DE563644C

DE563644C - Glass with strong absorption of U-V rays and free transmission of the visible spectrum and heat rays

Info

Publication number: DE563644C
Application number: DED59989D
Authority: DE
Original assignee: Deutsche Spiegelglas AG
Current assignee: Deutsche Spiegelglas AG
Priority date: 1929-12-25
Filing date: 1929-12-25
Publication date: 1932-11-07

Description

Glas mit starker Absorption der U-V-Strahlen und freier Durchlässigkeit des sichtbaren Spektrums und der Wärmestrahlen In der neueren Glastechnik wird die Bedeutung der Durchlässigkeit der Gläser für ultraviolettes Licht außerordentlich stark betont. insbesondere im Gebiete der Flachglasarten (Tafel- und Spiegelglas). Die Erfahrung hat nun gezeigt, daß in vielen Fällen die ultravioletten Strahlen auch Schädigungen hervorrufen. In Gewächshäusern z. B. können die ultravioletten Strahlen auf junge Sämlinge, deren Einrichtung für die chemischphvsikalischen Umwandlungsprozesse noch unvollkommen sind, die aber für die Chlorophyllbildung den sichtbaren Teil des Spektrums und zur Ausbildung der Saugwurzeln die Wärmestrahlen unbedingt gebrauchen, sehr schädlich wirken. Besonders bei Pflanzen mit mehrwöchiger Keimzeit kann das Verbrennen der Sämlinge zu großen Verlusten in der Gärtnereiwirtschaft führen. In Museen, Schlössern und in Schaufenstern werden Farben, Gewebeteile und andere Stoffe durch das starke Licht zerstört. Stoffe aus Pflanzenfasern oder Seide zerfallen. als wären sie Säuredämpfen ausgesetzt gewesen.Glass with strong absorption of U-V rays and free transmission of the visible spectrum and the heat rays In newer glass technology, the The importance of the permeability of glasses for ultraviolet light is extraordinary strongly emphasized. especially in the area of flat glass types (sheet and mirror glass). Experience has now shown that in many cases the ultraviolet rays also cause damage. In greenhouses e.g. B. can be the ultraviolet Rays on young seedlings, their establishment for the chemical-physical conversion processes are still imperfect, but which are the visible part for chlorophyll formation of the spectrum and for the formation of the suction roots, the heat rays must be used, very harmful. This can be especially true for plants with a germination time of several weeks Burning the seedlings will lead to great losses in the nursery industry. In In museums, castles and shop windows, paints, fabrics and other fabrics are used destroyed by the strong light. Fabrics made from plant fibers or silk disintegrate. as if they had been exposed to acid fumes.

aber nicht nur in den erwähnten Füllen üben die U-V-Strahlen ihre schädigende Wirkung aus, sondern auch bei allen Gärungsgefäßen und ähnlichen Behältern, da die U-V-Strahlen für verschiedene Kleinlebewesen, die in den genannten Anwendungen in Frage kommen, schädlich sind. Die gewöhnlichen Fenster- und Spiegelgläser und die üblichen Hohlgläser besitzen zwar beschränkte, 1 aber doch zu hohe Durchlässigkeit im ultravioletten Teil und sind durch den Eisengehalt in der Wärmedurchlässigkeit zu stark gehemmt. Nun tritt aber in allen den genannten Fällen zu dem Bedürfnis, die ultraviolette Strahlung auszuschließen, die Notwendigkeit, den Wärmestrahlen ungehemmten Durchgang zu geben. Daraus ergibt sich die Aufgabe, Hohl- und Flachgläser herzustellen. die starke Absorption im ultravioletten Teil, dagegen im sichtbaren Teil des Spektrums und im Ultrarot weitgehendeDurchlässigkeit besitzen.but it is not only in the abovementioned areas that the U-V rays practice theirs harmful effect, but also in all fermentation vessels and similar containers, because the U-V rays for various small organisms that are used in the mentioned applications come into question, are harmful. The ordinary window and mirror glasses and the usual hollow glasses have limited, 1 but too high permeability in the ultraviolet part and are in the heat permeability due to the iron content inhibited too much. Now, in all of the cases mentioned, there is the need to exclude the ultraviolet radiation, the need to eliminate the heat rays to give uninhibited passage. This gives rise to the task of making hollow and flat glasses to manufacture. the strong absorption in the ultraviolet part, on the other hand in the visible Part of the spectrum and have extensive transparency in the ultra-red.

