CZ301505B6

CZ301505B6 - Použití skelného materiálu pro bezpecnostní zasklívání vozidel, pro celní skla a pro okenní skla

Info

Publication number: CZ301505B6
Application number: CZ20033178A
Authority: CZ
Inventors: Nathan Karpen@Daniel
Priority date: 2001-05-24
Filing date: 2002-05-11
Publication date: 2010-03-24
Also published as: CZ20033178A3; EP1390795A2; CN1295171C; WO2002094595A2; US6450652B1; EP1390795A4; KR20040081711A; WO2002094595A3; KR20080089521A; JP2005511457A; AU2002305579A1; CN1535393A

Abstract

Vynález se týká použití skelného materiálu pro bezpecnostní zasklívání neprustrelných ochranných štítu, kde skelný materiál obsahuje až 0,040 gramu oxidu neodymitého na ctverecní centimetr plochy skla za úcelem snížení množství žlutého svetla v rozsahu 565 až 598 nanometru až o 85 %. Dále se vynález týká použití skelného materiálu pro celní sklo motorového vozidla, kde skelný materiál obsahuje až 0,0225 gramu oxidu neodymitého na ctverecní centimetr plochy skla za úcelem snížení množství žlutého svetla v rozsahu 565 až 598 nanometru až o 85 %, pricemž skelným materiálem celního skla motorového vozidla muže být bezpecnostní zasklení vozidla. Neprustrelné ochranné štíty mohou být štíty motorových vozidel a motorová vozidla mohou být vybrána ze skupiny zahrnující automobil, nákladní automobil, autobus, motocykl, lokomotivu, automobil pro volný cas, terénní vozidlo a dodávkový automobil. Vynález se rovnež týká použití skelného materiálu pro pruhledné okenní sklo, kde skelný materiál obsahuje více než 0,0244 gramu oxidu neodymitého na ctverecní centimetr plochy skla, pricemž maximální koncentrace oxidu neodymitého ve skelném materiálu je 30 % hmotn. za úcelem snížení množství žlutého svetla v rozsahu 565 až 598 nanometru až o 85 %. Skelný materiál okenního skla je s výhodou vrstvené zasklení zahrnující vícenásobné vrstvy skla.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká použití skelného materiálu pro čelní ochranná skla vozidel a bezpečnostní zasklívání neprůstřelných ochranných štítů, který poskytne lepší vidění na takových úrovních osvětlení, kterých je třeba při řízení za denního světla nebo v noci, a který odstraní potíže, kterýio mi řidiči trpí při pohledu na světlomety vozidel přijíždějících v protisměru. Rovněž sníží oslnění z vycházejícího a zapadajícího slunce při jízdě směrem na východ nebo na západ. Nový materiál na čelní ochranná skla a na bezpečnostní zasklívání motorových vozidel s přimési oxidu neodymitého je schopen zlepšit podání barev pozorovaných předmětů za všech podmínek osvětlení. Je možno jej používat pro nová motorová vozidla i pro starší vozidla jako příslušenství pro dovyba15 vení.

Vynález se rovněž týká použití skelného materiálu pro okenní skla, který snižuje oslnění a zlepšuje podání barev u pozorovaných předmětů a vyloučí nepohodlí vyvolávané oslněním ze slunce a současně maximalizuje propustnost světla.

Dosavadní stav techniky

Po dlouhou dobu se již uznává, že vizuální nepohoda vyvolávaná světlomety vozidel prijíždějí25 cích z protisměru a vycházejícím a zapadajícím sluncem je závažným problémem, který zůstával nerozpoznán.

Jedním z navrhovaných řešení bylo namontovat na světlomety motorových vozidel polarizátory. Názory, na kterých se takováto technologie zakládá, shrnul Shurcliff (Shurcliff, WilliamA.,

Polarized Light Production and Use, Harvard University Press, Cambridge, Massachusetts, 1962, str. 129-133). Aby se zabránilo absorpci světla, která je u dichroických polarizátorů nevyhnutelná, větší počet vynálezců návrh systémy za použití speciálně konstruovaného svazku deskových polarizátorů (viz např. MARKS, britský patent 762,678, 1956). Realizaci teto technologie zabránily potíže jako je objem, křehkost, náchylnost k zakalování, poruchy polarizace a výrobní nákla35 dy.

Tento vynález rozšiřuje pojetí hlavních světlometů motorových vozidel s korekcí barev z reflektorové žárovky z lisovaného skla nebo halogenové žárovky, jak je uvedeno v patentu US 5 548 491 (KARPEN, 1966) nebo od zpětného zrcátka s příměsí oxidu neodymitého, jakje io uvedeno v patentu US 5 844 721 (KARPEN, 1988) a rovněž z výbojky světlometů motorového vozidla s velkou svítivostí, jak je uvedeno v patentu US 5 961 208 (KARPEN, 1999), které jsou zde zahrnuty ve formě odkazů k materiálu pro použití na čelní ochranná skla motorových vozidel a bezpečnostní zasklívací materiál s příměsí oxidu neodymitého a pro okenní sklo snižující oslnění s příměsí oxidu neodymitého podle tohoto vynálezu.

GB 412110 A (DEGEA AG AUERGESELLSCHAFT) popisuje sklo s obsahem oxidu neodymitého bez efektu změny odstínu, pouze s pozitivním účinkem na hloubku odstínu, a jeho použití pro žárovky, svítidla, stínidla, skleněné cylindry, reflektory apod. Podobné oblasti se dotýkají i James (US 4 441 046) a Graff (US 4 395 653), které popisují žárovky s vnitřním povlakem obsa50 hujícím oxid neodymitý. Stewart (US6358873) zase popisuje skleněné kompozice, skleněné obálky a skleněné filtry s obsahem 1 až 8 % hmotn. oxidu neodymitého pro použití v halogenových žárovkách. Boitel a kol. (US 4 093 468) popisuje sklokeramické kompozice s obsahem 0,03 až 0,75 % hmotn. oxidu neodymitého, přičemž předmětem vynálezu je získání bezbarvé sklokeramiky. Dále Daiku (US 4 390 637) popisuje sklo pro použití pro čelní sklo

- 1 CZ 301505 B6 barevných obrazovek, které obsahuje mj. OJ až 5.0 % hmotn. oxidu neodymitého. Všechny tyto spisy se však týkají oblasti použití, kteráje dosti vzdálená oblasti použití tohoto vynálezu.

CO MB ES [patent US 5 830 814, (1998)], uvádí skelnou směs vhodnou k výrobě skel pro použití s v oblasti architektury nebo u motorových vozidel. Tyto směsi obsahují následující složky vyjádřené v hmotnostních procentech a definované následujícími mezními hodnotami: SiO₂, 69 až %, AbO; 0 až 3 %, CaO₂ 2 až 10 %, MgO 0 až 2 %, Na₂O 9 až 17 % a Fe₂O_;, {celkové železo) 0,2 až 1,5 %. Uvedené sloučeniny mohou rovněž obsahovat fluór jakož i oxidy zinku, zirkonu, titanu a méně než 4 % oxidu barnatého, přičemž celkový procentní obsah alkalických zemin zuslo tává rovný nebo nižší než 10 %.

