Порожнистий предмет зі скла

Реферат: Винахід належить до порожнистого предмета зі скла, що має при товщині 5 мм загальну світлопропускну здатність, що більша або дорівнює 70 %, причому вказану світлопропускну здатність обчислюють за допомогою джерела світла С, такого як визначений в стандарті ISO/CIE 10526, і спостерігача, який відповідає вимогам МКО 1931 для роботи в галузі колориметрії, такого як визначений в стандарті ISO/CIE 10527, і фільтруючу здатність, що більша або дорівнює 65 %, зокрема, 70 %, причому вказана фільтруюча здатність визначається як така, дорівнює величині 100 %, зменшеній на середнє арифметичне пропускання від 330 до 450 нм, при цьому вказаний предмет має хімічну композицію кремнієво-натрієво-кальцієвого типу, що містить наступні оптичні поглинаючі агенти, кількість яких варіюється в наступних масових межах: Fe2O3 (загальна кількість заліза) від 0,01 до 0,15 мас. % ТіО2 від 0,5 до 3 мас. % 2 сульфіди (S -) від 0,0010 до 0,0050 мас. %. UA 101508 C2 (12) UA 101508 C2 UA 101508 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід належить до порожнистих предметів зі скла, таких як пляшки, флакони або банки, що мають підвищену світлопропускну здатність і високий захист від руйнування випромінюваннями. Відомо, що ультрафіолетові промені (УФ), зокрема, сонячні, можуть взаємодіяти з багатьма рідинами, погіршуючи в деяких випадках їх якість. Це відбувається, наприклад, у випадку деяких харчових рідин, до яких належать деякі вина, такі як шампанське або пиво, колір і смак яких можуть бути змінені. Таким чином, як в агрохарчовій промисловості, так і в косметичній промисловості існує реальна потреба в скляних ємностях, здатних поглинати найбільшу частину ультрафіолетових променів. Порожнисті скляні предмети, що відповідають цій вимозі, дуже широко використовуються, але вони в основному мають сильне забарвлення, і, отже, мають низьку світлопропускну здатність. Вино або пиво, наприклад, часто розливають в пляшки янтарного або зеленого кольору, причому ці кольори отримують шляхом додавання барвників, таких як оксид хрому або сульфіди перехідних елементів, такий як сульфіди заліза. Недолік цих кольорових ємностей полягає в тому, що вони приховують колір рідини, яка міститься в них. У деяких випадках може бути бажаним головним чином з естетичних міркувань мати можливість в повній мірі оцінити колір вмісту і, отже, мати в своєму розпорядженні порожнисті скляні предмети, що мають одночасно підвищену світлопропускну здатність і нейтральне забарвлення. У заявці WO2005/075368 описані композиції скла, здатні вирішити цю задачу. Ці композиції, що містять оксид ванадію і оксид магнію, дозволяють отримувати порожнисті скляні предмети, які одночасно мають низьку здатність пропускати ультрафіолетові промені (з довжиною хвиль 380 нм) і високу світлопропускну здатність (в ділянці довжини хвиль від 380 до 780 нм). Проте, виявилося, що захист, який забезпечують ці предмети, з часом виявлявся недостатнім в деяких відношеннях, зокрема, для рідин, таких як біле вино, спокійне або ігристе, зокрема, шампанське. Мета винаходу полягає в продовженні терміну життя цих рідин, що знаходяться на вітрині в скляній тарі, дозволяючи при цьому візуалізувати зовнішній вигляд цих рідин. Об'єктом винаходу, таким чином, є порожнистий предмет зі скла, що має при товщині 5 мм загальну світлопропускну здатність, яка більша або дорівнює 70 %, причому вказану світлопропускну здатність обчислюють за допомогою джерела світла С, такого як визначений в стандарті ISO/CIE 10526, і спостерігача, що відповідає вимогам МКО 1931 для роботи в галузі колориметрії, такого як визначений в стандарті ISO/CIE 10527, і фільтруючу здатність, що більша або дорівнює 65 %, зокрема, 70 %, причому вказана фільтруюча здатність визначається як така, що