[发明专利]无铅晶体玻璃组合物的制备方法

说明书

本发明涉及晶体玻璃组合物的制备方法，尽管该组合物不含铅，但它看起来象晶体玻璃或可以认为是晶体玻璃。

一般，含铅晶体玻璃大都用于生产餐具之类制品。简短地说，由氧化铅提供的基本特点是，含铅晶体玻璃是“大块的”，“具有高的光折射率，显示高的光色散值”和“易于熔化”。而PbO含量可在很宽的范围变化，一般其范围为24-26重量％。

由于含铅晶体玻璃含有过高量的具有很大毒性的铅，当其用于餐具时，会对人体造成危害。因此，对PbO含量的限制越来越严格。

所以，本发明的受让人在日本专利公开申请平6-183774中提出了完全不含铅但又具有含铅晶体玻璃的同等特性的玻璃组合物。该玻璃组合物由SiO₂、TiO₂、BaO、K₂O和Na₂O等主要组分组成，SiO₂和TiO₂可确保高折射率和高色散，BaO可确保高密度和高折射率，K₂O可抑制铁离子产生颜色，Na₂O可降低熔点。

然而，由于玻璃组合物用TiO₂(氧化钛)代替PbO作为原料，TiO₂与来自原材料的杂质共存，玻璃有变黄色的倾向。

本发明的一个目的是提供以TiO₂代替PbO作为原料来制备晶体玻璃组合物的方法，同时有效地避免由TiO₂引起玻璃组合物出现黄色。

为了达到上述目的，根据本发明，提供了制备无铅晶体玻璃组合物的方法，组合物包括SiO₂，用于增加折射率和色散的TiO₂，增加密度和折射率的BaO和抑制铁离子产生颜色的K₂O作为主要组分。该方法包括在由50-60重量％的SiO₂,4-14重量％的K₂O,10-20重量％的BaO和3-10重量％的TiO₂构成的分批组合物中加入1.0-5.0重量％的NaNO₃(硝酸钠)或0.3-2.0重量％的BaO₂(过氧化钡)用于消除由3-10重量％的TiO₂引起的颜色，和0.2-1.0的Sb₂O₃(氧化锑)或As₂O₃(砷酸)用于消泡。

最好，分批组合物包括CaO，用于补偿高温时BaO引起的粘度降低，在BaO和CaO之比BaO/CaO≥2条件下，BaO和CaO的含量设定为10-20重量％。

本发明的方法中，为了消除TiO₂引起的黄色，在原料中加入NaNO₃或BaO₂作为氧化剂，加入Sb₂O₃或As₂O₃作为消泡剂，熔化原料生产玻璃。加入合适量的每种组分。特别，当分批组合物中TiO₂的含量为3-10重量％，用NaNO₃作为氧化剂时，其加入量为1.0-5.0重量％，但当用BaO₂作为氧化剂，其加入量为0.3-2.0重量％。Sb₂O₃作为消泡剂时，其加入量为0.2-1.0重量％，而使用As₂O₃时，加入量为0.2-1.0重量％。

在如含铅晶体玻璃的玻璃中，一般NaO₃与Sb₂O₃或As₂O₃组合，用作改善玻璃消泡的精制剂。本发明人发现，这样的组合显示作为精制剂的作用的同时，在高温产生的氧是可以氧化TiO₂的氧化剂，因此抑制了不需要的黄色的产生。仅使用Sb₂O₃或As₂O₃的单一化合物或如NaNO₃的单一氧化剂，不能提供如上述的效应。为确定这样的效应所进行的实验结果与在可见光范围内的光透射曲线比较。结果列于表1。当玻璃吸收靠近紫外线的短波区域的光时，玻璃看上去带黄色。图1仅说明了Sb₂O₃的实验结果，但能肯定As₂O₃也具有类似的效果。