Способ получения фотохромного стекла

60483 Союз СоаетскихациалистииескиРеспублик нительное к авт. спид 51) М. Кч а С ОЗС 3 26 С ОЗС 21/Ос присосдипенисм заявки3) Приоритет3) Опубликовано 30.04.78. Б 1 осударстееииый комите овета Министров ССС по делал; изобретеиийи открытий ллетень1 ния 17.04.78, Н. Вихров и Г, О. Карапетя 1) Заявитсл ий технологический институт целлюлозно-бумажной промышленности енинг(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОТОХРОМНОГО СТЕКЛА Изобретение относитс ского приборостроения, получения фотохромныхИзвестен способ пол стекол путем варки сос ребро и галогены, и по обработки 111. я к об в частно стекол. учения тавов, со следующ асти оптичети к способу фотохромных держащих сеей их тсрмоОднако высокие потери серебра (до 30 - 50 с/с) при таком способе существенно снижают экономическую эффективность данного метода, кроме того, потери галогенидов при варке стекол составляют до б 0 с/с. Все это обуславливает технологическую сложность получения фотохромных стекол с заданными СнойСТВаМИ,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 сгстовой поток не вызывает потемнения в болсс глубоких слоях. Тем самым пет необходимости в фотохромных свойствах всего объема изделия, более того, это приводит к увсли 1 епи 1 О затра дорогостоящего серебра и к увеличению 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, с/с галогенов и не содержащего се ребра, расплавом или пастой, состоящими изсеребросодержащей смеси, при повышенной температуре и последующих двух термообработок. В состав серебросодержащей смеси при этом входит по крайней мере одна из солей се ребра из ряда; АдКОз, АдС 1, АдВг, АдЯ,Ад 304 Контакт осуществляют в температурном интервале от 100 С ниже температуры размягчения стекла (до 100 С выше точки трансформации стекла). Время обработки из меняется в пределах от 10 мин до б час,В результате этой обработки ионы щелочного металла в поверхностном слое стекла обмениваются на ионы серебра. Затем стекло подвергают термической обработке в инертной 20 атмосфере в температурном интервале отточки трансформации стекла до 150 С ниже этой точки для однородной диффузии ионов ссребра в стекло, Далее стекло подвергается второи 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 гало генида серебра в поверхностном слое стекла,3изменяется от /, час до Время обработки12 час 21.Этот известный способ требует относительно высокого (до 4 вес. % по анализу) содержания галогенов в исходном стекле, Получение таких стекол представляет значительнуютехнологическую сложность ввиду того, чтонаблюдается значительная потеря галогенов впроцессе 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, чтониже величины плотности дополнительногопоглощения 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 телапри 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 снижениерасхода серебра и хлора.Поставленная цель достигается тем, что вспособе, включающем поверхностную обработку боросиликатного стекла серебросодержащей смесью при повышенной температуреи последующую термообработку, непосредственно после термообработки стекло обрабатывают расплавом по крайней мере двух хлоридных солей, выбранных из группы ХаС 1,11 С 1, КС 1, СаС 1,. При этом обработку стеклахлоридными солями проводят при температуре от Тд - 100 С до Ту+100 С в течение 30 -60 мин и при соотношении хлоридных солей,обеспечивающем устойчивость и гомогенностьрасплава при температуре обработки.Предлагаемый способ осуществляется следующим образом,Промышленное стекло или стекло с низким(не выше 0,5%) содержанием галогенов обрабатывают серебросодержащей смесью притемпературе в пределах от Тд в 2 С до температуры размягчения его на воздухе. Времяконтакта стеклянного тела с серебросодержащей смесью выбирают в интервале от 1 до32 час, Время и температура контакта стеклянного тела с серебросодержащей смесьювлияет на величину добавочной плотности поглощения готового образца, полученного попредлагаемому способу. Установлено, что ве 15 личина добавочной плотности поглощения готовых образцов находится в следующей зависимости от температуры и времени обработкистекла серебросодержащей смесью:5ЦЬВ=-АВехр-- ) гкт)где Лб - добавочная плотность оптическогопоглощения;10 А - некоторая постоянная, не зависящая от времени и температуры;Во - коэффициент диффузии ионов серебра;У - энергия активации процесса диффузии;К - постоянная Больцмана;Т - абсолютная температура контакта;1 - время контакта.Стекло, прошедшее обработку серебросо 20 держащей смесью, подвергают термообработке на воздухе при температуре в пределах отТд - 100 С до Тд+100 С в течение от 10 миндо 8 час,Непосредственно после термообработки25 стекло обрабатывают расплавом смеси покрайней мере двух хлоридных солей, выбранных из группы ХаС 1, 1.1 С 1, КС 1, СаС 1 г. Температура обработки находится в интервале отТд - 100 С до Тд+100 С, продолжительность30 30 - 60 мин,Пример 1. Промышленное стекло БС следующего состава, вес, %:ЯО, 68,22ВзОз 13,6635 А 120 з 2,97ХазОз 14,16КаС 1 0,99имеющее температуру трансформации 550 С,обрабатывают в расплаве 20 мол. % АрХОз+40 +80 мол. % ХахОз при 350 С в течение32 час. После термообработки на воздухе при450 С в течение 2 час, стекло обрабатываютв расплаве 56,5 вес. % КС 1+43,5 вес. %1.1 С 1 при 570 С в течение 60 мин. Величина45 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 споверхностным фотохромным слоем,Таким образом предложенный способ позволяет получать фотохромный слой в поверхности промышленного стекла, обеспечиваю 55 щий величину добавочной оптической плотности до 1,5, что не уступает добавочной оптической плотности известных стекол, обладающих фотохромными свойствами в объеме, иуменьшить расход серебра и хлора.50 Экономический эффект от экономии серебрапри изготовлении 100 мз фотохромных фильтров толщиной 5 мм составляет около 950 рублей, если считать, что на изготовление 1 мзфильтра уходит 0,4 кг серебра при варке фо 65 тохромных стекол и 0,02 кг по предлагаемому604837 Формула изобретения Составитель В. ТовмасянТскред и. 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, Ж, Раушская наб., л. 4/5Подписное 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 а 1 о щ и й с я 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: МаС 1, 11 С 1, КС 1,С аС 1.2, Способ по п. 1, отличающийся тем,5 что обработку стекла хлоридными солямипроводят при температуре в интервале отТд - 100 С до Тд+100 С в течение 30 - :60 мин.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе10 1. Авторское свидетельство СССР332059,кл. С 03 с 3/04, 1970.2. Патент США3.419.370, кл. 161 в ,1968.