СТЕКЛО

СТЕКЛО


RU (11) 2237028 (13) C2

(51) 7 C03C3/16, C03C3/062 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2002103037/03 
(22) Дата подачи заявки: 2002.02.07 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2002.02.07 
(43) Дата публикации заявки: 2003.10.27 
(45) Опубликовано: 2004.09.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: US 4075120 A, 21.02.1978. DE 2754714 B2, 22.11.1979. DE 2317800 B2, 29.07.1976. SU 474510 A, 02.10.1975. SU 254734 A, 11.11.1970. 
(72) Автор(ы): Павлушкина Т.К. (RU); Морозова И.В. (RU); Цетлин В.В. (RU); Дешевая Е.А. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): ОАО "Институт стекла" (RU) 
Адрес для переписки: 111024, Москва, ул. Душинская, 7, ОАО "Институт стекла" 

(54) СТЕКЛО 
Изобретение относится к составам стекол, которые могут быть широко использованы в разных областях науки и техники для остекления различных объектов с сохранением светопрозрачности в период эксплуатации за счет инертности по отношению к действию плесневых грибов. Технической задачей изобретения является увеличение грибоустойчивости. Стекло содержит следующие компоненты в мол.%: Р2O5 - 50-62, BaO - 31-40, SiO2 - 6-13, оксиды РЗЭ - 0,1-15. 1 табл. 



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к составам фосфатных стекол, которые могут быть использованы в качестве оптически прозрачных элементов, устойчивых к действию плесневых грибов.

Известно стекло, включающее в мас.%:

Р2О5 1-20

Al2O3 1-20

Еu2O3 0,5-10

Еr2O3 0,1-10

Sm2O3 0,2-10

(Еr2О3+Sm2O3=0,2-10)

SiO2 Остальное

(см. описание к патенту Японии 61-151039, заявл. 26.12.84, №59-273145, опубл. 09.07.86, МКИ С 03 С 3/097, С №С 4/12).

Стекло для лазеров с пониженными показателем преломления, ТКЛР и коэффициентом теплопроводности, обладающее высокой прозрачностью в УФ области спектра и высокой водостойкостью. Однако стекло является питательной средой для плесневых грибов при взаимодействии с культурами последних покрывается пленкой.

Наиболее близким по составу и технической сущности является стекло, содержащее в мол.%:

P2O5 35-65

R2O 5-40

RO (BaO, MgO, BeO) 5-30

SiO2 5

Оксид РЗЭ 0,01-7

(см. описание к патенту US №4075120, кл. С 03 С 3/16, 1978), состав относится к классу лазерных стекол. К действию плесневых грибов показывает низкую устойчивость и является питательной средой.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение грибостойкости стекол.

Поставленная цель достигается тем, что стекло, включающее Р2О5, ВаО и оксиды редкоземельных элементов, дополнительно содержит SiO2 при следующем соотношении компонентов в мол.%:

Р2O5 50-62

ВаО 31-40

SiO2 6-13

Оксиды РЗЭ 0,1-15

(где в качестве оксидов редкоземельных элементов могут быть: Еu2О3, Еr2O3, Dy2O3, Sm2O3 и Y2O3).

Стекло характеризуется высокой устойчивостью к действию плесневых грибов типа Aspergillus niger и Trichoderma viride и является весьма технологичным, что позволяет изготавливать из него изделия как прессованием, так отливкой и выдуванием.

Введение в состав стекла пентоксида фосфора в количестве 50-62 мол.% способствует увеличению интервала выработки стекол и инертности их по отношению к действию плесневых грибов.

Введение SiO2 в количестве 6-13 мол.% способствует увеличению однородности стеклообразной матрицы и упрочнению структурных связей, благодаря чему растет химическая устойчивость стекол по отношению к действию плесневых грибов.

Увеличение содержания в стекле оксида кремния более 13 мол.% приводит к снижению однородности стекла за счет цепочек Si-O-R, способных выделиться в самостоятельный структурный мотив, что является предпосылкой расслоения стекломассы, снижения химической устойчивости.

Введение SiO2 менее 6 мол.% недостаточно для создания упрочненной структурной матрицы, устойчивой к действию плесневых грибов.

Исследованиями установлено, что химическая устойчивость фосфатных стекол по отношению к действию плесневых грибов напрямую зависит от силы поля катионов модификаторов (Z/a2), где Z-заряд катиона, а -сумма ионных радиусов катиона и кислорода, находящейся в определенных пределах. Введение ВаО в количестве 31-40 мол.% позволяет получить стекла с величиной силы поля катиона от 19, 14 (пример №5) до 27,72 (пример №3), что обеспечивает высокую грибостойкость. Стекла с меньшим содержанием ВаО, порядка 30 мол.% (пример №7) имеет Z/a2, равной 29,04, и состав, содержащий 41 мол.% ВаО (пример №6), характеризующийся Z/a2, равной 17,64, являются питательной средой для грибов и степень развития плесени отвечает 1 и 2 баллам на полированной поверхности и 2 баллам на изломе (см. таблицу).

