СТЕКЛО
GLASS

Изобретение относится к стеклам (стеклянным изделиям) с оптически прозрачным покрытием, которые применяются для окон и других целей, в первую очередь, в строительстве (архитектуре), дизайне помещений и на транспорте, когда от стекол требуются специальные свойства по поглощению (превращению) энергии и пропусканию света. Изделия из стекла могут иметь любую форму, но чаще имеют плоскую поверхность.
Известны стеклянные изделия в виде микросфер (патент на изобретение РФ №2059574, МПК С03В 19/10, 1992 г. и международная заявка PCT/RU96/00118, публикация WO 97/42127, МПК С03В 19/10, 1997 г.). Однако стеклянные микросферы имеют низкий коэффициент светопропускания (безразмерная физическая величина, равная отношению потока излучения, прошедшего через среду, к потоку излучения, упавшего на ее поверхность).
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является оконное стекло для транспортного средства (патент на изобретение РФ №2418753, МПК С03С 17/25, 2006 г.) с оптически прозрачным покрытием, экранирующим инфракрасное излучение. Недостатком данного стекла является низкий коэффициент светопропускания, т.к. в этом случае не используется ультрафиолетовая составляющая падающего на стекло света для ее преобразования в видимый свет.
Техническим результатом изобретения является повышение коэффициента светопропускания в видимой части спектра за счет преобразования в видимый свет ультрафиолетовой составляющей падающего на стекло света.
Указанный технический результат достигается тем, что в органическом и неорганическом стекле (стеклянном изделии) с оптически прозрачным покрытием в качестве покрытия (аппрета) используют оптический отбеливатель. При этом покрытие (аппретирование) может быть нанесено на а) внешнюю, б) внутреннюю или в) на обе стороны поверхности стекла, а суммарная толщина слоя оптического отбеливателя составляет не более 500 нм.
Глаз человека чувствителен только к определенной области электромагнитного излучения, называемой видимым спектром, которая охватывает диапазон длин волн от 400 до 700 нм. Излучения, которые находятся за пределами видимого диапазона, включают в себя инфракрасную (волны длиной более 700 нм) и ультрафиолетовую область (менее 400 нм). Оптические отбеливатели обладают способностью поглощать ультрафиолетовую составляющую падающего на них света в области 300-400 нм и преобразовывать полученную энергию в видимую часть спектра (400-500 нм). Благодаря флуоресценции оптические отбеливатели преобразуют содержащийся в естественном свете и в свете многих искусственных источников ультрафиолет в излучение видимого диапазона, делая его более интенсивным.
На фиг.1 изображено стекло 1 с односторонним покрытием (аппретированием) 2 из оптического отбеливателя с толщиной слоя 3, не превышающей 500 нм.
На фиг.2 изображено стекло 1 с двусторонним покрытием (аппретированием) 2 из оптического отбеливателя с суммарной толщиной слоев 3 и 4, не превышающей 500 нм.
Свет (например, фар автомобиля), направленный на стекло 1, проходя через слой оптического отбеливателя, содержащегося в покрытии 2, преобразовывает ультрафиолетовую составляющую света в видимую часть спектра (400-500 нм). Таким образом, пройдя стекло 1 с покрытием 2, световой поток усиливается в видимой части спектра, повышая коэффициент светопропускания стекла 1.
Вариант нанесения покрытия 2 на стекло 1 зависит от взаимного расположения источника света и потребителя.
Если:
- источник света (например, лампа светильника) находится с внутренней стороны плафона (стекла 1), то покрытие 2 наносится на внутреннюю поверхность плафона;
- потребитель находится с внутренней стороны стекла (например, лобового стекла автомобиля), то покрытие 2 наносится на внешнюю поверхность стекла;
- потребитель и источник света находятся по одну сторону стекла 1, а освещаемая поверхность по другую сторону стекла 1 (как это происходит, например, в аквариуме с внешней подсветкой), то покрытие 2 наносится на обе стороны поверхности стекла 1.
В любом из указанных вариантов суммарная толщина слоя оптического отбеливателя не должна превышать 500 нм.
В качестве оптического отбеливателя используются, как правило, производные стильбена, например препараты «Белофор США», «Люксафор 093» или «Optiblanc WS». Максимально высокие показатели коэффициента световозвращения достигаются в случае, когда положение главного максимума фотолюминесценции оптического отбеливателя составляет 510-550 нм.
Для улучшения адгезии оптического отбеливателя к стеклу 1 используется промотор адгезии, например диаминофункциональный промотор адгезии аминоэтиламинопропил-триметоксисилан, полифункциональные аминосиланы «Пента-65» и «Пента-69», силан «Silquest А-1110».
Для повышение светостойкости стекла 1 и покрытия 2 в состав последнего добавляют светостабилизатор (фотостабилизатор), например «Фенозан 23», «Ирганокс 1010», «Беназол П», «Тинувин 327».
Поскольку на большинство материалов коротковолновое УФ-излучение оказывает большее негативное воздействие, чем длинноволновое излучение, то повысить их надежность, а следовательно, и срок службы можно, если обеспечить каскадный механизм переноса (миграции) энергии в материале. Для реализации указанных механизмов переноса энергии используются фотосенсибилизаторы, которые, поглощая коротковолновое УФ-излучение, передают его оптическому отбеливателю. Совместное применение фотосенсибилизаторов и оптических отбеливателей позволяет расширить диапазон поглощенной энергии, повышая коэффициент световозвращения, а также светостойкость стекла 1 и покрытия 2. В качестве фотосенсибилизатора может быть использована салициловая кислота, β-нафтиламин, Р-соль или Г-соль.
Для улучшения водоотталкивающих свойств покрытия 2, а следовательно, повышения его срока службы и морозостойкости, в состав аппрета добавляют гидрофобизаторы, состоящие в основном из кремнеорганических соединений, например «БИОНИК МВО», «КРИСТАЛЛИЗОЛ», «Chelsea Stone».
В результате проведенных экспериментов, в ходе которых определялся коэффициент светопропускания стекла 1 с покрытием 2, было установлено, что суммарная толщина слоя оптического отбеливателя не должна превышать 500 нм, поскольку по мере увеличения толщины слоя оптического отбеливателя коэффициент светопропускания стекла 1 сначала увеличивается, затем доходит до предельных величин и начинает уменьшаться. Оптимальная суммарная толщина слоя оптического отбеливателя (в зависимости от материала стекла 1, вида (марки) самого оптического отбеливателя, а также промотора адгезии, светостабилизатора, фотосенсибилизатора и гидрофобизатора) составляет 20-300 нм. В этом случае коэффициент светопропускания стекла 1 возрастает на 12-15%.