью и химической стойкостью. Наблкшаемое упрочнение объясняется защитным действием налета сульфата натрия и изменением структурно-физического состояния поверхности стекла за счет снижения поверхностного натяжения и диффузии ионов натрия f23 . щ

Однако изменение характеристик стек-

as недостаточно существенное.

Бель изобретения — улучшение:физикохимических характеристик стекла.

Бель достигается тем, что согласно способу обработки поверхности стекла путем воздеЖтэия при 450-950 С газообразной смесью, включакяцей вещество, снижающее поверхностное натяжение стекла, в газообразную смесь вводят один компонент из группы., включающей

Co (С2Н4)2, АРС З БпСР,Т1 (ОС4НЗ)+

СЗ

Стекло обрабатывают парами разла- гающихся и . гидролизирукхцихся соединен-. хмй, поставляющих ионы- модификаторы, одновременно с веществами, снижакицими поверхностное натяжение стекла, например сернистым газом, фтором или соединениями, выделяющими при температурах обработки ноны фтора, мьпцьяка, сурьмы и др.

Вещества, снижакщие поверхностное натяжение стекла, обеспечивают диффу.зию в него металлических ионов-модификаторов. Продиффундировав в массу стекла, ионы-модификаторы в ::ависимости от их химической природы встрвиваОй 4 нов алюминия. Таким образом, модифицированный поверхностный слой стекла обогащается ионами алюминия и стекло после отжига и охлаждения имеет повьпненную твердость (8,5 ГПа), Пример 3. Модифицирование по-" верхности стекла, вырабатываемого методом двухстадийного формования, осуществляется на выходе его из ванны с расплавом.

На ленту стекла, через движущуюся над стеклом форсунку подается мелко днспергированный водный раствор хлорного олова. Одновременно через другую движущуюся форсунку подается на стекло сернистый газ для ускорения диффузии ионов олова, освобождающихся при разложенин хлорида, в поверхностный слой стекла, стекло при этом приобретает повышенную механическую прочность и химическую устойчивость.

Если прочность на изгиб необработанного стекла составляет 10 кгс/мм2, то после обработки — 46 кгс/мм . Хи2 мическая устойчивость необработанного стекла (согласно ГОСТУ 10134-62), выраженная в потерях веса при кипяче нии %: в H O — 0,2; HC9 — 0,065;

NaGH — 3,37, обработанного: в Н2О0,08; НС0 — 0,05; NaOH — 1,95.

Стекло бесцветное.

На ленту стекла через одну движущуюся форсунку подается раствор Т1СВЗ

Т1(0C4H )4 или дру| ое Раэлаг соединение титана, а в качестве вещества, снижающего поверхностное натяже . ние, — раствор разлагающегося соединения сурьмы S%Cg . Обработанное таким образом стекло имеет следующие характеристики:

Прочность на изгиб, кгс/мм2 43,0

Химическая стойкость, og

0,05

0,06

2,05

38,5 ются или внедряются в структурную сетку стекла, вызывают перегруппировку атомов в новые соединения или размещаются в пустотах. Во всех случаях модифицированный поверхностный слой стекла на глубине, доступных для диффузии группы инородных ионов, имеет измененную структуру, а следовательно и свойства оптические, прочностные и др.) .

Пример 1 . Модифицирование. по- 10 верхности листового стекла, вырабатываемого на машине ВВС, осуществляют в зоне формирования ленты, когда температура ее составляет 550-950 С. Для этого поверхность стекла обрабатывают мелкодиспергированным спиртовым раство-; ром уксуснокислого кобальта. Одновременно на поверхность обрабатываемого стекла подается сернистый газ. Сернистый газ снижает поверхностное натяжение стекла, так как межфазное натяжение системы стекл -сернистый газ ниже межфазного,натяжения системы стекловоздух. Снижение поверхностного натяжения стекла облегчает диффузию ионов кобальта в глубь съекла. За время пребывания стекла в подмашинной камере и машине вертикального вытягивания . ионы кобальта успевают продиффундировать на значительную глубину порядка

0,3-0,5 мм и частично прореагировать со стеклом, образуя модифицированный слой, окрашенный в голубой цвет.

Диспергирование растворов и обработка ижи поверхности стекла, а также по35 дача сернистого газа осуществляются через форсунки, укрепленные на, механизме, передвигающемся поперек формуемой ленты стекла в подмашинной камере или сОединительном звене MBIIIHHbl ВВС.

Пример 2. Модифицирование поверхности стекла, вырабатываемого ме-. тодом непрерывного проката, осуществляют на выходе его из прокатных валов (температура стекла 700-900 С) перед

4S подачей На участок отжига обработкой его мелкодиспергированным водным раствором хлорида алюминия. Одновременно на стекло подают спиртовый раствор хлорида сурьмы. Оба раствора подают через движущиеся над стеклом форсунки, которые крепятся На несущий механизм, совершающий возвратно-поступательные движения над лентой стекла.

На горячей поверхности стекла хлориды разлагаются,освободившиеся ионы сурьмы снижают поверхностное натяжение стекла и облегчают диффузию s его поверхностный слой малых по размеру иок Н О нсе

NaOH

Стекло бесцветное.

На ленту стекла через движущуюся форсунку подается ацетат или хлорид железа, в качестве вещества, снижающего lloBepxHocTHoe натяжение, — paTBop разлагающегося соединения сурьмы, Обработанное стекло имеет следующие характеристики:

Прочность на изгиб, кгс/мм

000708

Химическая стойкость, %

0,18

0,09

2,15

Необработвн« ное листовое стекло

Оь 2 Оэ065 Зв37 Бесцветное

10

Обработанное известным способом

2,2

1626

Бесцветное

Обработанное

Со(С Н/2 совместно с

502

Светлсьсиний н

2,25 глб,й

0,18

Обработанное

A R СЭ совместно с SbC0

0,06 0,045 1,44 Бесцветное

8,5

Обработанное

SnCt + 902 46

0,08 0,05

1,95

7,8

Ti& же

Обработанное

Т (,ОС Н )4+sbC0 43

0,05. 0,06

2,05

7,0

Обработанное гесе, + ьсе, 7э1

0,18 0,09

2, 15 Голубой

Ф о р м у л в и з о б р е т е н и я Со (С2Нф)2, А С . йС- 4

Т1 (ОСФНЭ)4 Р СЕЭ

Способ обработки поверхности стекла Источники информации, путем воздействия при 450-950 С газо принятые so внимание при експертиза, образной смесью, включакщей вешество, - 1. Harem США ¹ 3249246, Ы снижвкщее поверхностное натяжение. стек- кл. 215-1, окублик. 1966ла, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, 2. Производство технического и стра» с келью УлучшениЯ физико-химических ительного стекла. Вып. 2, Саратов, стекла в газообразную. смесь издвчво ГНИИС, 1972, с. 117-123 вводят один компонент из группы: (прототип) .

ВНИИПИ Заказ 41/31 Тираж 484 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и 120

Нс4

NaOH

Стекло голуооватого цвета.

Физико-химические свой:твв стекол приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет изменить оптические свойства и другие физико-химические свойства стекол непосредственно в процессе их выработки.

Кроме того, он может быть применен не только для листового стекла, но и

S для различных видов изделий из стекла (автомобильного стекла, стеклотары, бутылочного стекла и т. д.).

Cnocti6 изменения свойств стекла В прост, для его осушествления не требуется сложного оборудования.