DE10344543B4

DE10344543B4 - Grünglasmischung

Info

Publication number: DE10344543B4
Application number: DE10344543A
Authority: DE
Inventors: Edward Nashed Troy Boulos; James Victor Nashville Jones
Original assignee: Automotive Components Holdings LLC
Current assignee: Automotive Components Holdings LLC
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2007-01-25
Anticipated expiration: 2023-09-20
Also published as: JP2004123531A; US7094716B2; DE10344543A1; JP4024198B2; GB2393717B; US20040067836A1; GB2393717A; GB0321351D0

Abstract

Farbglas zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug mit einer Grundmischung und einem Färbemittel, wobei das Färbemittel eine Zusammensetzung in Gewichtsprozent des Farbglases wie folgt umfasst:
– 0,3 bis 0,8 Gew.-% Gesamteisen als Fe₂O₃, wobei das Redoxverhältnis von FeO zum Gesamteisen als Fe₂O₃ von 0,37 bis 0,65 beträgt;
– 0,05 bis 0,8 Gew.-% Manganoxid als MnO₂,
– wobei das Farbglas bei einer Vergleichsdicke von 4,0 mm eine Lichtdurchlässigkeit bei Verwendung von Lichtquelle A von 65 % bis 81 %, eine Infrarotdurchlässigkeit von 10 % bis 33 % und eine dominante Wellenlänge bei Verwendung von Lichtquelle C von 494 bis 555 nm aufweist.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung ist auf eine Grünglasmischung mit einem hohen Redoxverhältnis gerichtet.

Hintergrund der Erfindung

Es wäre überaus vorteilhaft, wenn die Infrarot-(IR-)Absorption von Glaserzeugnissen bei Erhaltung eines hohen Durchlässigkeitsgrades für sichtbares Licht verbessert werden könnte und gleichfalls eine gute Absorption für den ultravioletten (UV-)Teil des Spektrums vorläge. Im Glas existiert Eisenoxid in zwei chemischen Formen: Fe₂O₃ als oxidierte, gelbe Form und FeO als reduzierte, blaue Form. Vorteilhafterweise absorbiert die oxidierte Form des Eisenoxids einen Anteil des das Glaserzeugnis passierenden ultravioletten Lichts und die reduzierte Form einen Anteil des das Glaserzeugnis passierenden infraroten Lichts. Unter den allgemeinen Bedingungen der Ofenführung und Gemengezusammensetzung führt bei einem Gesamteisenoxidgehalt als Fe₂O₃ von ungefähr 0,3 bis 1,2 Gew.-% im Glaserzeugnis das Eisenoxidgleichgewicht zu einem Redoxverhältnis, definiert durch FeO/Gesamt-Fe als Fe₂O₃, von etwa 0,23 bis 0,26.

Es ist wünschenswert, den Anteil von reduziertem Eisenoxid (FeO) im Glas zu erhöhen, um seine IR-Absorption zu verbessern. Außerdem ändert das Glas durch Verschiebung des Eisenoxids weg von der oxidierten Form (Fe₂O₃) seine Farbe von grün in blau. Weiterhin wäre wünschenswert, das blaue Glas zurück zu einer grünen Farbe zu verschieben und gleichzeitig sowohl die UV-Absorption als auch die IR-Absorption zu verbessern.

Ein üblicher Weg der Verschiebung des Redoxgleichgewichts von Eisenoxid im Glas und damit seiner UV- und IR-Eigenschaften ist die Erhöhung der Brennstoffzufuhr zum Ofen. Die Erhöhung der Brennstoffmenge hat jedoch mehrere unerwünschte Folgen: Die Verbrennungsheizung des Ofens verliert an Wirkungsgrad und erfordert eine Erhöhung der Luftzufuhr oder der unverbrannte Brennstoff verbrennt im Gittersystem des Ofens. Eine übermäßige Brennstoffmenge kann außerdem das Glas zu einer Bernsteinfärbung reduzieren, die die Durchlässigkeit des Glaserzeugnisses für sichtbares Licht stark absenkt.