дорівнює величині 100 %, зменшеній на середнє арифметичне пропускання від 330 до 450 нм. Предмет за винаходом є таким, що має хімічну композицію кремнієво-натрієвокальцієвого типу і містить наступні оптичні поглинаючі агенти, кількість яких варіюється в наступних вагових межах: Fe2O3 (загальна кількість заліза) від 0,01 до 0,15 % ТіО2 від 0,5 до 3 % 2Сульфіди (S ) від 0,0010 до 0,0050 %. Предмет зі скла за винаходом, переважно, має одну або декілька з наступних властивостей, які також обчислюються при товщині 5 мм: - проникна здатність для хвиль, довжиною 440 нм, що менша або дорівнює 70 %, переважно, 65 %, зокрема 60 % і навіть 55 %, або 50 %, або 45 %, або 40 % і навіть 35 %, - пропускання ультрафіолетових променів, що обчислюється відповідно до стандарту ISO 9050, що менше або дорівнює 20 %, переважно, 15 %, зокрема, 10 % і навіть 5 %, - світлопропускна здатність, що більша або дорівнює 75 %, зокрема, 89 % і навіть 85 %. Промені, довжина хвиль яких приблизно 440 нм, виявилися разом з ультрафіолетовими променями найбільш шкідливими для напоїв, таких як білі вина, зокрема, шампанське. Переважно, ці оптичні властивості є властивостями одного предмета зі скла без всякого органічного або мінерального покриття. Як відомо, оптичні властивості залежать від товщини скла. Само собою зрозуміло, що предмет зі скла за винаходом не обов'язково має товщину 5 нм. Однак важливо, щоб основні оптичні властивості зберігалися при товщині, яка еквівалентна 5 мм. У випадку, якщо товщина предмета не дорівнює 5 мм, неважко обчислити його властивості при товщині, яка еквівалентна 5 мм, виходячи з вимірювання предмета, враховуючи його реальну товщину. Несподівано це поєднання оптичних властивостей дало можливість вирішити технічну задачу на базі винаходу, а саме продовжити термін життя деяких рідин, що знаходяться на вітрині, дозволяючи при цьому візуалізувати зовнішній вигляд цих рідин. 1 UA 101508 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Обидві ці властивості (висока світлопропускна здатність, з одного боку, і підвищена фільтруюча здатність, з іншого боку) до цього часу вважалися несумісними, оскільки підвищена світлопропускна здатність передбачає високий ступінь пропускання в області видимого, тобто, від 380 до 780 нм. Таким чином, існуюча тара, фільтруюча здатність якої є високою, має дуже витриманий колір (зелений або янтарний) і, отже, слабку світлопропускну здатність. Якщо не вказано інше, всі композиції виражені у вагових процентах і вміст даного оксиду металу відповідає загальному вмісту цього металевого оксиду без оцінки реального ступеня окиснення металевого іона, що розглядається. Якщо дані переважні кількості, мінімальні або максимальні, вважається, що весь діапазон, той, що є результатом комбінації мінімальної кількості і максимальної кількості точно належить до даного опису. Композиція, переважно, містить одне або декілька наступних обмежень, індивідуально або в поєднанні: - переважно, вміст оксиду заліза більший або дорівнює 0,02 %, зокрема, 0,03 % і навіть 0,04 % або 0,05 % або 0,06 % і/або менший або дорівнює 0,14 %, зокрема, 0,13 % і навіть 0,12 %, навіть 0,11 % або 0,10 %, - вміст оксиду титану, переважно, більший або дорівнює 0,6 %, зокрема, 0,7 % і навіть 0,8 % або 0,9 % або 1 % і/або менший або дорівнює 2,5 %, зокрема, 2,4 %, навіть 2,3 % і навіть 2,2 % або 2,1 %, - вміст сульфідів, переважно, більший або дорівнює 0,0015 %, зокрема, 0,0020 % і/або менший або дорівнює 0,0040 %, навіть 0,0035 %. Окисно-відновний потенціал, що визначається за відношенням молярного вмісту залізистого оксиду (вираженого в FeO) до молярного вмісту загального заліза (вираженого в Fe2O3), який є індикатором окисно-відновного стану скла, що, переважно, більший або дорівнює 0,5, зокрема, 0,55 і навіть 0,6. Окисно-відновний