SAGAGUCHI a kol., [patent US 5 958 81 U (1999)], uvedl sklo pohlcující vynikajícím způsobem ultrafialové a infračervené záření a bronzový nebo neutrálně šedý barevný odstín, jež se vhodně používá jako sklo do oken automobilů a motorových vozidel a rovněž k zasklívání oken ve sta15 vebnictví, Toto sklo obsahuje v hmotnostních procentech základní složky skla obsahující 65 až 80 % SiO₂, 0 až 5 % B₂O₃, 0 až 5 % AUCh, 0 až 10 % MgO, 5 až 15 % CaO, 10 až 18 % Na₂O 4 K₂O a barvicí složky obsahující 0,20 až 0,50% celkového obsahu oxidu železa (TFe₂OJ vyjádřeného v Fe₂Oi, 0 až 3 % CeO₂, 0,025 až 6,0 % La-.CN, 0 až 2 % TiO₂, 0,0002 až 0,005 % CoO, 0,002 až 0,005 % Se, 0 až 0,01 % NiO a 0 až 1 % SnO₂, kde 5 až 25 % uvedeného

2o T-Fe₂O₂ vyjádřeného v Fe₂O₂ je FeO.

HAYDLN a kol. [patent US 4 470 922 (1991)J uvádějí vyztužitelné sklo s vysokým obsahem oxidu neodymitého obsahující 40 až 60 % SiO₂ a 10 až 30 % oxidu neodymitého a v menších množstvích různé další anorganické sloučeniny.

KOBAYSHI [patent US 4 454 446, (1984)] uvádí obrazovku pro světelný zdroj s čelním panelem, jenž je zhotoven ze skleněného materiálu obsahujícího oxidy vzácných zemin Nd₂O₂ a Pr₂O₂, takže se i za slunečního světla se získává uspokojivé barevné světlo a kontrast.

so MATSURA [patent US 3 714 055, (1973)] uvádí barevné světelné filtry používané v barevné fotografii v bílém a teplém bílém zářivkovém světle zhotovené ze skelné směsi obsahující různé složky skla. z nichž jednou je oxid neodymitý v množství 0,3 až 2,5 procent,

YAMASH1TA [patent US 4 521 524, (1985)] uvádí filtry zvyšující kontrast u barevných obra35 zovkových displejů, které mají 5 až 40 % oxidu neodymitého jako jedné ze složek skla.

COOK a kol. [patent US 4 769 347. (1988)] uvádějí sklo na filtry zvyšující kontrast u barevných obrazovkových displejů obsahující 10 až 25 % oxidu neodymitého jako jednu ze složek skla.

to lHRANO a kol. [patent US1 4 315 186. (1982)] uvádějí reflektor s částí skla předního světlometu s příměsí oxidu neodymitého přitavené k reflexní části zrcátka. HIRANO omezuje množství oxidu neodymitého v části předního světlometu v rozsahu 0,5 až 5,0 hmotnostních procent. Je-li množství oxidu neodymitého vyšší než 5 procent, rozdíl v součiniteli tepelné roztaživosti mezi výsledným skleněným materiálem a materiálem vytvářejícím reflexní zrcátko je příliš velký, takže je potom obtížné přitavit tuto část předního světlometu k základně reflexního zrcátka.

ΑΥΚΛΝΙΑΝ [patent US 3 354 025, (1967)] uvádí barevně odstupňované lamináty. Jsou uváděny laminované panely a mezi vrstvy, kde se uvedená mezivrstva používaná ke spojení laminátu vyznačuje tím, že má napříč mc/ivrstvy pigmentované pásmo nebo gradient. Pigmentované pásmo se zužuje od maximální tloušťky na jedné straně do minimální tloušťky na druhém okraji, aby dávalo stejnoměrný barevný gradient. Bezpečnostní lamináty zpravidla obsahují dva nebo více transparentních panelů s plastickou transparentní vrstvou vloženou mezi každý z těchto panelů. Běžně používaná mezivrstva se skládá z plaslifikované polyvinylacetátové pryskyřice a zpravidla se vytlačuje nebo tvaruje do filmů o tloušťce 0,015 palce (0,038 cm) nebo větší. NejCL 301505 ΰ6 důležitějším uplatněním pro lamináty tohoto typu jsou ochranná čelní skla automobilů, vojenských vozidel a letadel.

když použití barvi v k vytvoření postupného slábnutí barvy slouží ke snížení účinků oslnění a tepla, zjistilo se, že celkového zlepšení těchto vlastností je možno dosáhnout použitím pigmentů vpravených do těla tabule. Koncentrace pigmentu se může lišit ve velmi širokém rozsahu podle prostupnosti požadované po laminaci. Aby se dosáhlo požadovaného účinku, prostupnost tmavší částí laminátu by měla být nižší než 25 procent a ještě lépe méně než 10 procent a minimálně 1 proceuio.

II)

V tomto vynálezu se materiály s úpravou proti oslnění vpravují do skla čelního ochranného skla automobilu a materiálu pro bezpečnostní zasklívání a nejsou pouze vloženy do laminátu. Navíc, aby AYKAN1ANOVA technika vynikla, obsahuje celé čelní ochranné sklo sloučeninu proti oslnění a nikoliv pouze pás přes homí část čelního ochranného skla.

FYMANŮV [patent US 5 076 674, (1991)] uvádí sestavu eiektrochemichromového zpětného zrcátka se sníženou odrazností prvního povrchu. V této LYMANOVĚ technice je oxid neodymitý pouze jedním z většího počtu možných materiálů s vysokým indexem lomu obsažených v trojité vrstvě tenkých filmů.

To, co tento vynález přináší a co dřívější technika nesplnila, je snížení množství žlutého světla prostupujícího přes čelní ochranné sklo motorových vozidel s příměsí oxidu neodymítého, přes bezpečnostní zasklívací materiál a přes okenní sklo snižující oslnění obsahující oxid neodymitý, jelikož snížením množství žlutého světla ve spektru se zlepšuje sytost barvy a snižuje se oslnění.

Přístup tohoto vynálezu k problému vizuální nepohody a vizuální neschopnosti spočívá v přidání oxidu neodymitého, což je oxid vzácné zeminy, do skla ochranného čelního skla, do materiálu pro bezpečnostní zasklívání a do okenních skel s příměsí oxidu neodymitého snižujících oslnění, aby se absorbovalo žluté světlo a snížila se jeho přítomnost ve světelném spektru. Oxid neodymitý je možno přidávat do čelních ochranných skel v množství až 0,0225 gramů na čtvereční

5o centimetr plochy skla, aby se tak splnil požadavek Hlavy 49 Sborníku federálních nařízení (United Code oť Federal Regulations - CFR) 571,205 a ANSI/SAE Z26.1- 1996, tak jak byl schválen ANSI 11. srpna 1997, jenž vyžaduje pravidelnou (paralelní) světelnou prostupnost ne nižší než 70 procent světla. Do bezpečnostních zasklívacích profilů používaných na neprůstřelné štíty je možno přidávat oxid neodymitý v množství až. 0,04 gramů na čtvereční centimetr plochy, aby se tak splnily požadavky Hlavy 49 Sborníku federálních nařízení (United Code of Federal Regulations-CFR) 571.205 a ANSI/SAE Z26.1-1996, tak jak byl schválen ANSI 11. srpna 1997, jenž vyžaduje pravidelnou (paralelní) světelnou prostupnost při normálním dopadu světla přes štít i přes trvalé zasklení vozidel ne nižší než 60 procent. Oxid neodymitý je možno přidávat do okenních skel v množství vyšším než 0,0244 gramů na čtvereční centimetr plochy skla. aby se

-to získala maximální celková prostupnost 61,81 procent. Je li toto množství nižší, oxidu neodymitého je málo , aby mohl uspokojivým způsobem přiměřeně snižovat oslnění. Jelikož se okenní skla vyrábějí v různých tloušťkách, je zapotřebí množství oxidu neodymitého vyjádřit, aby se mohlo dosáhnout cílového snížení oslnění, jako hmotnost na jednotku plochy spíše než jako hmotnostní procento ve skelném materiálu.