Es ist nun bekannt, daß das Ceroxvd eine besonders ausgeprägte U-V-Absorption besitzt. Es wird ja auch für sich und in Gemischen mit anderen seltenen Erden vielfach für die Herstellung Ultraviolett absorbierender Gläser, vor allem Augenschutzgläser, verwendet. Diese Gläser erfordern aber in den angewandten Gemischen seltener Erden einen verhältnismäßig hohen Cergehalt. Der Preis dieser Produk:e schließt ihre Verwendung für die Lösung der vorliegenden Aufgabe aus. Es wäre wünschenswert, die Ceriterden bei möglichst geringer Verarbeitung, also die Gemische der Oxvde in dem Verhältnis, wie sie in den natürlichen Vorkommen vorhanden sind, für die Lösung der gestellten Aufgabe zu benutzen. Da aber immerhin das Cer bei der L'Itraviolettdurchlässigkeit die wesentliche Rolle spielt, müßten bei verhältnismäßig cerarmen Gemischen hohe Prozentsätze an fliesen verwendet werden. Damit aber kommen auch die Be-leiter in erheblichen Mengen in (las Glas. Deshalb bestand das Bedenken, daß die gewünschte hohe Durchlässigkeit für Wärmestrahlen nicht gleichzeitig zu erzielen sei. Dieses Bedenken war um so beachtlicher, als die natürlichen Vorkommen der seltenen Erden immer einen nicht zu übersehenden Anteil an P raseodym zeigen. Die Praseodymverbindungen sind bekanntlich grün gefärbt und erinnern mit ihrer Farbe lebhaft an Ferroverbindungen. Das Eisenoxydul ist nun gerade durch eine besonders starke Absorption der Wärmestrahlen ausgezeichnet. Es war deshalb zti befürchten. daß auch das Praseodym hohe Wärmestrahlenabsorption besitzt.It is now known that the Ceroxvd has a particularly pronounced U-V absorption owns. After all, it also becomes multiple on its own and in mixtures with other rare earths for the production of ultraviolet absorbing glasses, especially eye protection glasses, used. However, these glasses require rare earths in the mixtures used a relatively high cerium content. The price of these products excludes their use to solve the problem at hand. It would be desirable to have the ceramics with as little processing as possible, i.e. the mixtures of oxides in the ratio, as they are present in the natural occurrences, for the solution of the posed Task to use. But there is at least the cerium with the L'Itraviolet permeability which plays the essential role would have to be proportionate cerarmen Mixed high percentages of tiles are used. But that also comes the escorts in considerable quantities in (read glass. Therefore there was concern, that the desired high permeability for heat rays does not increase at the same time be achieved. This concern was all the more remarkable as the natural occurrence of rare earths always show a proportion of praseodymium that cannot be overlooked. The praseodymium compounds are known to have a green color and are reminiscent of their color lively in ferrous compounds. The iron oxide is now special because of one strong absorption of heat rays excellent. It was therefore to be feared. that the praseodymium also has a high absorption of heat rays.

Auch die sonst so aufschlußreichen Untersuchungen von C r o o k e s über die Lichtabsorption der verschiedensten Oxyde im Glas sind nicht leeigTnet. die vorliezende Fra;e zu klären. 1ie`können. im Gegenteil mit der nicht zutrettenden Feststellung, daß die Farbe von Gläsern mit \eodvm und Praseodym mit den wä#seri-en Salzlösungen dieser Elemente übereinstimme, leicht irreführen. Ähnlich wirkt das von C r o o k e s aiwe;ebere Verhältnis von : Teilen Praseodvm und i Teil Neodym. Jedenfalls ist über die \\'ärmeäbsorption von Gläsern, die Praseodvm und \eodvm gelöst enthalten. den Crookesschen Feststellungen nichts zu entnehmen.The otherwise revealing investigations by Croooks on the light absorption of the most varied of oxides in glass are also not suitable. to clarify the question at hand. 1you can. On the contrary, the fact that the color of glasses with \ eodvm and praseodymium corresponds to the aqueous salt solutions of these elements is easily misleading. The ratio of : parts praseodm and i part neodymium works in a similar way. In any case, about the \ 'thermal absorption of glasses, the praseodvm and \ eodvm contained in dissolved form. nothing to be inferred from Crookes's findings.

In umfangreichen> Versuchen konnte festgestellt werden, daß die Befürchtung, die dem Ceroxvd in natürlichen Vorkommen beigemengten seltenen Oxyde könnten eine stärkere Wärmeabsorption im Glase bedingen, nicht zutritt t, insbesondere hat sich gezeigt, daß das grüne Praseodym, in Gläsern eingeschmolzen, höhere Durchlässigkeit für Wärmestrahlen zeigt als das rote \eodvm. Auch Lanthan und die anderen seltenen Oxv de, mit denen das l.er in den natürlichen Vorkommen vergesellschaftet ist, bringen keine beachtliche Wärmestrahlenabsorption hervor. Die gestellte Aufgabe, starke L.'Itraviolettabsorption und starke Wärmestrahlendurchlässigkeit, läßt sich also mit solch verhältnismäßig billigen Gemischen von seltenen Erden, die die Einzeloxyde im Verhältnis des natürlichen Vorkommens enthalten, lösen.In extensive> experiments it was found that the fear the rare oxides that naturally occur in Ceroxvd could be a require stronger heat absorption in the glass, do not enter t, in particular has showed that the green praseodymium, melted in jars, has higher permeability for heat rays shows as the red \ eodvm. Also lanthanum and the other rare ones Oxv de, with which the l.er is associated in natural occurrences no significant heat radiation absorption emerges. The task at hand, strong L.'Itraviolet absorption and strong thermal radiation permeability, can therefore with such relatively cheap mixtures of rare earths as the single oxides contained in proportion to the natural occurrence.