Eine Bernsteinfärbung tritt auf, wenn das Eisen mit Schwefel reagiert, der zur Bildung von Eisensulfid reduziert worden ist. Bernsteinfarbene Glasbehälter werden gewöhnlich in gleicher Weise unter Verwendung von Anthrazit zusammen mit Eisenoxid und Sulfat erschmol zen. Da der einmal produzierte bernsteinfarbene Eisensulfidfarbträger die Durchlässigkeit des Glases für sichtbares Licht wesentlich verschlechtert, könnte das Glas dort nicht eingesetzt werden, wo eine hohe Durchlässigkeit gefordert wird.

Deshalb besteht in der Glasindustrie Bedarf zur Herstellung eines bernsteinfarbfreien Grünglases, das eine hohe Durchlässigkeit bei einer verbesserten IR-Absorption und einer UV-Absorption aufweist.

In der US 5,830,812 wird ein grün gefärbtes Glas beschrieben, in dem ein standardgemäßes Natrium-Kalk-Silikat-Glas-Grundgemisch mit zusätzlichen Beimengungen an Eisen, Cer, Chrom und wahlweise Titan als färbende und IR- bzw. UV-absorbierende Materialien verwendet wird. Das Redoxverhältnis für das Glas liegt zwischen 0,20 und 0,55.

Die US 5,776,845 offenbart ebenfalls ein Natrium-Kalk-Silikat-Glasgemisch, welches bei einer relativ hohen Lichtdurchlässigkeit in der Lage ist, Ultraviolettstrahlung zu absorbieren. Die färbenden Bestandteile des Glasgemisches bestehen vor allem aus: 0,5 bis 1,5 Gewichts-% Gesamteisenoxid in Form von Fe₂O₃, wobei das Gewichtsverhältnis von Fe²⁺/Fe³⁺ weniger als 0,35 ist, und 0,10 bis 2,00 Gewichts-% Manganverbindung als MnO₂. Das Glasgemisch ist durch einen dominierenden Wellenlängenbereich von 500 bis 570 nm charakterisiert.

Aufgabe der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein bernsteinfarbfreies Grünglas bereitzustellen, das bei hoher Lichtdurchlässigkeit eine verbesserte IR- und UV-Absorption aufweist. Diese Aufgabe wird durch ein Farbglas gemäß der Ansprüche 1 bis 10 gelöst.

Zusammenfassung der Erfindung

In einem Aspekt der Erfindung wird ein aus einer Grundmischung und einem Färbemittel bestehendes Natron-Kalk-Kieselsäure-Glas bereitgestellt. Die Grundmischung besteht zu 68 bis 75 % aus SiO₂, 10 bis 18 Gew.-% Na₂O, 5 bis 15 Gew.-% CaO, 0 bis 10 Gew.-% MgO, 0 bis 5 Gew.-% Al₂O₃ und 0 bis 5 Gew.-% K₂O, wobei CaO + MgO 6 bis 15 Gew.-% und Na₂O + K₂O 10 bis 20 Gew.-% sind. Die Mischung des Färbemittels besteht aus: 0,3 bis 0,8 Gew.-% Gesamteisen als Fe₂O₃; wobei das Verhältnis FeO/Gesamt-Fe als Fe₂O₃ größer als 0,37 jedoch kleiner als 0,65 ist; 0,05 bis 0,8 Gew.-% Manganverbindung als MnO₂.

