DE60111527T2

DE60111527T2 - Farbiges kalknatronglas

Info

Publication number: DE60111527T2
Application number: DE60111527T
Authority: DE
Inventors: Marc Foguenne; Dominique Coster; Laurent Delmotte
Original assignee: Glaverbel Belgium SA
Current assignee: AGC Glass Europe SA
Priority date: 2000-06-19
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2021-06-15
Also published as: RU2327657C2; ES2242751T3; AU6753901A; EP1296900B1; CN1437565A; JP2003535805A; BR0112194A; WO2001098221A1; DE60111527D1; JP4916082B2; CZ20024206A3; US7304009B2; CZ301525B6; PL359757A1; PL196254B1; CN1206183C; EP1296900A1; ATE297880T1; US20040157723A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein gefärbtes Natronkalkglas.
Natronkalkglas kann klar oder gefärbt sein, beispielsweise grün, grau oder blau in Transmission.
Der Ausdruck "Natronkalkglas" wird vorliegend in einem weiten Sinn verwendet und betrifft jedes Glas, das die folgenden Bestandteile enthält (Prozentangaben in Gew.-%):

SiO₂ 60 bis 75 %

Na₂O 10 bis 20 %

CaO 0 bis 16 %

K₂O 0 bis 10 %

MgO 0 bis 10 %

Al₂O₃ 0 bis 5 %

BaO 0 bis 2 %

BaO + CaO + MgO 10 bis 20 %

K₂O + Na₂O 10 bis 20 %
Dieser Glastyp findet eine sehr weite Verwendung, beispielsweise im Bereich von Gebäude- oder Automobilverglasungen. Häufig wird er in Form eines Bandes in einem Flotationsverfahren hergestellt. Ein derartiges Band kann in Scheiben geschnitten werden, die anschließend gebogen werden können oder einer Behandlung zur Verstärkung ihrer mechanischen Eigenschaften unterzogen werden, beispielsweise einem thermischem Sintern.
Im Allgemeinen ist es nötig, die optischen Eigenschaften in Bezug auf eine Standardlichtquelle anzugeben. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung verwendet man zwei Standardlichtquellen: die Lichtquelle C und die Lichtquelle A, die durch die Commission Internationale de I'Eclairage (C.I.E.) definiert sind. Die Lichtquelle C stellt das mittlere Tageslicht dar, das eine Farbtemperatur von 6700 K aufweist. Diese Lichtquelle ist insbesondere zur Beurteilung der optischen Eigenschaften von Gebäudeverglasungen nützlich. Die Lichtquelle A stellt die Strahlung eines Planckstrahlers bei einer Temperatur von ungefähr 2856 K dar. Diese Lichtquelle bildet das von Autoscheinwerfern ausgesandte Licht ab und ist im Wesentlichen dazu bestimmt, die Eigenschaften von Automobilverglasungen zu beurteilen.
Die Commission Internationale de I'Eclairage hat ebenfalls ein Dokument mit dem Titel "Colorimétrie, Recommandations Officielles de la C.I.E." (Mai 1970) veröffentlicht, das eine Theorie beschreibt, wonach die kolorimetrischen Koordinaten für das Licht jeder Wellenlänge des sichtbaren Spektrums derart definiert sind, dass sie in einem Diagramm dargestellt werden können, das die orthogonalen Achsen x und y hat und das als trichromatisches Diagramm CIE 1931 bezeichnet wird. Dieses trichromatische Diagramm zeigt den repräsentativen Ort des Lichts jeder Wellenlänge (ausgedrückt in Nanometern) des sichtbaren Spektrums. Dieser Ort wird "Spectrum Locus" genannt, und in Bezug auf das Licht, dessen Koordinaten sich auf diesem Spectrum Locus platzieren, wird festgelegt, dass es 100 % Anregungsreinheit für die entsprechende Wellenlänge aufweist. Der Spectrum Locus wird durch eine Linie geschlossen, die als Purpurlinie bezeichnet wird, und die die Punkte des Spectrum Locus