Mit Rücksicht auf die Färbung des Glases empfiehlt es sich, nicht zu hohe, d. h. nicht wesentlich mehr als io °,'o der Gemische an seltenen Erden zu verwenden. Auch wird man im allgemeinen so angereicherte Gemische verwenden, daß ihr Ceroxydgehalt nicht wesentlich unter 30°'o sinkt. Ein Beispiel eines auf diese Weise erzeugten Glases, das die gewünschten Eigenschaften besitzt. hat folgende Zusammensetzung: ; i °/o Kieselsäure, 16 °/o Natronoxyd, 8 °,!o Calciumoxyd, 2,3 °'o Ceroxyd, i,8 °;o Lanthanoxyd, o,8 °/a Dydyinoxyd und o,i °-o Yttererden.With regard to the color of the glass, it is advisable not to use too high a mixture of rare earths, that is to say not significantly more than 10%. In general, enriched mixtures will also be used so that their cerium oxide content does not fall significantly below 30 °. An example of a glass produced in this way that has the desired properties. has the following composition:; ! i ° / o silica, 1 6 ° / o Natronoxyd 8 ° o calcium oxide, 2.3 ° 'o ceria, i, 8 °; o lanthanum oxide, o, 8 ° / a Dydyinoxyd and o, i o ° Ytter earths.

An sich sind ähnliche U-V-Strahlen durchlässige Glaszusammensetzungen schon für Augenschutzgläser und Glühbirnen angewandt worden. Es ist aber die hohe Wärmedurchlässigkeit dieser Gläser nicht erkannt und ihre Anwendung für Flachglas und Gefäße .aller Art unterblieben. Gläser, die in dieser Weise erschmolzen sind, zeigen nun deutlich die gewünschten Eigenschaften. Das ultraviolette Licht wird mindestens bis zur Wellenlänge 3;o Millimikrom ausgelöscht. Die Wärmestrahlen gehen so gut wie ungehindert hindurch. Das zeigt schlagend folgender einfacher Versuch: Bei der Messung der Temperatur mit einem Strahlungspvrometer, der die Gesamtstrahlung mißt (Ardometer), erhält man eine Temperatur von i334'. Stellt man vor den Strahlungsmesser ein gewöhnliches Fensterglas von 2 tnm Stärke auf, so sinkt die Temperatur um 82'. Das Ultraviolett durchlässige Brephosglas senkt bei der gleichen Stärke die Temperatur um 39'. Ein Glas, das im Sinne der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, senkt die Temperatur um 46'. Es ist also zwischen einem als besonders wärmedurchlässig bekannten Ultraviolett durchlässigen Glas und dem erfindungsgemäß hergestellten Ultraviolett absorbierenden Glas nur eiu Unterschied von 7', beim gewöhnlichen Fensterglas dagegen von 43'.As such, similar U-V rays are transparent glass compositions has already been used for eye protection glasses and lightbulbs. But it is the high one Thermal permeability of these glasses is not recognized and their application for flat glass and vessels of all kinds were omitted. Glasses melted in this way, now clearly show the desired properties. The ultraviolet light will at least up to wavelength 3; o millimicromes extinguished. The heat rays go almost unhindered through it. This is clearly shown by the following simple experiment: When measuring the temperature with a radiation promometer, the total radiation if you measure it (ardometer), you get a temperature of 1334 '. If you stand in front of the radiation meter If an ordinary window glass with a thickness of 2 tnm is opened, the temperature drops by 82 '. The ultraviolet permeable Brephos glass lowers the temperature with the same strength at 39 '. A glass that is manufactured in accordance with the present invention lowers the temperature around 46 '. So it is between one as particularly heat permeable known ultraviolet permeable glass and that produced according to the invention Ultraviolet absorbing glass is only 7 'apart from ordinary window glass on the other hand from 43 '.

Auch praktische Versuche haben gezeigt, daß die wünschenswerte Wirkung vorhanden ist. Vor allem haben Sämlinge unter dem Ultraviolett absorbierenden, aber Wärmestrahlen durchlassenden Glas ein günstigeres Wachstum, als unter Ultraviolett durchlassendem oder gewöhnlichem Fensterglas gezeigt.Practical tests have also shown that the desirable effect is available. Most of all, seedlings have under the ultraviolet absorbing, however Glass that allows heat rays to grow more favorably than under ultraviolet transparent or ordinary window glass.

Claims

PATENT CLAIM: Flat and hollow glass containing cerium as a component, with the same permeability of the heat rays and strong absorption of the ultraviolet Rays, characterized in that the same up to 10 °, o of a mixture is rarer Contains earth in proportion to its natural occurrence.