Vynález je důležitý jako technologie sloužící k zachování energie. Jelikož je oslnění snižováno absorpcí žlutého světla ze spektra propouštěného světla, není již zapotřebí záclon nebo kouřových skel, aby se zabránilo přístupu nežádoucího slunečního světla, takže je možno používat toto sklo jako zasklívací materiál na stranách budov, aby tak bylo možné používání denní světlo namísto vnitřního umělého osvětlení. Dále je možno u oken dohře vidět při 700 až 7.000 stopových kandel (anglická jednotka osvětlení) přímého slunečního světla, aniž by přitom docházelo k obtěžujícímu oslnění.

Pojišťovací ústav pro bezpečnost na dálnicích má ve svém archivu spisy týkající se oslnění způ?5 sobeného výbojkami světlometů o vysoké intenzitě, přestože v říjnu 2000 byl celkový počet

-3 CZ 301505 B6 těchto vozidel velmi malý podle slovního telefonického vyjádření Mikea Cammisy, člena štábu, dne 26. ledna 1998 nebo kolem tohoto data. Dále podle Incantalupo, Thomas; „Problémy oslnění způsobeného světlomety automobilů“; NEWSDAY z 5. května 2002, str. A8, jelikož stale více vozidel je vybaveno výbojkovými světlomety o vysoké intenzitě, nebo je tato vozidla používají jako denní světlomety, budou problémy související s oslněním narůstat. Mimo toho, V i vek Bhise z automobilky Ford a Michael Perel, ze Státního úřadu pro bezpečnost na dálnicích v telefonních rozhovorech s vynálezcem 2. až 3. února 1998 nebo kolem tohoto data vyjádřili oba obavy z oslněné způsobeného světlomety za denního světla.

io Abychom vysvětlili důležitost tohoto vynálezu, prodiskutujeme v dalším textu složku oxidu neodymitého;

Neodym je prvek vzácných zemin s atomovým číslem 60 a s atomovou hmotností 144,24. Slučuje se s kyslíkem a tvoří oxid neodym itý , Nd₂CT, s molekulární hmotností 336,48?

Objasnění vzácných zemin v elementární formě trvalo po větší část devatenáctého století a vlastnosti neodyinu, které jsou důležité pro světelnou techniku v této patentové přihlášce, byly známy již před tím, než byl neodym připraven v kovové formě. V roce 1803 Kdaproth objevil minerál eeriovou zeminu. Přibližně ve stejné době to zjistili Barzelius a William Hisinger? Prokázalo se,

2o že tento minerál je smčsí oxidů různých vzácných zemin. V roce 1814 izolovali Hisinger a Berzelius oxid ceričitý ze ceriové zeminy? V roce 1839 objevil Moslander v ceriové zemině v/ácnou lanthanovou zeminu? V roce 1841 působil na lanthanovou zeminu zředěnou kyselinou dusičnou a extrahoval z ní nový oxid růžové barvy, který nazval didym, protože, jak řekl, se zdálo, že to je „neodlučitelné dvojče lanthanové zeminy’⁴.³

Věřilo se, že didym je směsí prvků. Ukázalo se, že jejich separace je obtížná. V roce 1882 zkoumal profesor Bohuslav Brauner na univerzitě v Praze některé z frakcí didymu spektroskopem a objevil skupinu absorpčních pásem v modré oblasti (λ = 449 - 443 nanometrů) a další skupinu ve žluté oblasti (λ - 590 - 568 nanometrů)? V roce 1885 separoval Welsbach didym do dvou zemin, so praseodymu a neodymu? Neodym má absorpční pásma ve žluté oblasti. Neodymová zemina je oxid neodym itý.

Spektra vzácných zemin se stala předmětem velkého zájmu velkého počtu výzkumných pracovníků. Nej působivějším rysem spekter iontů vzácných zemin v iontových krystalech je ostrost .b mnoha čar v jejich absorpčních a emisních pásmech. Již v roce 1908 si Becquerel uvědomil, že v mnoha případech mohou být tyto čáry tak úzké jako čáry, které lze běžně pozorovat ve spektrech volných atomů volných molekul?

Avšak mnoho tuhých látek, které se dnes prakticky používají, je amorfních nebo podobných sklu spíše než krystalických. To znamená, žc v bezprostředním sousedství podobných iontů v takovýchto látkách je tomu podobné, avšak ve vzorku není uspořádanost na velkou vzdálenost, lonty vzácné zeminy je možno snadno dn mnoha skel včlenit. Velmi brzy se zjistilo, že u skel, jak je možno očekávat, nejprominentnější charakteristika spektra krystalu vzácné zeminy - extrémní ostrost optických čar zmizí.

Podle zjednodušeného hlediska je sklo přechlazená kapalina. Je tedy možno předpokládat, že spektra iontů vzácných zemin ve sklech budou podobná spektrům iontů vzácných zemin v kapalinách. Spektra v kapalinách vykazují „rozštěpení krystalového pole“, i když tomu tak je velmi širokými čarami. To ukazuje, že jsou ionty vzácných zemin v kapalině obklopeny obalem ligand blízkého souseda podobně jak je tomu u konfigurace, která se nachází v tuhém tělese a stejně jak je tomu u každého iontu rozpuštěné vzácné zeminy, a Že nesouvztažná struktura se nachází pouze za obalem blízkého souseda. Jestliže je koordinace blízkého souseda v kapalině stejná jako u tuhého tělesa, je možno chápat podobnost ve velikosti rozštěpení krystalového pole a roztoku. U skel jsou ionty vzácných zemin zahrnuty jako oxidy. Na základě výše uvedeného zdůvodnění je možno očekávat, že spektra vzácných zemin ve sklech budou podobná spektrům

-t modifikace stabilních oxidů iontu určité vzácné zeminy; uvedené očekávání bylo ověřeno experimentálními výsledky.’

Absorpce iontu může projít zásadní změnou, bude—li umístěn vjiném okolním prostředí. Velká rozmanitost barev, kterou je možno získat u iontů dvojmocné mědi, kobaltu a niklu, se přisuzovala rozdílům v koordinaci počtů a v povaze okolních atomových skupin. Změna iontové vazby na kovalentní vazbu vytváří zcela odlišná absorpční spektra. Úzká vzájemná souvislost mezi světelnou absorpcí a chemickou změnou není překvapující, když si uvědomíme, že elektrony, které jsou odpovědné z.a celou viditelnou absorpci rovněž odpovídají za vzájemné chemické inte10 rakce a tvorbu sloučenin.