verbindet, und wobei deren Koordinaten der Wellenlänge von 380 nm (violett) und 780 nm (rot) entsprechen. Die Oberfläche, zwischen dem Spectrum Locus und der Purpurlinie ist diejenige, die für die trichromatischen Koordinaten des gesamten sichtbaren Lichts verfügbar ist. Die Koordinaten des Lichts, die beispielsweise von der Lichtquelle C ausgesandt werden, entsprechen x = 0,3101 und y = 0,3162. Dieser Punkt C wird als Repräsentant des weißen Lichts betrachtet und hat daher eine Anregungsreinheit, die für jede Wellenlänge Null ist. Die Linien können bei jeder gewünschten Wellenlänge vom Punkt C zum Spectrum Locus gezogen werden und jeder Punkt, der sich auf diesen Linien befindet, kann nicht nur aufgrund seiner Koordinaten x und y definiert werden, sondern auch in Abhängigkeit von der Wellenlänge, die der Linie entspricht, auf der er sich befindet, und von seiner Distanz vom Punkt C in Bezug auf die Gesamtlänge der Linie für die Wellenlänge. Davon ausgehend kann die Färbung des von einer farbigen Glasscheibe durchgelassenen Lichts durch seine dominierende Wellenlänge (λ_D) beschrieben werden und seine Anregungsreinheit (P) kann in Prozent ausgedrückt werden.
Die C.I.E.-Koordinaten des durch eine farbige Glasscheibe durchgelassenen Lichts hängen nicht nur von der Zusammensetzung des Glases, sondern ebenso von seiner Dicke ab. In der vorliegenden Beschreibung und ebenso in den Ansprüchen sind sämtliche Werte für die Anregungsreinheit P und für die dominierende Wellenlänge λ_D des durchgelassenen Lichts ausgehend von den internen spektralen spezifischen Durchlässigkeiten (TSI_λ) durch eine Glasscheibe von 5 mm Dicke für die Lichtquelle C unter einem festen Beobachtungswinkel von 2° berechnet. Die spezifische interne spektrale Durchlässigkeit einer Glasscheibe wird ausschließlich durch die Absorption des Glases bestimmt und kann durch das Lambert-Beer'sche Gesetz ausgedrückt werden: TSI_λ = e^-Eaλ wobei A_λ der Absorptionskoeffizient des Glases (in cm^-1) bei der betrachteten Wellenlänge ist und E die Glasdicke (in cm) ist. In erster Näherung kann TSI_λ ebenso durch die Formel (I3 + R2)/(I1 – R1)dargestellt werden, wobei I₁ die Intensität des inzidenten sichtbaren Lichts einer ersten Oberfläche der Glasscheibe ist, R, die Intensität des reflektierten sichtbaren Lichts durch diese Oberfläche, I₃ die Intensität des durchgelassenen sichtbaren Lichts ausgehend von der zweiten Oberfläche der Glasscheibe ist und R₂ die Intensität des zum Inneren dieser Scheibe reflektierten sichtbaren Lichts dieser zweiten Oberfläche ist.
Der Ausbeuteindex einer Farbe, der als eine Zahl zwischen 1 und 100 ausgedrückt wird, bringt den Unterschied zwischen einer Farbe und ihrer Wahrnehmung, die ein Beobachter von ihr hat, wenn er sie durch einen transparenten farbigen Schirm betrachtet zum Ausdruck. Je beträchtlicher dieser Unterschied ist, desto schwächer ist der Ausbeuteindex der fraglichen Farbe. Für eine konstante Wellenlänge λ_D nimmt der Ausbeuteindex einer Farbe, die durch dieses Glas wahrgenommen wird ab, während die Farbreinheit des Glases zunimmt. Der Ausbeuteindex der Farben wird ge mäß der Norm EN 410 berechnet, die einen mittleren Farbausbeuteindex (I_C) definiert. Der nachstehend verwendete Index I_C ist für ein Glas von 4 mm Dicke berechnet.
In der nachfolgenden Beschreibung und in den Ansprüchen verwendet man noch:

– Die gesamte Lichtdurchlässigkeit für die Lichtquelle A (TLA), gemessen bei einer Dicke von 4 mm (TLA4) unter einem festen Beobachtungswinkel von 2°. Diese gesamte Durchlässigkeit ist das Ergebnis der Integration zwischen den Wellenlängen von 380 und 780 nm des Ausdruck: Σ T_λ · E_λ · S_λ / Σ E_λ · S_λ, wobei T_λ die Durchlässigkeit bei der Wellenlänge λ ist, E_λ die spektrale Verteilung der Lichtquelle A ist und S_λ die Empfindlichkeit des normalen menschlichen Auges in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ ist.
– Die gesamte energetische Durchlässigkeit (TE), gemessen für eine Dicke von 4 mm (TE4). Diese gesamte Durchlässigkeit ist das Resultat der Integration zwischen den Wellenlängen von 300 und 2500 nm des Ausdrucks: Σ T_λ · Eλ / Σ E_λ. Die spektrale Energieverteilung E_λ ist die spektrale Energieverteilung der Sonne bei 30° oberhalb des Horizontes mit einer Masse der Luft von 2 und einer Neigung der Verglasung von 60° bezogen auf die Horizontale. Diese Verteilung, die als „Moon Verteilung" bezeichnet wird, ist in der ISO Norm 9050 definiert.
– Die Selektivität (SE), gemessen durch das Verhältnis aus der gesamten Lichtdurchlässigkeit für die Lichtquelle A und der gesamten energetischen Durchlässigkeit (TLA/TE).
– Die gesamte Durchlässigkeit im Ultravioletten, gemessen bei einer Dicke von 4 mm (TUV4). Diese gesamte Durchlässigkeit ist das Ergebnis der Integration zwischen 280 und 380 nm des Ausdrucks: Σ T_λ · U_λ / Σ U_λ, wobei U_λ die spektrale Verteilung der ultravioletten Strahlung ist, die die Atmosphäre durchdrungen hat, und die gemäß der DIN-Norm 67507 bestimmt wird.
– Das Verhältnis Fe²⁺/Fe gesamt, manchmal auch Redoxverhältnis genannt, das den Wert des Verhältnisses in Atomgewicht Fe²⁺ in Bezug auf das Gesamtgewicht an Eisenatomen, die im Glas vorhanden sind, darstellt und das durch die Formel
worin
die spezifische interne Durchlässigkeit des 5 mm Glases bei einer Wellenlänge von 1050 nm bedeutet. t-_Fe203 bedeutet den Gesamtgehalt an Eisen, ausgedrückt in Form des Oxids Fe₂O₃ und gemessen mittels Röntgenfluoreszenz.

Gefärbtes Glas kann sowohl in der Architektur verwendet werden, als auch um Eisenbahnwaggons oder Kraftfahrzeuge zu verglasen. Bei Anwendungen im Bereich der Architektur, werden im allgemeinen Glasscheiben mit einer Dicke von 4 bis 6 mm verwendet, während im Automobilbereich Dicken von 1 bis 5 mm häufig verwendet werden, insbesondere für die Ausführung von monolithischen Scheiben und Dicken zwischen 1 und 3 mm im Falle von aus mehreren Lagen bestehenden Verglasungen, insbesondere der Windschutzscheibe, bei der zwei Glasscheiben dieser Dicke mittels eines dazwischen angeordneten Films, im allgemeinen aus Polyvinylbutyral (PVB), verbunden sind.
Eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung besteht in der Herstellung eines Natronkalkglases, umfassend Eisen, Kobalt und ebenso Chrom und/oder Vanadium, das optische und energetische Eigenschaften vereint, insbesondere eine als ästhetisch beurteilte Färbung und eine niedrige energetische Durchlässigkeit, die insbesondere aber nicht ausschließlich für das Gebiet der Verglasungen für Kraftfahrzeuge geeignet sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein gefärbtes Natronkalkglas dessen Zusammensetzung umfasst:

– Eisen in einer Menge, die, ausgedrückt als Fe₂O₃, bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases zwischen 0,5 und 0,9 % liegt (Menge an gesamten Eisen)
– Ferroeisen in einer Menge, die, ausgedrückt als Gewicht der Atome an Fe²⁺, bezogen auf das Gesamtgewicht an Eisenatomen, die im Glas vorhanden sind, zwischen 25 und 45 % liegt (Verhältnis Fe²⁺/Fe gesamt)
– Kobalt in einer Menge, die, ausgedrückt als Gewicht an Kobalt, bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases, 5 ppm beträgt,
– Chrom und/oder Vanadium und das Glas weist
– eine Lichtdurchlässigkeit auf, gemessen unter der Lichtquelle A und berechnet für eine Dicke von 4 mm, die zwischen 20 und 60% liegt (TLA4)
– eine energetische Durchlässigkeit, gemessen nach der Moon Verteilung und berechnet für eine Dicke von 4 mm, die zwischen 10 und 50% liegt (TE4) und
– eine dominierende Transmissionswellenlänge λ_D von weniger als 491 nm.