In einem anderen Aspekt der Erfindung wird zum Erreichen eines Redoxverhältnisses größer als 0,37 ein ausreichend großer Anteil eines Reduziermittels zum Gemenge hinzugefügt. Erfindungsgemäß besitzen entsprechend der Ausgestaltung der Erfindung hergestellte Glaserzeugnisse bei einer Dicke von 4,0 mm folgende Spektraleigenschaften: 65 bis 81 % Lichtdurchlässigkeit bei Verwendung von Lichtquelle A (LTA), und bei Verwendung von Lichtquelle C ist eine dominante Wellenlänge größer als 494 jedoch kleiner als oder gleich 555 nm bei einer Anregungsreinheit größer als 2 % und kleiner als 9 %. Im Allgemeinen werden sich bei Anstieg der Färbemittelmengen sowohl die prozentuale LTA als auch die prozentuale IR-Durchlässigkeit verringern. Analog dazu wird sich bei Erhöhung der Glasdicke bei einer bestimmten Glasmischung die Durchlässigkeit des dickeren Glases verringern.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen offensichtlich, in denen:

1 eine grafische Darstellung der Normfarbwertkoordinaten des erfindungsgemäßen Glases ist; und

2 eine grafische Darstellung des Glases entsprechend dem Stand der Technik und des erfindungsgemäßen Glases ist.

Ausführliche Beschreibung der Vorzugsausgestaltung

Natron-Kalk-Kieselsäure-Flachglas, das in der Kraftfahrzeugindustrie und im Bauwesen verwendet und zweckmäßigerweise im Floatglasprozess hergestellt wird, ist im Allgemeinen durch die folgende Grundmischung gekennzeichnet, wobei sich die Mengen der Bestandteile auf ein Gewichtsprozentanteil der Gesamtglasmischung beziehen:

Tabelle I

Die Grünglasmischung der Erfindung verwendet diese Natron-Kalk-Kieselsäure-Glasgrundmischung, wobei außerdem CaO + MgO 6 bis 15 Gew.-% und Na₂O + K₂O 10 bis 20 Gew.-% sind. Vorzugsweise ist SO₃ mit einem Anteil von 0,03 bis 0,20 Gew.-%, besser jedoch von 0,03 bis 0,10 Gew.-% enthalten. Außerdem besteht die Grünglasmischung im Wesentlichen aus den folgenden Färbemitteln: Eisenoxid; Manganverbindung; und optional entweder Titandioxid oder Ceroxid oder beides.

Das Gesamteisen als Fe₂O₃ ist in der erfindungsgemäßen Mischung in Mengen von 0,3 bis 0,65 Gew.-% Fe₂O₃ enthalten. Typischerweise wird dieser Bestandteil in Oxidform, d. h. Fe₂O₃, zu den Gemengebestandteilen hinzugefügt. Das in der Mischung enthaltene Eisenoxid senkt sowohl die UV- als auch die IR-Durchlässigkeit der Glaserzeugnisse. Bei Verwendung von Eisenoxid in einer normalen industriellen Produktion wird das Redoxverhältnis durch FeO/Gesamteisen (Fe) als Fe₂O₃ definiert. In der heutigen Glasproduktion beträgt das Redoxverhältnis von 0,23 bis 0,26. Andererseits besitzt das erfindungsgemäße Glas ein höheres Redoxverhältnis, nämlich von 0,37 bis 0,65. Steigt das Redoxverhältnis über 0,65, könnte sich der unerwünschte Bernsteinfarbträger bilden.

Das erfindungsgemäße Glas wird durch in einem Schritt durchgeführtes Mischen der Bestandteile des einem Siemens-Floatglasofen zugeführten Gemenges hergestellt. Im Gemenge wird Natriumsulfat zusammen mit Anthrazit gemischt, um das Eisenoxidgleichgewicht in Richtung der reduzierten Form von Eisen (FeO) zu verschieben. Zur Verhinderung der Bildung des bernsteinfarbenen Eisensulfids ist im Gemenge Mangandioxid notwendig. Alle Gemengebestandteile werden in einem einzigen Schritt gemischt und anschließend dosiert in den Ofen eingeführt. Bei einem nach diesem Verfahren hergestellten Glaserzeugnis verbessert Titan- oder Ceroxid die UV-Absorption des Glases. Bei Verwendung von auf diese Weise hergestellten Glaserzeugnissen in Fahrzeugen absorbiert das Grünglas Sonnenwärme, wodurch die Wärmeentwicklung im Fahrzeug insgesamt geringer ist. Die Belastung der Fahrzeugklimaanlage wird verringert, da eine geringere Wärmemenge zu kühlen ist, und die Behaglichkeit der Insassen wird schnell erreicht. Entsprechend der Erfindung hergestelltes Glas kann außerdem im Bauwesen verwendet werden und bietet ein einfaches Mittel zur Senkung der Belastung von Klimaanlagen.