потенціал головним чином регулюють за допомогою окиснювальних агентів, таких як сульфат натрію, і відновних агентів, такого як кокс, відносний вміст яких регулюють для отримання необхідного окисно-відновного потенціалу. Композиція за винаходом, переважно, не містить ніякого поглинаючого агента для хвиль довжиною від 300 до 1000 нм, крім оксидів заліза і титану і сульфідних іонів. Зокрема, композиція за винаходом, переважно, не містить агентів, які вибираються з наступних агентів: оксиди перехідних елементів, такі як CoO, CuO, Сr2О3, V2O5, MnO2, оксиди рідкісноземельних металів, такі як СеО2, La2O3, Ег2О3 або Nd2O3, або фарбувальні речовини у вигляді елементів, такі як Se, Ag, Cu. Використання вищезгаданих оптичних поглинаючих агентів в межах винаходу дозволяє додавати цільові властивості, а також найкращим чином регулювати оптичні і енергетичні властивості скла. Звичайно важко передбачити оптичні і енергетичні властивості скла, якщо останнє містить декілька оптичних поглинаючих агентів. Дійсно, ці властивості є результатом складної взаємодії між різними агентами, поведінка яких крім того пов'язана з використовуваною скляною матрицею і з їхнім окиснювальним станом. Це особливо належить до композицій за винаходом, які містять щонайменше два елементи, що мають декілька валентностей. Вираз кремнієво-натрієво-кальцієвий застосовується тут в широкому значенні і належить до будь-якої композиції скла, що складається зі скляної матриці, яка містить наступні компоненти (у вагових процентах): SiO2 64-75 % Аl2О3 0-5 % В2О3 0-5 %, переважно, 0 СаO 5 -15 % MgO 0-10 % Na2O 10-18 %) K2О 0-5 % ВаО 0-5 %, переважно, 0. Зазначимо, що композиція з кремнієво-натрієво-кальцієвого скла може містити крім неминучих домішок, які містяться зокрема в сировині, невелику кількість (до 1 %) інших компонентів, наприклад, агентів, що сприяють плавленню або провару скла (SO3, СІ, Sb2O3, As2O3) або, що походять з можливого введення рециркульованого склобою в суміш, що перетворюється у скло. У склі за винаходом кремнезем міститься головним чином у вузьких межах по наступних причинах. При вмісті вище 75 % в'язкість скла і його здатність до розсклування істотно підвищуються, що утруднює його плавлення і виливання у ванну з розплавом олова. При вмісті 2 UA 101508 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 нижче 64 % гідролітичний опір скла швидко знижується і пропускання у видимій області також зменшується. Двоокис алюмінію Аl2О3 відіграє особливо важливу роль відносно гідролітичного опору скла. Якщо скло за винаходом призначене для утворення порожнистих тіл, що містять рідини, вміст двоокису алюмінію, переважно, більший або дорівнює 1 %. Лужні оксиди Na2O і K2О полегшують плавлення скла і дозволяють регулювати його в'язкість при високих температурах, підтримуючи її близькою до в'язкості стандартного скла. K2О можна використовувати в кількості до 5 %, так як при більш високому процентному вмісті виникає проблема підвищення вартості композиції. До того ж процентний вміст K2О можна по суті підвищити тільки за рахунок Na2O, що сприяє підвищенню в'язкості. Сума вмістів Na2O і K2О, виражені у вагових процентах, переважно, дорівнює або більша 10 % і, переважно, нижча 20 %. Якщо сума цих вмістів перевищує 20 % або, якщо вміст Na2O більший 18 %, гідролітичний опір істотно знижується. Скло за винаходом, переважно, не містить оксиду літію Li2O в зв'язку з його високою вартістю. Оксиди лужноземельних металів дозволяють адаптувати в'язкість скла до умов обробки. Можна використовувати приблизно до 10 % MgO і його усунення можна компенсувати щонайменше частково підвищенням вмісту Na2O і/або SiO2. Переважно, вміст MgO нижчий 5 % і найбільш переважно нижчий 2 % в результаті чого підвищується здатність до поглинання в інфрачервоному випромінюванні