Jinak je tomu však u sloučenin vzácných zemin. Jejich barvy závisejí na přechodech, ke kterým dochází ve vnitrním, dobře chráněném elektronovém obalu, zatímco chemické síly, stejně jako u ostatních prvků.se omezují na deformace a výměny elektronů ve vnějších elektronových obalech, l? V důsledku toho zůstává barva sloučenin neodymu prakticky nezávislá na povaze atomů, ve kterých je tento prvek vázán. Soli s chemicky vázanou vodou mají ametystové zabarvení, tak jako bezvodé soli. amoniakáty, hydroxid nebo oxid. Chemické změny mají vliv na barvu pouze v menším rozsahu.¹⁰

2o Byla provedena řada studií týkajících se skel s obsahem oxidu neodymitého, aby se zkoumalo příslušné spektrum. Weidert provedl systematickou studii v roce 1992. Po prvé byly k dispozici vzorky čistého oxidu neodymitého, které byly poměrně čisté a neobsahovaly nečistoty jako je praseodym.¹¹ Tato spektra byla zveřejněna a vykazovala absorpci žlutého světla v širokém pásmu ud 565 to 598 nanometrů.¹²

Podle Rosenhauera a Weiderta signalizuje absorpční spektrum iontů Nd '' ve sklech každou změnu struktury, která ovlivňuje stabilitu skelného stavu. Změny složení, které zesiluji tendenci skla k devitrifíkaci, rovněž znejasňují normálně ostrá absorpční pásma iontů Nd° Ukazatelů absorpce je tedy možno používat ke zkoumání kompatibility oxidových systémů.¹ V jejich stujo diích se zásaditá skla měnila na své alkálie. Čím je poloměr atomu alkálie menší, tím diťúznější je absorpční pásmo. Jemná struktura rubidiového skla postupně mizí, jakmile je velká alkálie nahrazena menším iontem draslíku, sodíku, nebo lithia. Odpovídající lithiové sklo by bylo možno získat pouze rychlým zchlazením; jinak by došlo kc krystalizací. Zdá se tedy, že existuje obecná spojitost mezi tendencí skla k devitrifíkaci a jeho absorpčním spektrem. U všech skel, která snadno krystalizují, vyvolává neodym pouze poněkud difúzní spektrum.¹⁴ Bez ohledu na alkalický základ spodního skla, absorpci žlutého světla mezi 565 a 598 nanometry je možno pozorovat u všech vzorků skla (viz obr. 1)?'

Skla obsahující oxid neodym itý vykazují „dichroísmus“. Při umělém osvětlení se sklo s příměsi oxidu neodymitého jeví jako brilantně červené. Barevný vjem se mění nejen s typem osvětlení, nýbrž i s tloušťkou skelné vrstvy. U tenkých vrstev nebo s nízkými koncentracemi oxidu neodymitého se tato skla jeví jako modrá, v silných vrstvách nebo při vysoké koncentraci jako červená.¹⁶

V. Ctyroky zkoumal dichroísmus skel obsahujících různé koncentrace neodymu a vanadu. Pokusil se vypočítat tloušťku skla a koncentrací barvi v, které vytvářejí maximální dichroísmus. Barevné chování těchto skel je způsobeno oxidem neodym itým, jelikož oxid vanadu vytváří zelenou barvu, která slouží pouze ke změně původního modro-červeného diehroismu této vzácné zeminy. Absorpce žlutého světla mezi 565 až 598 nanometry' a je natolik intenzívní, že i sklo slabě zabarv ené oxidem neodym itým téměř úplně absorbuje žluté světlo. Propuštěné spektrum se tak dělí na dvě části, modrou a červenou. Barevný vjem, který takovéto sklo vytváří, závisí na rozložení intenzity světelného zdroje. Za denního světla převažuje modrá část; za umělého osvětlení (žárovkového), které tná poměrné slabé krátkovlnné záření, převládá červená barva.¹'

- 5 CZ 301505 Bó

Teoreticky se dalo očekávat, že filtr s ostrým absorpčním pásmem v červené a zelené základní vjemové křivce povede ke zvýšenému nasycení prakticky všech barev se středním nasycením. Optimálního zlepšení se dosáhne absorpčním pásmem při 573 nanometrech, které se u skla nachází ve středu absorpčního pásma oxidu neodymitého.¹⁸ s

Charakteristická absorpce skla s příměsí oxidu neodymitého, zvláště jeho úzké intenzívní pásmo ve žluté části spektra, ovlivňuje jedinečným způsobem barevné vidění. Díváme-li se přes takovéto sklo v krajině nebo v zahradě v kvetu, jsou silně zdůrazněny červené a zelené barevné odstíny; zvláště velmi jasně vynikají všechny barvy obsahující červenou.¹⁹

I!)

Dalším zajímavou charakteristikou při pohledu přes sklo s příměsí oxidu neodymitého je rozdíl mezi zelení vegetace a podobným zeleným barevným odstínem, který je vytvářen směšováním anorganických pigmentů. Zatímco odstíny obou zelených barev mohou být stejné, odrazná spektra jsou zásadné odlišná co se týče rozložení jejich intenzity; pro chlorofyl rostlin má spektrum s bohatou jemnou strukturou.

Bouma vysvětluje, jak může být elektrické světlo (žárovka) zlepšeno zavedením barevné obálky ze skla s příměsí oxidu neodymitého, které je známo pod názvem sklo „Neophane“ (pro objasnění uvádíme, že obálka se týká vnějšího pláště baňky žárovky). Je jasné, že velké části spektra nesmí být žádným způsobem zeslabeny. Jinak by došlo k příliš velkému poklesu účinnosti. Je možno uvažovat pouze o zlepšení barvy, kterého je možno dosáhnout při relativně malé ztrátě světla.²¹

Jediná možnost tak spočívá v absorpci jedné nebo více relativně malých oblastí spektra. S tím souvisí otázka, o kterých barvách je možné v této souvislosti uvažovat? Obecně je absorpce dané barvy provázena následujícími dvěma námitkami:

1. Předmět, který odráží téměř výlučně tuto barvu, se jeví jako příliš tmavý.

2. Předměty, které prezentují uvažovanou barvu v méně nasycené podobě se budou jevit jako ještě méně nasycené.

První z námitek platí především pro barvy na okrajích světelného spektra, to znamená pro červenou a modrou. Velmi sytá červená se může na příklad vyskytovat pouze tehdy, když určitý' materiál odráží prakticky výlučně červenou a oranžovou. To stejné platí pro modrou.

V případě žluté barvy je situace odlišná. V přírodě se vyskytuje vysoce sytá žlutá barva zpravidla nejen z toho důvodu. Že je odrážena úzká oblast spektra, ale také z toho důvodu, Že červená a zelená jakož i žlutá se odrážejí dosti dobře a do značné míry jsou absorbovány pouze modrá a fialová.

•tn Druhá námitka platí také obzvlášť na koncích spektra; modrá barva, která se reprodukuje v elektrickém světle v mnohem méně syté podobě než v denním světle, nemůže být určitě ještě tlumenější. Sytost červené barvy rovněž není možno příliš snížit, jelikož jinak by se zhoršila reprodukce barvy kůže.

Z výše uváděných důvodů je v případě žluté barvy druhá námitka také méně důležitá.

Bouma uzavřel žárovku baňkou ze skla ..Neophane obsahujícího oxid neodymitý a porovnal její podání barev s podáním barev žárovky uzavřené běžnou opálovou skleněnou baňkou. Jeho výsledky ukázaly, že většina barev je sytějších, cožjc žádoucí změna, zvláště při poměrně nízkých hladinách osvětlení. Zvláště modrá barva, která při změně z denního světla na žárovkové světlo je značně méně sytá, je opět reprodukovaná v sytější podobě,

Oranžova barva se posunula směrem k červené barvě: posun ve směru žlutá k červené je zpravidla pociťován jako zvýšené „teplo“ této barvy.

-6CT 301505 B6

Zelená barva, která při přechodu z denního světla na žárovkové světlo se stala poněkud neurčitou žluto-zeienou, se vlivem skla Neophane vrací zpět k zelené.

Nakonec Bouma poznamenává, že bílá a velmi nenasycené barvy se posouvají ve směru k modrofialové barvě. To určitě nelze považovat za nějakou výhodu, jelikož i když tato změna není příliš velká a navíc - jelikož leží téměř ve stejném směru jako posun při přechodu od denního světla k žárovkovému světlu není tento posuv rušivý.²²

Souhrnně vyjádřeno, Bouřná zjistil, že použití skla „Neophane“ s příměs; oxidu nccdymitého má io tu výhodu, že reprodukuje většinu barev v sytější podobě a činí oranžově žlutou barvu teplejší.