Eine Manganverbindung ist in einer Menge von 0,05 bis 0,80 Gew.-%, bezogen auf MnO₂, zur Verhinderung der Bildung von Bernsteinfarbe in der Grünglasmischung der Erfindung enthalten. Diese Manganverbindung kann dem Gemenge von Glasbestandteilen in verschiedenen Formen beigefügt werden, wie z. B., jedoch nicht darauf beschränkt, als MnO₂, Mn₃O₄, MnO, MnCO₃, MnSO₄, MnF₂, MnCl₂ usw.

Die folgende Tabelle II zählt die Bestandteile auf, die für die Bildung der Ausgestaltungen von erfindungsgemäßen Grünglasmischungen vorzugsweise verwendet werden.

Tabelle II

Anthrazit wird vorzugsweise unter dem Handelsnamen CARBOCITE gekauft und ist von der Shamokin Filler Company kommerziell beziehbar. Als Ersatz für Anthrazit könnte Graphit in einer Menge von etwa 70 % des Anthrazits verwendet werden, da Anthrazit etwa 70 bis 72 % Kohlenstoff enthält. Falls Graphit verwendet wird, würde die typische Menge 0,7 bis 2,1 Pfund Graphit je 1000 Pfund Sand betragen. MELITE, eine von der Calumite Corporation hergestellte Kohlenschlacke, könnte mit bis zu 55 Pfund Melite je 1000 Pfund Sand teilweise oder vollständig als Ersatz für Polierrot im Gemenge dienen. Melite enthält etwa 80 % des Gesamteisenoxids in der reduzierten Form und würde damit weniger Anthrazit zum Erzeugen ähnlicher Spektraleigenschaften erfordern.

Die in der Glasschmelze ablaufenden Gleichgewichtsreaktionen, die eine Verschiebung der Eisenoxidformen herbeiführen, werden durch das als Läuterungsmittel eingesetzte Natriumsulfat und den zur Reaktion mit Natriumsulfat bei niedrigeren Ofentemperaturen eingesetzten Kohlenstoff in Gang gebracht. Allgemein hat die Erhöhung der Natriumsulfatmenge im Glas eine Tendenz zur leichten Verschiebung des Eisenoxidgleichgewichts in Richtung Oxidation zur Folge, während die Erhöhung des Kohlenstoffgehalts des Glasgemenges das Eisenoxidgleichgewicht in Richtung reduzierende Eisenform verschiebt. Eine weitere Einflussgröße für das Eisenoxidgleichgewicht ist die Ofenspitzentemperatur, die bei Erhöhung das Eisenoxid leicht zum reduzierten Status verschiebt, während die Verringerung der Ofengesamttemperatur das Eisenoxid in Richtung auf den oxidierten Status verschiebt, wodurch die grüne Farbe entsprechend der Erfindung erreicht wird.

Wie in 1 gezeigt, wird die Farbe des Farbglases durch Normfarbwertkoordinaten innerhalb der Polygone ABCDA definiert, wobei die Normfarbwertkoordinaten sind:

Das kleinere, mit der Bezugsnummer 12 bezeichnete Polygon gibt den Vorzugsfarbraum an, während das größere, mit der Bezugsnummer 10 bezeichnete Polygon den gesamten Bereich des Farbraums der Erfindung darstellt. Das gemäß den Lehren der Erfindung erhaltene Farbglas weist bei einer Vergleichsdicke von 4 mm folgende Spektraleigenschaften auf: eine Lichtdurchlässigkeit bei Verwendung von Lichtquelle A von 65 % bis 81 %, eine IR-Durchlässigkeit von 10 % bis 33 % und eine UV-Durchlässigkeit von 38 % bis 60 %.