без збитку для пропускання у видимій області. Низький вміст MgO дозволяє крім того зменшити кількість сировини, необхідної для плавлення скла. ВаО в порівнянні з СаО і MgO в значно меншій мірі впливає на в'язкість скла і підвищення його вмісту відбувається головним чином в збиток лужним оксидам, MgO і особливо СаО. Будьяке підвищення вмісту ВаО сприяє підвищенню в'язкості скла при низьких температурах. Переважно, скло за винаходом не містить ВаО, а також оксиду стронцію (SrO), так як ці елементи є такими, що дорого коштують. Крім дотримання обмежень, визначених вище відносно зміни вмісту кожного лужноземельного оксиду, для отримання цільових властивостей пропускання є переважним обмеження суми вагових процентів MgO, СаО і ВаО до значення, яке дорівнює або менше 15 %. Композиція скла за винаходом може плавитися в умовах виробництва скла, призначеного для формування порожнистих тіл технологією пресування, видування або відливання. Плавлення відбувається головним чином в скловарних печах, можливо забезпечених електродами, що забезпечують нагрівання скла в масі шляхом проходження електричного струму між двома електродами. Для полегшення плавлення і зокрема для того, щоб зробити його зручним з механічної точки зору, композиція скла, переважно, має температуру, що відповідає в'язкості η таку, що log η =2, яка нижча 1500 °C. Переважно, температура, що відповідає в'язкості η, така, що log η =3,5 (позначена T(log η =3,5), і температура ліквідусу (позначена Tliq) відповідає відношенню: T(log η =3,5)-Tliq>20 °C і більш переважно: T(log η =3,5)-Tliq>50 °C. Оптичні поглинаючі оксиди можна вводити в піч (тут мова йде про "фарбування у ванні") або в трубопроводи, по яких скло переміщується між піччю і установками для формування (тут мова йде про "фарбування в трубопроводі"). Фарбування в трубопроводі вимагає спеціального пристрою для введення і перемішування, але зате дає переваги відносно гнучкості і реактивності, які мають особливу цінність, якщо потрібно отримання широкої гами забарвлень і/або особливих оптичних властивостей. У окремому випадку фарбування в трубопроводі оптичні поглинаючі агенти вводять в скляну фриту або в агломерати, які додають в світле скло для отримання після гомогенізації скла за винаходом. Можна використовувати різні фрити для кожного введеного оксиду, але в деяких випадках, переважно, використовувати одну фриту, що містить всі прийнятні оптичні поглинаючі агенти. Бажано, щоб вміст оптичних поглинаючих оксидів у використовуваних фритах або агломератах складав від 5 до 30 %, не перевищуючи ступеня розведення фрити в розплаві скла, які більші 10 %, зокрема, 5 % і, переважно, 2 %. За межами цих значень, дійсно, стає важко гомогенізувати належним чином розплав скла, зберігаючи високу продуктивність, сумісну із загальною низькою вартістю способу. Таким чином, об'єктом винаходу є також спосіб отримання скла, що має композицію за винаходом, яка включає стадію плавлення частини суміші, що перетворюється в скло, стадію транспортування розплаву скла до пристрою формування, протягом якої у вказаний розплав скла вводять оксиди за допомогою скляних фрит або агломератів, причому щонайменше 3 UA 101508 C2 5 10 15 20 25 30 35 частина оптичних поглинаючих агентів вводиться в композицію на цій стадії, і стадію формування вказаного скла для отримання порожнистого предмета. Переважно, всі оптичні поглинаючі агенти за винятком заліза вводяться в композицію на стадії транспортування розплаву скла до пристрою формування. Об'єктом винаходу є також спосіб отримання скла, що має композицію за винаходом, яка включає стадію плавлення частини суміші, яка перетворюється в скло в скловарній печі, причому вказана суміш, що перетворюється в скло, вносить всі оксиди, які містяться у вказаній композиції, і стадію