Některé nevýhody žárovkového světla, jako je vybledlý vzhled modré barvy a posuv zelené barvy směrem ke žlutozelené barvě, jsou částečně překonány. Nejvýznamnější výhoda žárovkového světla jako je vysoká sytost oranžové a barev v jejím sousedství, vyšší intenzita červené barvy, zůstává zachována.

Dannmeyer prováděl výzkum skla Neophane s příměsí oxidu neodymitého jako zrakové pomůcky ve špatném počasí za účely navigace,²³ Poóíváme-li se na spektrum přes toto sklo. povšimneme si, že žlutá barva je eliminována, avšak červená a zelená jsou mnohem jasnější. Díváme-li se na krajinu, a to i za temného počasí, vidíme nádherné zářivé barvy zdůrazňující všechno čer20 vené a dokonce i zelené. A existuje ještě další speciální efekt: současně mizí nepříjemný oslňující účinek způsobený především žlutou barvou. Podíváme-li se na větvě holého stromu proti jasné obloze, nebudeme schopni vidět konce. Zmizí v celkovém lesku. Podíváme-li se však přes sklo s příměsí oxidu neodymitého - nebo jak se nyní technicky nazývá, sklo Neophane - budou zdůrazněny i ly nej menší rozdíly. Všechny oslepující účinky proti jasné obloze nebo proti slunci zmizí a prvky optického obrazu se budou jevit ostře, i když se budeme dívat směrem k západu slunce a obrazy za večerního soumraku budou mít věší kontrast.

Jak dále poznamenává Dannmeyer²⁴, účinky použití skla „Neophane“ s příměsí oxidu neodymitého se zkoumaly během léta a podzimu na Labi a v Severním a Baltickém moři. Ukázalo se, že při rozhledu byla červená a zelená barva, jak jsme již uvedli, zvláště jasné. Externí identifikace lodi podle barvy jejího komína, základní barvy, národní vlajky a dalších prvků bylo mnohem snadnější. Bylo-li počasí nejasné nebo mlhavé, takže bylo možno vidět jinou loď pouze jako šedou siluetu proti šedé, i tak však bylo možno pozorovat barevné rozdíly, které by jinak nebylo možno pouhým zrakem vidět. Nesmírně důležité však bylo to, že lodi, které se za mlhavého počasí zdály byt ve stejné vzdálenosti od sebe, byly od sebe vidět v různých vzdálenostech: bylo mnohem snadnější odlišit jak místo, tak i pohyb.

Je dobře známo, že na Labi při západu slunce měly někdy lodi vyplouvající směrem k západu slunce potíže způsobené slunečním oslněním. Návěstidla se dají obtížně rozlišit a i když jsou lodi vodí informovaní výjimečně dobře, rozeznat připlouvající loď bývá někdy nanejvýš obtížné.

Podle Dannmeyera předchází sklo „Neophane“ s příměsí oxidu neodymitého všem těmto problémům, které se mohou očím přihodit. Na dolním Labi je možno rozlišit jak je pobřeží protaženo i za mlhavého pobřeží a tak se viditelnost skutečně prodlužuje asi o jednu námořní míli.

V Severním moři je možno rozpoznat různá plavidla, která by v mlhavém počasí neby lo možno rozeznat. Přes brý le se šeď plavidel jeví jako tmavší než okolí. V odrazu zapadajícího slunce, kdy oko nemůže předměty rozlišit, jsou plavidla jasně rozpoznatelná přes sklo „Neophane“ s příměsí oxidu neodymitého.’⁴

Výše uvedené studie skla „Neophane“ s příměsí oxidu neodymitého použitého na žárovkové banky pro venkovní i interiérové použití je možno aplikovat na dříve neobjevená použití podle tohoto vynálezu, a to na čelní ochranná skla vozidel a na bezpečnostní zasklívání, pro lepší vidění při řízení za denního světla i v noci a pro okenní skla.

-7CZ 301505 Bó

Použije—li se podle tohoto vvnálezu sklo s příměsí oxidu neodymítého na ochranná čelní skla vozidel a na bezpečnostní zasklívání, při řízení za denního světla i v noci a za špatného počasí se nepříjemné a nežádoucí žluté světlo odfiltruje a předměty budou jasnější a získají lepší kontrast a lepší barevné podání. Mimo toho se eliminuje namáhání zraku vyvolávané intenzivními bodový5 mi zdroji světla ze světlometů vozidel přijíždějících z protisměru a navždy se tak odstraňuje nepohoda, která se pociťuje ze světla světlometů přibližujících se z protisměru.

Fyziologické vysvětlení toho, jak barvy vidí oko, poskytuje vysvětlení vizuální účinnosti skla s příměsí oxidu neodymítého na čelní ochranná skla motorových vozidel a na bezpečnostní ío zasklívání. Následující vysvětlení podává Gouras:²⁵

Ve zrakovém systému člověka jsou tři fotopické mechanismy se špičkovou citlivostí v blízkosti 440 nanometrů v modré-fialové, 540 nanometrů v zelené a 610 nanometrů v oranžové barvě. Tyto mechanismy se volně nazývají „modré“, „zelené“ a červené“ procesy ve vidění, protože je možno zhruba uvažovat, že jsou ovlivňované modrým, zeleným a červeným světlem.

Najedno oko připadá 6 až 7 milionů zelených plus červených čípků v jednom oku a méně než 1 milion modrých čípků. Zelené a červené čípky přispívají k vidění jemných detailů a kontrastů; modré čípky nikoliv. Domníváme se, že modré čípky poskytují především prostředky k rozlišení žlutých a světle se jevících předmětů; mechanismy modrých čípků jsou aktivovány modrou barvou a světlem a jsou inhibovány žlutým světlem.

Když jsou obrazy ze středu spektra (žlutavé) ostře zaostřeny na sítnici, modravé vlnové délky jsou nejasné (mimo ohnisko). Nízká vizuální ostrost je spojena s mechanismem modrých čípků a

2? vysoká zraková ostrost se spojuje se zeleným a červeným čípkovým mechanismem. Termín „nažloutlé obrazy“ neimplikuje nějaký žlutý obsah ve světle, jelikož zelená plus červená barva dávají vjem žluté.

Cípky dodávají své signály do buněk různých druhů v sítnici a mimo ni. Silné protičípkové

3o buňky jsou ty buňky, které jsou podrážděné jednou barvou světla a inhibované jinou barvou. „Detektory červeno-zeleného kontrastu“ silně přispívají jak kjasu, tak i k barevnému kontrastu a rovněž ke zjišťování rozdílů mezi prvky určité scény. Dodávají informace o jemných prostorových podrobnostech.

Silně protičípkové buňky (spojené s zelenými a červenými čípky) jsou vypínány a zapínány zeleným nebo červeným světlem a velmi málo reagují na žluté světlo. Detektor kontrastu červenázelenaje zcela inhibován žlutým světlem.²⁶

Ochranné čelní sklo motorových vozidel a materiál na bezpečnostní zasklívání se sklem s příměsí an oxidu neodymítého zřejmě poskytují maximální filtrační účinek na nepříjemné žluté světlo, aby se tak zlepšil kontrast, ostrost vidění a rozpoznávání barev.

Zajímavé jsou dvě nedávné studie o fungování oka u lidí trpících slabozrakostí. Celní ochranná skla motorových vozidel a materiál k zasklívání s příměsí oxidu neodymítého pomohou nejen lidem, kteří nemají normální vidění, ale i lidem s poškozeným zrakem.