Zur Demonstration von Ausgestaltungen dieser Erfindung wurden Schmelzen nach folgendem Ablauf im Labor hergestellt: Die Gemenge wurden ausgewogen, in einen Glaszylinder mit etwa 50,8 mm Höhe und 50,8 mm Innendurchmesser eingebracht und jeweils 10 min auf einem Turbula-Mischer trocken gemischt, das trockene Gemenge wurde in einen sich nach unten verjüngenden Tiegel aus 80 % Platin/20 % Rhodium mit 50,8 mm Höhe, 63,5 mm Innendurchmesser an der Oberkante und 44,45 mm Innendurchmesser an der Grundfläche eingebracht. Dem trockenen Gemenge im Tiegel wurden 4,5 ml Wasser zugegeben und das Ganze mit einem Metalllöffel gemischt. Nach diesen vorbereitenden Arbeiten wurde eine Gruppe von sechs verschiedenen Gemengen in einem gas-/luftbeheizten Ofen gleichzeitig über 1 h bei 1427 °C geschmolzen und die Tiegel dann wieder aus dem Ofen genommen und gefrittet. Fritten des Glases bedeutet Bedecken der Innenfläche des Platin-Rhodium-Tiegels mit dem geschmolzenen Glas und nachfolgendes Eintauchen des Tiegels in kaltes Wasser. Nach dem Herausnehmen des Tiegels aus dem Wasser und dem Ablaufenlassen des Wassers werden die gebrochenen Glaspartikel von der Seitenfläche des Tiegels entfernt und im Inneren des Tiegels mechanisch vermischt. Alle sechs Proben werden in derselben Weise gefrittet, alle Tiegel werden für eine weitere Zeitspanne von 1 h bei 1427 °C in den Ofen zurückgestellt, und das Fritten wird wiederholt. Nach dem zweiten Fritten werden die Tiegel für 4 h bei 1427 °C im Ofen gehalten. Die Tiegel werden dann wieder aus dem Ofen entnommen, und jede geschmolzene Glasprobe wird in eine Graphitform mit einem Innendurchmesser von 63,5 mm gegossen. Jede Glasprobe wird langsam abgekühlt, etikettiert und in einen Temperofen eingebracht, wo die Temperatur rasch auf 565,6 °C erhöht, für 2 h gehalten und dann langsam abgesenkt wird, indem der Ofen ausgeschaltet wird und die Proben nach 14 h oder länger herausgenommen werden. Die Proben werden auf eine Dicke von ungefähr 4,0 mm geschliffen und poliert, und danach werden die Spektraleigenschaften jeder Probe gemessen.
Sämtliche nach dem geschilderten Verfahren erzeugten Laborschmelzen haben eine Grundzusammensetzung aus 100 g Sand, 32,22 g wasserfreier Soda, 8,81 g Kalkstein, 23,09 g Dolomit, 0,5 bis 2,0 g Natriumsulfat, 0,09 bis 0,25 g Carbocite, 2,64 g Nephelinsyenit, der Rest des Gemenges besteht aus Polierrot, Mangandioxid sowie erforderlichenfalls Titandioxid und Ceroxid.
Jede der folgenden Tabellen von Beispielen mit der Glasmischung enthält Spektraldaten bei der Vergleichsdicke von 4,0 mm. Einige Tabellen enthalten andere Dicken als 4,0 mm, wobei bei der stärkstbevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die prozentuale LTA größer als oder gleich 70 % und der TSET kleiner als oder gleich 40 % ist.
Die nachfolgende Tabelle III zeigt die Verbesserung der IR-Adsorption durch Erhöhung des Anteils an Anthrazit und die Verbesserung der UV-Absorption durch Erhöhung des Anteils an Mangandioxid (MnO₂) bei konstantem Fe₂O₃-Gehalt. Im Allgemeinen steigt die UV-Absorption, wenn die Menge an Anthrazit erhöht wird. Andererseits steigt die UV-Absorption auch, wenn die Menge an Mangandioxid erhöht wird. Mit denselben Gemengezusammensetzungen, jedoch ohne Anthrazit hergestellte Gläser sind grün und haben nicht den UV-Absorptionsgrad; dadurch würden die Gläser aus dem Geltungsbereich der Erfindung herausfallen. Bei ohne Mangandioxid hergestellten Gläsern könnte sich die Bernsteinfarbe entwickeln, und die Durchlässigkeit wäre wesentlich geringer.