формування. Будь-який спосіб, що дозволяє отримувати порожнистий скляний предмет, є застосовним. Як необмежувальні приклади можна назвати способи "пресування-дуття" і "дуття-дуття", добре відомі фахівцеві. Предметом за винаходом, переважно, є пляшка, яка зокрема може містити або містить пиво або біле вино, спокійне або ігристе, зокрема, шампанське. Даний винахід буде більш зрозумілим з нижченаведеного докладного опису необмежувальних прикладів здійснення, що ілюструються таблицею 1. У цих прикладах вказані значення наступних оптичних властивостей, що обчислюється при товщині скла 5 мм по експериментальних спектрах: - загальна світлопропускна здатність (TLc), що обчислюється від 380 до 780 мм. Ці обчислення проводять за допомогою джерела світла С, такого як визначений в стандарті ISO/CIE 10526, і спостерігача, що відповідає вимогам МКО 1931 для роботи в галузі колориметрії, такого як визначений в стандарті ISO/CIE 10527, - фільтруюча здатність (що позначається PF), яка визначається як така, що дорівнює величині 100 %, зменшеній на середнє арифметичне пропускання від 330 до 450 нм, - пропускання ультрафіолетових променів (TUV), що обчислюється відповідно до стандарту ISO 9050, - проникна здатність при довжині хвиль 440 нм (Т 440). У таблиці 1 також приведений ваговий вміст оптичних поглинаючих агентів. Композиції, приведені в таблиці 1, отримують з наступної скляної матриці, вміст компонентів в якій виражений у вагових процентах, а вміст двооксиду кремнію виправлений для відповідності загальному вмісту введених барвників. SiO2 71,0 % Аl2О3 1,40 % Fe2O3 0,05 % СаО 12,0 % MgO 0,1 % Na2O 13,0 % K2О 0,35 %. Таблиця 1 приклад Fe2O3 (%) Окисно-відновний потенціал ТiО2 (%) 2-( S %) TLc (%) PF (%) TUV (%) T440 (%) 40 45 1 0,05 0,7 1,0 0,0035 78,2 66,7 26,3 38,4 2 0,1 0,6 1,0 0,0020 73,9 67,2 25,9 37,6 3 0,1 0,63 2,0 0,0025 72,1 73,4 18,7 33,8 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Порожнистий предмет зі скла, який має при товщині 5 мм загальну світлопропускну здатність, яка більша або дорівнює 70 %, і фільтруючу здатність, що більша або дорівнює 65 %, зокрема 70 %, при цьому вказаний предмет має хімічну композицію кремнієво-натрієво-кальцієвого типу, яка включає SiO2 в кількості 64-75 мас. %, СаО - 5-15 мас. %, Na2O - 10-18 мас. % і яка містить наступні оптичні поглинаючі агенти, кількість яких варіюється в наступних масових межах: Fe2O3 (загальна кількість заліза) від 0,01 до 0,15 мас. %, ТіО2 від 0,5 до 3,0 мас. %, 2сульфіди (S ) від 0,0010 до 0,0050 мас. %. 4 UA 101508 C2 5 10 15 2. Предмет за п. 1, що має при товщині 5 мм пропускну здатність для хвиль довжиною 440 нм, що менша або дорівнює 70 %. 3. Предмет за будь-яким з пп. 1, 2, що має здатність до пропускання ультрафіолетових променів, яке обчислюється відповідно до стандарту ISO 9050, що менше або дорівнює 20 %. 4. Предмет за будь-яким з пп. 1-3, що має здатність до пропускання ультрафіолетових променів, що менше або дорівнює 10 %, зокрема 5 %. 5. Предмет за будь-яким з пп. 1-4, що має пропускну здатність для хвиль довжиною 440 нм, що менша або дорівнює 50 %, зокрема 40 %. 6. Предмет за будь-яким з пп. 1-5, що має світлопропускну здатність, що більша або дорівнює 75 %, зокрема 80 % і навіть 85 %. 7. Предмет за будь-яким з пп. 1-6 такий, що окисно-відновний потенціал скла більший або дорівнює 0,5. 8. Предмет за будь-яким з пп. 1-7 такий, що вміст оксиду заліза складає від 0,04 % до 0,12 %. 9. Предмет за будь-яким з пп. 1-8 такий, що вміст оксиду титану складає від 0,8 % до 2,2 %. 10. Предмет за будь-яким з пп. 1-9 такий, що вміст сульфідів складає від 0,0015 % до 0,0040 %. 11. Пляшка, яка містить порожнистий предмет зі скла за будь-яким з пп. 1-10, що містить пиво або біле вино, зокрема шампанське. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5