Fave informuje, že zrakovým vjemem při pozorování barevných předmětů je žívá „pravá“ barva podobná vidění v plném slunečním světle. Když se v interiéru používají žárovkové baňky s příměsi oxidu neodymítého, dochází při pohledu na tabulky ostrosti zraku s vysokým kontras5o tem (Vistch VCTS 6500) a pří čtení materiálu ke zvýšení kontrastu mezi černou a bílou. Bílá barva se jeví jako bělejší a černá jako černější, jelikož žárovka ze skla s příměsí oxidu neodymitého má sníženou emisi žlutě barvy.

I když není možno doposud dávat žádná specifická doporučení, ukazuje anamnéza pacientů s poškozeným zrakem, kteří potřebují sluneční světlo, aby mohli dobře číst (nebo nemohou číst '8CZ 301505 B6 za umělého osvětlení), že reagují příznivě na žárovky s baňkou s příměsí oxidu neodymitého. Příznivé reakce se zjistily u pacientů trpících retinitis pigmentosa, atrofií zrakového nervu, zeleným zákalem očí s působením na zorné pole a cukrovkou s proliferativním onemocněním sítnice, kteří prodělali panretináln í fotokoagulaci.

Cohen a Rosenthal vypracovali studii o slabozrakých pacientech na Státní univerzitě newyorkské optometrické školy v New York City.²⁸ Ve své studii rovněž zjistili přesnější podání barev a zlepšení rozlišovací schopnosti oka a snížení únavy očí. Zkoušky se prováděly u 51 pacientů trpících siabozrakostí za použili standardních žáiovek a standardních žárovek typu „A s oxidem io neodymitým na testu kontrastu Vistech 6000 a s testovacími tabulkami s vysokým a nízkým kontrastem. Výsledky ukázaly malé, avšak statisticky významné zlepšení výkonu, když se použily žárovky s oxidem neodymitým. Subjektivní preference rovněž dávaly přednost žárovkám s oxidem neodymitým v poměru 5 ku 1 tam, kde nějaká preference existovala. Populace pacientů trpěla chorobnými stavy jako jsou achromotopsie, albinismus, kongenitální šedé oční zákaly s afakií, korová anoxie, diabetická retinapatie, atrofte zrakového nervu, patologická myopie, primární nystagmus, retinitis pigmentosa, POP a senilní degenerace makuly.

Ukázalo se, že při použití oxidu neodymitého jako příměsi do skla ochranných čelních skel a do bezpečnostního zasklívacího materiálu motorových vozidel a pro zasklívání ve stavebnictví se zo odfiltruje žluté světlo, čímž se podpoří detektory kontrastu žlutá-červená zlepšující vidění, aby se tak zlepšil vizuální kontrast, ostrost zraku a zajistilo se lepší rozpoznáváni barev.

Literatura

1. David R. Lide. vydavatel: Handbook of Chemistry and Physics; 73, vydání 73; CRC Press,

Ληη Arbor, Michigan 1992. str. 4-18, 4-77.

2. Weeks, Mary Elvira; Discovery of the elements; Journal of Chemical Education; 6. vydání; 1960: str. 552.

3. Moeller, Therald: The Chemistry of the Lanathanides; Reihold Publishing Company; New York, New York; 1963 str. 1-4.

4. Weeks; str. 701.

5. Tamtéž; str. 704.

6. Tamtéž; str. 714.

7. Tamtéž; str. 714,

8. Hufner, S.; „Optieal Spectroscopy od Lanthanides in Crystalline Matrix“; v Systematics and the Properties of the Lanthanides; vydal Shyama P. Sinha; 1983; str. 313.

9. Tamtéž; str. 372.

10. Weyk Woldemar A.: Coloured Glasses; Dawsons of Pall Mail; London; 1959; str. 220.

11. Tamtéž; str. 219.

12. Weídert, F.; „Das Absorptionsspektrum von Didymglasem beiverschieden artiger

Zusammensetzung des Grundglases“; Zeitschrift f. wiss. Photog.; 1921-22; sv. 21; str. 254—

264.

13. Weyl, Woldemar A., and Evelyn Chostner Marboe; The Constítution of Glasses. sv. 1; Interscience Publishers, divize firmy John Wiley a Sons; New York New York; 1962, str. 315.

14. Wyel, Coloured Glasses, str. 77.

15. Tamtéž; str. 78

16. Tamtéž; str. 221.

17. Tamtéž; str, 221-222.

18. Tamtéž; str. 226.

19. Tamtéž.

- 9 0/7 301505 B6

20. Tamtéž,

21. Bouma, P.J.; The Colour Reproduction of Incandescent Lamps and „Philiphane Glass; Philips Technical Review; 1938; sv. 3; str. 27-29.

22. Tamtéž.

s 23. Dannmeyer, F.; Das Neophaneglas ais nautisches Hilfsmittel bei unklarer Šicht; Die Glashutte; 1934, číslo 4; str. 49-50.

24. Tamtéž.

25. Gouras, P. and E. Zrenner; „Color vision: A Review from a Neurophysiological Perspective; in Progress in Sensory Physiology 1; Springcr-Verlag, Berlin-Heidelberglo New York, 1981.

26. Tamtéž.

27. Faye, Eleanor a New Light Source; the New York Association for the Blind; New York; undated; jedna strana.

28. Cohen Jay M. and Bruče P. Rosenthal; „An Evaluation of an Incandescent Neodymíum

Light Source on Near Point Performace of a Low Light Vis ion Population; Journal of

Visual Rehabilitation; sv. 2, čís. 4; 1988; str. 15-21.

Podstata vynálezu

Vynález se týká použití skelného materiálu pro bezpečnostní zasklívání neprůstřelných ochranných štítů, kde skelný materiál obsahuje až 0,040 gramů oxidu neodymitého na čtvereční centimetr plochy skla za účelem snížení množství žlutého světla v rozsahu 565 až 598 nanometrů až o 85 %. Neprůstřelné ochranné štíty jsou s výhodou štíty motorových vozidel vybraných ze sku25 piny zahrnující automobil, nákladní automobil, autobus, motocykl, lokomotivu, automobil pro volný čas, terénní vozidlo a dodávkový automobil.

Dále se vynález týká použití skelného materiálu pro čelní sklo motorového vozidla, kde skelný materiál obsahuje až 0,0225 gramů oxidu neodymitého na čtvereční centimetr plochy skla za so účelem snížení množství žlutého světla v rozsahu 565 až 598 nanometrů až o 85 %. Motorová vozidla jsou s výhodou vybrána ze skupiny zahrnující automobil, nákladní automobil, autobus, motocykl, lokomotivu, automobil pro volný čas, terénní vozidlo a dodávkový automobil. Skelný materiál čelního skla motorového vozidla je pak s výhodou bezpečnostní zasklení vozidla.

Dále se vynález týká použití skelného materiálu pro průhledné okenní sklo, kde skelný materiál obsahuje více než 0,0244 gramů oxidu neodymitého na čtvereční centimetr plochy skla, přičemž maximální koncentrace oxidu neodymitého ve skelném materiálu je 30 % hmotn. za účelem snížení množství žlutého světla v rozsahu 565 až 598 nanometrů až o 85 %. Skelný materiál okenního skla je s výhodou vrstvené zasklení zahrnující vícenásobné vrstvy skla.

Použití skelného materiálu na ochranná čelní skla a materiálu pro bezpečnostní zasklívání s příměsi oxidu neodymitého a skla snižujícího oslněním s příměsí oxidu neodymitého poskytne signifikantní zlepšení vizuálního výkonu, podání barev a kontrastu viděných předmětů.