Tabelle III
Tabelle IV zeigt, dass ein Anstieg des Eisenoxidgehalts die Durchlässigkeit im sichtbaren Teil des Spektrums verringert und die IR-Durchlässigkeit ebenfalls verringert wird. Außerdem werden Verbesserungen in der UV-Absorption festgestellt, wenn der MnO₂-Gehalt erhöht wird.
Tabelle IV
Tabelle V zeigt, dass die UV-Absorption durch Zugabe von Ceroxid zur Gemengemischung aus Eisenoxid, Manganoxid, technischem Natriumsulfat und Anthrazit verbessert werden kann, wobei Anthrazit 70 bis 72 % Kohlenstoff als aktives Reduktionsmaterial enthält. Eine Erhöhung des Ceroxidgehalts unterstützt die Oxidation des Eisenoxids und ver bessert damit die Durchlässigkeit im sichtbaren Teil des Spektrums, was kritisch ist, wenn das endgültige Glaserzeugnis in Kraftfahrzeuganwendungen eingesetzt wird.
Tabelle V
Die nachfolgende Tabelle VI zeigt den Einfluss von Titandioxid in Glasmischungen auf die Verbesserung der UV-Absorption der Glasmischung, während der Gehalt von Eisenoxid und Mangandioxid konstant gehalten wird. Die Tabelle VI zeigt außerdem den Einfluss einer geringen Erhöhung des Gehalts am Reduktionsmittel Anthrazit. Beispiel 19 hat im Wesentlichen dieselbe Mischung wie Beispiel 18, jedoch wurde der Anthrazitgehalt von 2,0 auf 2,2 Pfund je 1000 Pfund Sand erhöht und, wie zu sehen, es verringern sich alle Spektraleigenschaftswerte. Das Beispiel 21 zeigt denselben Effekt im Vergleich zu Beispiel 20, wenn der Anthrazitgehalt von 2,0 auf 2,2 Pfund je 1000 Pfund Sand erhöht wird. Die Beispie le 18, 20, 22 und 23 zeigen deutlich die Verbesserung in der UV-Absorption, wenn alle anderen Bestandteile der Mischung konstant gehalten werden.
Tabelle VI
Tabelle VII zeigt die in den erfindungsgemäßen Glasmischungen durch Titandioxid bewirkten Verbesserungen. Es erweist sich, dass Titandioxid zwar eine Verbesserung der UV-Absorption bewirkt, jedoch zeigt Tabelle VII ebenfalls, dass sich die dominante Wellenlänge erhöht. Die dominante Wellenlänge und die Anregungsreinheit sind wichtig, da sie die Farbe des Glases definieren. Erzeugnisse gemäß den Lehren der Erfindung können in ihrer Dicke zwischen 1,5 und 8,0 mm variieren und sowohl in der Bauindustrie als auch bei Kraft fahrzeugen verwendet werden. Die Anwendungsfälle bei Kraftfahrzeugen schließen Mehrschichterzeugnisse, wie Frontscheiben, ein.
Tabelle VII
Die nachfolgende Tabelle VIII zeigt die Verbesserungen, die in der UV-Absorption erreicht werden können, wenn Ceroxid und Titandioxid in Kombination verwendet werden. Außerdem zeigt Tabelle VIII die Wirkung von Mangandioxid auf die UV-Absorption.
Tabelle VIII
Die Tabelle IX zeigt, dass Melite, durch die Calumite Company vermarktete Flugasche aus kohleverbrennenden Einrichtungen, einen Teil des Anthrazits ersetzen kann und als Reduktionsmittel wirkt. Es ist nur eine geringe Menge technisches Natriumsulfat erwünscht, da übermäßig viel technisches Natriumsulfat die Bildung von SO_x-Emissionen aus dem Ofen begünstigen kann. Aus der Verringerung der Menge technischen Natriumsulfats ergibt sich außerdem der Vorteil, dass weniger Anthrazit verwendet werden kann, was wiederum einen kommerziellen Vorteil darstellt. Eine Spur von Titandioxid findet sich in den Sanden, durch die jeder Glasmischung ungefähr 0,01 bis 0,05 Gew.-% TiO₂ zugeführt werden. Beachtenswert sind die Ähnlichkeiten zwischen den Spektraleigenschaften der Vorzugsausgestaltungen von Beispiel 39 mit Ceroxid und denen von Beispiel 44 mit Titandioxid. Beide Beispiele haben dieselben Spektraleigenschaftswerte bei unterschiedlicher Dicke.