Ниже, в таблице составов и свойств, изобретение поясняется на конкретных примерах его выполнения.

В качестве сырьевых материалов для синтеза предлагаемого стекла использовали: аммоний фосфорнокислый однозамещенный, барий углекислый или оксид бария, двуокись кремния и оксиды редкоземельных элементов.

Варку стекол осуществляли в электропечи с карбидкремниевыми нагревателями при температуре 1300-1500°С. Время выдержки при максимальной температуре до полного осветления стекломассы составляет 30-60 минут в зависимости от объема тигля. Нами использовались кварцевые тигли емкостью от 0,3 до 1 л. Готовую стекломассу выливали на подогретую металлическую плиту в виде пластин, которые отжигали в электропечи при температуре 550°С и времени выдержки 40 мин.

Грибоустойчивость определяли в соответствии с ГОСТ 9.049-91 - “Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов”.

Сущность методов заключается в выдерживании материалов, зараженных спорами грибов, в условиях, оптимальных для развития, с последующей оценкой грибостойкости по степени развития плесневых грибов и по изменению характерных показателей свойств материалов.

Метод устанавливает:

1. Грибостойкость материалов и их компонентов при отсутствии минеральных и органических загрязнений.

2. Грибостойкость материалов и их компонентов в условиях, имитирующих минеральные загрязнения.

Сущность метода 1 заключается в том, что материал заражают спорами плесневых грибов в воде. Плесневые грибы растут только на питательных веществах, содержащихся в материале.

Сущность метода 2 заключается в том, что материал заражают спорами плесневых грибов в водном растворе минеральных солей. Плесневые грибы растут за счет солей минеральной среды и питательных веществ, содержащихся в материале.

Метод 1 - практически исключают любое загрязнение материала.

Метод 2 - исключают загрязнение материала органическими веществами.

Образцы стекол размещаются в эксикаторах или чашках Петри, причем расстояние между образцами должно быть не менее 10 мм.

Эксикаторы, чашки Петри с образцами в эксикаторах и контрольные чашки Петри переносят в бокс. Поверхность образцов заражают суспензией спор грибов равномерным опрыскиванием, не допуская слияния капель.

Зараженные материалы выдерживают в боксе при температуре (25±10°С) до высыхания капель, но не более 60 минут. Затем материалы, предназначенные для оценки грибостойкости по изменению показателей свойств, переворачивают зараженной стороной вниз, опрыскивают споровой суспензией с другой стороны и высушивают в тех же условиях. Затем чашки Петри и эксикаторы закрывают.

Испытания проводят при температуре (29±2)°С и относительной влажности воздуха более 90%. В эксикаторе и камере не допускается конденсация влаги и воздействие прямого естественного или искусственного освещения.

Продолжительность испытаний при оценке грибостойкости материалов по степени развития грибов составляет 28 сут. С промежуточным осмотром через 14 сут. при оценке грибостойкости по изменению характерных показателей продолжительность испытаний должна быть не менее 84 сут. С промежуточными осмотрами через 30 и 60 сут.



Образцы для определения грибостойкости выбирались однородные, не содержащие газовых и кристаллических включений. Поверхность образцов соответствовала огневой полировке и являлась идеально гладкой, т.к. в процессе выработки и отжига не соприкасалась с другими материалами.

Некоторые образцы раскалывались с целью выявления взаимодействия плесневых грибов с поврежденной неоднородной поверхностью излома.

Во время эксплуатации стеклоизделий вполне возможно незначительное локальное повреждение полированной поверхности в виде сколов от удара, царапин и т.д., поэтому стекло должно соприкасаться с культурами плесневых грибов как с полированной стороны, так и со стороны излома.

Предлагаемое стекло пригодно для изготовления конструкционных элементов с сохранением их светопрозрачности во время эксплуатации. 



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Стекло, включающее P2O5, BaO, SiO2 и оксиды редкоземельных элементов, отличающееся тем, что оно содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мол.%:

Р2O5 50-62

BaO 31-40

SiO2 6-13

Оксиды РЗЭ 0,1-15



ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к стекольной промышленности: стекольные составы и композиции, обработка стекла, оборудование для производства и разработки новых стекольных составов и композиций, приспособления и механизмы для обработки и производства стекла, специальные стекла и др.



Стекло. Стекольные составы и композиции. Обработка стекла




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "закалка стекла" будет найдено словосочетание "закалка стекла". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("закалка" или "стекла").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+закалка -стекла".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "состав" будут найдены слова "составы", "составом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "состав!".


Рейтинг@Mail.ru