Propouštění světla sklem se řídí Lambert-Beersovým zákonem, jenž se týká množství skla propouštěného přes určitou tloušťku skla podle koeficientu absorpce:

Ln(T)--AL so L ve výše uvedené rovnici je tloušťka skla, A je koeficient absorpce, i je procento propouštěného světla a Ln představuje přirozený logaritmus.

- 10CZ 301505 Bó

Pro výrobu skla s příměsí oxidu neodymitého musí být oxid neodymitý' dostatečně čistý. Nečistoty mohou snížit prostupnost pro světlo s výjimkou žluté barvy, která je absorbována oxidem neodymitým.

Použití oxidu neodymitého jako přísady při výrobě skla, zvláště pro výrobu milionů, ne—li desítek milionu čtverečních stop skla na čelní ochranná skla motorových vozidel, na bezpečnostní skla a na okenní skla s příměsí oxidu neodymitého snižující oslnění vyžaduje značné množství oxidu neodymitého o čistotě 96,0 až 99,0 procent. Absorpční vlastnosti skel s příměsi oxidu neodymitého byiy známé již preu 2. světovou válkou. Výrobní náklady čistého oxidu neodymitého byly io značně vysoké, jelikož chemické vlastnosti lanthanidů jsou podobné a jejich separace je obtížná.

V průběhu 2. světové války, při práci na separaci štěpných produktů jako součásti projektu atomové bomby, vyvinuli vědci eluční iontově výměnnou chromatografickou metodu pro separaci prvků vzácných zemin. K. velkému průlomu došlo v 50. letech, kdy Frank H. Spedding a jeho spolupracovníci vyvinuli eluční chromatografickou iontově výměnnou metodu, pomocí které bylo možno vyrobit makromnožství výjimečně čistých jednotlivých prvků. Během 10 roků byli vyvinuty metody extrakce kapaliny kapalinou, pomocí kterých se získaly jednotlivé prvky vzácných zemin za nižší cenu.

Je tedy možno vyrábět ochranná Čelní skla, bezpečnostní zasklívací materiál s příměsí oxidu neodymitého a okenní sklo s příměsí oxidu neodymitého snižující oslněni, což signifikantně nezvyšuje cenu nového motorového vozidla a ochranná čelní skla. bezpečnostní skla motorových vozidel s příměsí oxidu neodymitého a okenní sklo s příměsí oxidu neodymitého snižující oslnění se vyrábějí za přiměřenou cenu, aby mohla konkurovat na trhu s autopříslušenstvím.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je možno nejlépe pochopit s odkazem na následující výkresy, na kterých:

Obr. 1 je graf srovnávající propustnost většího počtu skel s příměsí oxidu neodymitého.

Na obr. 2 je uveden graf křivky propustnosti světla skla s příměsí oxidu neodymitého s celkovou propustností světla 70,08 procent, které by splňovalo požadavky Hlavy 49 CFR 571,205 a

ANSI/SAE Z26.1-1996 pro ochranná čelní skla a bezpečnostní zasklívací materiál motorových vozidel.

Na obr. 3 je uveden graf křivky propustnosti světla skla s příměsí oxidu neodymitého s celkovou propustností světla 62,46 procent, které by splňovalo požadavky na bezpečnostní skla používaná

-io v neprůstřelných ochranných štítech podle Hlavy 49 CFR 571,205 a ANSI/SAE Z26.1-1996.

Na obr. 4 je uveden graf propustnosti světla skla s příměsí oxidu neodymitého s celkovou propustností světla 89 procent, které by splňovalo požadavky kladené na ochranná čelní skla a bezpečnostní zasklívací materiál motorových vozidel podle Hlavy 49 CFR 571.205 a

ANSI/SAE Z26.1-1996.

Na obr. 5 je uvedena křivka propustnosti světla dvojitým sklem s příměsí oxidu neodymitého s celkovou propustností světla 61,81 procent.

Příklady provedení vynálezu

Obrázek 1 znázorňuje propustnost světla u různých skel obsahujících oxid neodymitý.Ukazuje se. že čím je atomový poloměr alkálie menší, tím dífúznější je absorpční pásmo, Jemná struktura >5 rubidiového skla postupně mizí, když je tato velká alkálie nahrazena menším iontem draslíku, sodíku nebo lithia. Důležitost tohoto vynálezu spočívá v tom. že bez ohledu na základní typ skla je možno pozorovat absorpci žlutého světla v rozsahu 565 a 598 nanometrů u všech vzorků skla.

Je možno pozorovat, že sklo s příměsí oxidu neodymitého na bázi lithia W87 absorbuje procent žlutého světla na 585 nanometrech.

Na obr. 2 je uvedena křivka propustnosti světla kusem skla s příměsí oxidu neodymitého s celkovou propustností světla 70.08 procent, tak jak bylo dodáno společností Schott Glass Technologies, lne., Duryea, Pennsylvania. Do tohoto skla se přimíchává 0,0221 gramů oxidu neodymitého na jeden centimetr čtvereční plochy. Při 584 nanometrech je propustnost skla io 15 procent; sklo tak odfiltruje 85 procent žlutého světla. Uvedené sklo splňuje požadavek kladený na ochranná čelní skla a bezpečnostní skla motorových vozidel podle Hlavy 49 CFR 571.205 a ANSI/SAE Z26.1-1996, který vyžaduje pravidelnou (paralelní) světelnou propustnost ne nižší než 70 procent.

Na obr.3 je uvedena křivka propustnosti světla kusem skla s příměsí oxidu neodymitého s celkovou propustností světla 62,46 procent, tak jak bylo dodáno společností Schott Glass Technologies, lne., Duryea, Pennsylvania. Do tohoto skla se přimíchává 0,0356 gramů oxidu neodymitého na jeden centimetr čtvereční plochy. Při 584 nanometrech je propustnost skla 12,5 procenta; sklo tak odfiltruje 87,5 procent žlutého světla. Uvedené sklo tak splňuje poža20 dávky na bezpečnostní skla používaná v neprůstřelných ochranných štítech podle Hlavy 49 CFR 571.205 a ANSI/SAE Z26.1-1996, které vyžaduje při normálním dopadu pravidelnou (paralelní) světelnou propustnost přes ochranný štít a trvalé zasklení vozidel alespoň 60 %.

Na obr. 4 je uveden graf ukazující tři křivky světelné propustnosti a odrazu. Nás zajímá horní křivka, která ukazuje propustnost světla kusem skla s příměsí oxidu neodymitého s celkovou propustností světla 89 procent. Na grafu je označena písmenem „T“. Sklo dodala společnost Schott Glass Technologies, lne., Duryea, Pennsylvania a grafy vypracovala společnost Gentex Corporatiom Zeeland, Michigan. Do tohoto skla se přimíchalo 0,00524 gramů oxidu neodymitého najeden centimetr čtvereční plochy. Podle údajů dodaných společností Gentex Corporatiom je při 584,5 nanometrech propustnost skla minimální a je rovna 81,67 procenta; sklo tak odfiltruje při uvedené frekvenci 18,33 procent žlutého světla. Uvedené sklo tak splňuje požadavky na ochranná čelní skla a bezpečnostní skla motorových vozidel a na bezpečnostní skla používaná v neprůstřelných ochranných štítech podle Hlavy 49 CFR 571.205 a ANSI/SAE Z26.1-1996.

Na obr. 5 je uvedena křivka propustnosti světla dvojitým sklem s příměsí oxidu neodymitého s celkovou propustností světla 61,81 procent. Do tohoto sklo se dodává příměs na hustotu 0,0244 gramů na jeden centimetr čtvereční plochy. Při 582 nanometrech je propustnost skla 5 procent; sklo tak odfiltruje 90 procent Žlutého světla.