Tabelle IX
Die Tabelle X zeigt die Wirkung bei Erhöhung des Anteils an Anthrazit (Carbocite) und Konstanthaltung der anderen Bestandteilmengen. In den Beispielen 45 bis 52 ist sowohl die schrittweise Verbesserung der IR-Absorption als auch die Wirkung von Carbocite auf die Verringerung der Durchlässigkeit sichtbaren Lichts und Verbesserung der UV-Durchlässigkeit deutlich erkennbar.
Tabelle X
Sämtliche Beispiele wurden ausschließlich unter Verwendung des angegebenen Gemenges ohne Zusatz von Scherben (der Glasbruch, der dem Gemenge in der industriellen Produktion zugesetzt wird) hergestellt. Es gibt zwei Arten von Scherben, die dem Gemenge zur Herstellung von erfindungsgemäßem Glas zugesetzt werden können: Glas mit reduziertem Eisen aus dem erfindungsgemäßen Glas und Glas mit oxidiertem Eisen. Scherben aus Glas mit reduziertem Eisen haben ein Redoxverhältnis von etwa 0,5 bis 0,6, während Glas mit oxidiertem Eisen ein Redoxverhältnis von etwa 0,25 hat. Das Redoxverhältnis ist als das Verhältnis von Gew.-% FeO/Gesamteisen als Gew.-% Fe₂O₃ definiert. Wenn beispielsweise für ein gewünschtes erfindungsgemäßes Glas auf 1000 Pfund Sand 2 Pfund Anthrazit eingesetzt werden, dann müssen dem Gemenge weitere 1,5 Pfund Anthrazit zugegeben werden, wenn die beigemischten Scherben aus Glas mit reduziertem Eisen 50 % der Ofenbeschickungsmenge ausmachen, so dass insgesamt 3,5 Pfund Anthrazit je 1000 Pfund Sand erforderlich sind. Bei anderen Scherbenanteilen muss die Kohlemenge proportional erhöht oder verringert werden. Wenn Scherben aus Glas mit oxidiertem Eisen verwendet werden, muss eine größere Menge Anthrazit zugegeben werden, um die oxidierten Scherben in Richtung auf die grüne Farbe des reduzierten Eisens zu treiben. Wenn beispielsweise für ein gewünschtes erfindungsgemäßes Glas, entsprechend der vorgenannten Beispiele, auf 1000 Pfund Sand 2 Pfund Anthrazit eingesetzt werden, dann müssen dem Gemenge weitere 2,5 Pfund Anthrazit zugegeben werden, wenn die beigemischten Scherben aus Glas mit oxidiertem Eisen 50 % der Ofenbeschickungsmenge ausmachen, so dass insgesamt 4,5 Pfund Anthrazit je 1000 Pfund Sand erforderlich sind.
Tabelle XI
Die voranstehende Tabelle XI zeigt, dass Anthrazit dieselbe Auswirkung wie in Tabelle X hat, wenn Titandioxid zur Glasmischung hinzugefügt wird. Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung ist, das erfindungsgemäßes Glas nur 0,30 bis 0,65 Gew.-% Gesamteisenoxid verwendet, während dem Stand der Technik entsprechendes Grünglas 0,5 bis 0,95 Gew.-% Gesamteisenoxid enthält.
Aus den voranstehenden Beispielen ist ersichtlich, dass das erfindungsgemäße Glas eine hohe Durchlässigkeit, eine verbesserte IR-Absorption und eine verbesserte UV-Absorption aufweist. Außerdem verschiebt die Verwendung von Anthrazit und Mangandioxid das Eisenoxidgleichgewicht in Richtung der reduzierten Form von Eisen (FeO). Außerdem verhindert Mangandioxid eine übermäßige Reduktion von Sulfat in Eisensulfid, das bernsteinfarben ist und die Durchlässigkeit des Glases verringert.
2 ist eine grafische Darstellung des Vergleichs der Normfarbwertkoordinaten des erfindungsgemäßen Glases, repräsentiert durch die aus den zuvor aufgeführten Beispielen abgeleiteten Werte, und dem kommerziell verfügbaren, dem Stand der Technik entsprechenden Glas. Wie aus der Figur ersichtlich, ist das erfindungsgemäße Glas grüner als das in den dem Stand der Technik entsprechenden Erzeugnissen verfügbare, durch die Bezugsnummern 110, 112 und 114 gekennzeichnete Glas.

Claims

Farbglas zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug mit einer Grundmischung und einem Färbemittel, wobei das Färbemittel eine Zusammensetzung in Gewichtsprozent des Farbglases wie folgt umfasst: – 0,3 bis 0,8 Gew.-% Gesamteisen als Fe₂O₃, wobei das Redoxverhältnis von FeO zum Gesamteisen als Fe₂O₃ von 0,37 bis 0,65 beträgt; – 0,05 bis 0,8 Gew.-% Manganoxid als MnO₂, – wobei das Farbglas bei einer Vergleichsdicke von 4,0 mm eine Lichtdurchlässigkeit bei Verwendung von Lichtquelle A von 65 % bis 81 %, eine Infrarotdurchlässigkeit von 10 % bis 33 % und eine dominante Wellenlänge bei Verwendung von Lichtquelle C von 494 bis 555 nm aufweist.
Farbglas nach Anspruch 1, wobei das Färbemittel außerdem bis zu 1 Gew.-% Titanoxid als TiO₂ umfasst.
Farbglas nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Färbemittel außerdem bis zu 1 Gew.-% Ceroxid als CeO₂ umfasst.
Farbglas nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Gesamteisenmenge, ausgedrückt durch Fe₂O₃, von 0,4 bis 0,6 Gew.-% beträgt.
Farbglas nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Manganoxidmenge als MnO₂ von 0,1 bis 0,3 Gew.-% beträgt.
Farbglas nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Farbglas bei einer Vergleichsdicke von 4 mm eine Anregungsreinheit von 2 % bis 9 % aufweist.
Farbglas nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Farbe des Farbglases durch Normfarbwertkoordinaten innerhalb des Polygons eines ABCDA definiert wird, wobei die Normfarbwertkoordinaten die Folgenden sind:
Farbglas nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Farbglas bei einer Vergleichsdicke von 4 mm eine Ultravioletdurchlässigkeit von 38 % bis 60 % aufweist.
Farbglas nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die dominante Wellenlänge von 496 bis 520 nm beträgt.
Farbglas nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Grundmischung eine Zusammensetzung bezogen auf das Gewicht des Farbglases wie folgt hat: – 68 bis 75 Gew.-%SiO₂; – 10 bis 18 Gew.-%Na₂O; – 5 bis 15 Gew.-%CaO; – 0 bis 10 Gew.-%MgO; – 0 bis 5 Gew.-%Al₂O₃ – 0 bis 5 Gew.-%K₂O, – wobei die Gesamtmenge von CaO und MgO 6 bis 15 Gew.-% und die Gesamtmenge von Na₂O und K₂O 10 bis 20 Gew.-% beträgt.