•io Vynález poskytuje sklo obsahující oxid neodymitý na výrobu čelních ochranných skel a bezpečnostních skel, které odfiltruje většinu žlutého skla mezi 565 a 598 nanometry'.

Jak je uvedeno na obr. 2, kousek skla s příměsí oxidu neodymitého obsahující 0,0221 gramů oxidu neodymitého najeden čtvereční centimetr má celkovou propustnost světla 70,08 procent.

Množství příměsi nad toto množství by mělo za následek celkovou propustnost světla nižší než 70 procent, čímž by se porušilo ustanovení Hlavy 49 CFR 571.205 a ANSI/SAE Z26.1-1996. V doporučované realizaci se udržuje množství oxidu neodymitého pod 0,0225 gramu oxidu neodymitého na jeden centimetr čtvereční povrchu skla.

Při 584 nanometrech absorbuje toto sklo na uvedené vínové délce 85 procent žlutého světla a propouští 15 procení. Je důležité, aby sklo s příměsí oxidu neodymitého propouštělo určité množství žlutého světla, tak aby bylo možno vidět přes čelní ochranná a bezpečnostní skla s příměsí oxidu neodymitého předměty, u nichž převládá žlutá barva. K. minimální prostupnosti světla dochází při 584 nanometrech. Mimo toho je nanejvýš důležité, aby bylo vidět žlutá dopravní ^5 světla, jakož i žlutá a oranžová výstražná světla a výstražné značky. V doporučované realizaci se

- 12CZ 301505 B6 prostupnost světla na 584 nanometrech udržuje na minimální hodnotě 15 procent a absorpce světla na 584 nanometrech se udržuje na maximální hodnotě 85 procent.

Jak je uvedeno na obr.3, kousek skla s příměsí oxidu neodymitého obsahující 0.0356 gramů oxidu neodymitého najeden čtvereční centimetr má celkovou propustnost světla 62,46 procent. Množství příměsi nad 0,040 gramů by mělo za následek celkovou propustnost světla nižší než 60 procent, čímž by se porušilo ustanovení Hlavy 49 CFR 571.205 a ANSI/SAE Z26.1-1996 na bezpečnostní skla používaná v neprůstřelných ochranných štítech. V doporučované realizaci se udržuje množství oxidu neodymitého pod 0,040 gramu oxidu neodymitého najeden centimetr to plochy.

Jak je uvedeno na obr. 3, absorbuje toto sklo při 584 nanometrech 87,5 procenta žlutého světla a propouští na této vlnové délce 12,5 procent žlutého světla. Je důležité, aby určité množství žlutého světla bylo přes sklo s příměsí oxidu neodymitého bylo propouštěno, aby předměty s převládající žlutou barvou bylo přes bezpečnostní sklo s obsahem oxidu neodymitého používané na neprůstřelné štíty vidět. K minimální propustnosti dochází na 584 nanometrech. Mimo toho je nanejvýš důležité, aby bylo vidět žlutá dopravní světla, jakož i žlutá a oranžová výstražná světla a výstražné značky. V doporučované realizaci se prostupnost světla na 584 nanometrech udržuje na minimální hodnotě 12.5 procenta a absorpce světla na 584 nanometrech se udržuje na co maximální hodnotě 87.5 procenta.

Co se týká maximálního procentních obsahu oxidu neodymitého v čelním ochranném skle a v bezpečnostním skle, existuje horní mez. Např. V patentu US 5 077 240, autor Hayden, který jsme zde probírali v ..Podstatě vynálezu“, může mít sklo příměs oxidu neodymitého při maximál25 ní koncentraci v hodnotě 30 hmotnostních procent. Jinak by došlo k devitrifíkaci skla. V současné praxi se liší koncentrace oxidu neodymitého podle tloušťky materiálu ochranného čelního skla a bezpečnostních skel.

Mimo toho, je-li ve skle méně než maximální množství oxidu neodymitého, odfiltrování žlutého světla mezi 565 a 598 nanometry se sníží. Avšak i v případě minimálních množství oxidu neodyniitého dojde k redukci množství žlutého světla propuštěného tímto sklem. Na příklad obr, 4 ukazuje křivku propustnosti skla obsahujícího pouze 0,00524 gramů oxidu neodymitého na centimetr čtvereční plochy povrchu. Při 584,5 nanometrech se světelná prostupnost minimalizuje na 81,67 procent; sklo tak při této frekvenci odfiltruje 18,33 procenta žlutého světla. Celková pro35 pustnost světlaje u tohoto skla 89 procent a splňuje tak ustanovení Hlavy 49 CFR 571.205 a ANSI/SAE/26.1-1996 týkající se materiálu na čelní ochranná skla a bezpečnostní skla motorových vozidel a na bezpečnostní skla používaná na ochranné neprůstřelné štíty.

Ochranné čelní sklo, bezpečnostní zasklívání a bezpečnostní skla pro použití na bezpečnostní neprůstřelné štíty s příměsí oxidu neodymitého se mohou používat u vozidel jako jsou automobily, nákladní vozidla, autobusy, motocykly, lokomotivy, sportovní užitná vozidla, všechna terénní vozidla a dodávkové automobily.

Je možno provádět úpravy metody používané pro výrobu tohoto zařízení, zařízeni samotného jakož i výše popisovaného procesu pro ochranná čelní skla, bezpečnostní skla motorových vozidel s přísadou oxidu neodymitého, bezpečnostní skla na výrobu bezpečnostních neprůstřelných štítů a okenního skla snižujícího oslnění a obsahujícího oxid neodymitý, aniž by došlo k odchýlení mimo rozsah tohoto vynálezu, tak jak je doloženo v přiložených patentových nárocích.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Použití skelného materiálu pro bezpečnostní zasklívání neprůstřelných ochranných štítů, kde skelný materiál obsahuje až 0,040 gramů oxidu neodymitého na čtvereční centimetr plochy skla za účelem snížení množství žlutého světla v rozsahu 565 až 598 nanometrů až o 85 %.

io

2. Použití skelného materiálu pro čelní sklo motorového vozidla, kde skelný materiál obsahuje až 0,0225 gramů oxidu neodymitého na čtvereční centimetr plochy skla za účelem snížení množství žlutého světla v rozsahu 565 až 598 nanometrů až o 85%.

3. Použití skelného materiálu pro průhledné okenní sklo, kde skelný materiál obsahuje více než

15 0,0244 gramů oxidu neodymitého na čtvereční centimetr plochy skla, přičemž maximální koncentrace oxidu neodymitého ve skelném materiálu je 30 % hmotn. za účelem snížení množství žlutého světla v rozsahu 565 až 598 nanometrů až o 85 %.

4. Použití skelného materiálu podle nároku 1, kde neprůstřelné ochranné štíty jsou štíty motorových vozidel vybraných ze skupiny zahrnující automobil, nákladní automobil, autobus, motocykl, lokomotivu, automobil pro volný čas, terénní vozidlo a dodávkový automobil.

5. Použití skelného materiálu podle nároku 2, kde motorová vozidla jsou vybrána ze skupiny zahrnující automobil, nákladní automobil, autobus, motocykl, lokomotivu, automobil pro volný

25 čas, terénní vozidlo a dodávkový automobil.

6. Použití skelného materiálu podle nároku 2, kde skelný materiál čelního skla motorového vozidla je bezpečnostní zasklení vozidla.

.to

7. Použití skelného materiálu podle nároku 3. kde skelný materiál okenního skla je vrstvené zasklení zahrnující vícenásobné vrstvy skla,