Es wurde gefunden, dass ein derartiges Glas sowohl den ästhetischen wie energetischen kommerziell gewünschten Anforderungen entspricht. Insbesondere im Kraftfahrzeugbereich kann ein gefärbtes erfindungsgemäßes Glas eine blaue Färbung aufweisen, das eine Transmissionswellenlänge von weniger 491 nm hat, was von den Automobilherstellern geschätzt wird und eine niedrige energetische Durchlässigkeit, die es ermöglicht, die innere Aufheizung des Kraftfahrzeugs zu begrenzen.
Die Gegenwart von wenigstens einer aus den Chrom- und Vanadiumverbindungen, die mit den Kriterien der Zusammensetzung betreffend Eisen und Kobalt verbunden sind, erlauben es, ein Glas zu erhalten, dessen Transmissionswellenlänge, Lichtdurchlässigkeit und energetische Durchlässigkeit den derzeitigen ästhetischen und energetischen Kriterien insbesondere der Hersteller von Kraftfahrzeugen entsprechen.
Eisen ist in den meisten auf dem Markt existierenden Gläsern enthalten, insbesondere in gefärbten Gläsern. Die Gegenwart von Fe³⁺ verleiht dem Glas eine leichte Absorption des sichtbaren Lichts bei einer niedrigen Wellenlänge (410 und 440 nm) und eine sehr starke Absorptionsbande im Ultravioletten (die Absorptionsbande ist um 380 nm zentriert), während die Anwesenheit von Fe²⁺-Ionen eine starke Absorption im Infraroten hervorruft (die Absorptionsbande ist um 1050 nm zentriert). Die Gegenwart von Fe³⁺ verleiht dem Glas eine leichte Gelbfärbung, die im Allgemeinen als wenig angenehm beurteilt wird, während die Fe²⁺-Ionen ihm eine blaugrüne ausgeprägte Färbung verleihen. Eine starke Konzentration an Fe²⁺ im Glas erlaubt es daher, die energetische Durchlässigkeit TE zu vermindern und ihm eine angenehme Färbung zu verleihen. Insgesamt ruft die Gegenwart von Eisen im Glasschmelzbad eine Absorption der Infrarotstrahlung hervor, die ein Hindernis für die Diffusion der Hitze im Herstellungsofen des Glases sein kann und daher dessen Herstellung schwieriger gestalten kann. Außerdem nimmt die Lichtdurchlässigkeit des Glases ab, wenn die Konzentration an Eisen zunimmt.
Andererseits hat die Gegenwart von Kobalt eine Tendenz, dem Glas eine intensive Blaufärbung zu verleihen.
Die Gegenwart von Cr^III hat die Tendenz, dem Glas eine hellgrüne Färbung zu verleihen, während die Gegenwart von Cr^VI eine sehr intensive Absorptionsbande bei 365 nm und eine gelbe Färbung des Glases hervorruft.
Die Gegenwart von Vanadium tendiert dazu, dem Glas eine grünliche Färbung zu verleihen.
Die energetischen und optischen Eigenschaften eines Glases, insbesondere seine Farbe, seine Lichtdurchlässigkeit und seine energetische Durchlässigkeit resultieren aus einer komplexen Wechselwirkung zwischen seinen Bestandteilen. Das Verhalten der Glasbestandteile hängt von ihrem Redoxzustand ab und somit von der Gegenwart von anderen Bestandteilen, die diesen Redoxzustand beeinflussen können.
Man hat gefunden, dass das gemäß den Ansprüchen definierte Glas den ästhetischen Kriterien (Farbe) und optoenergetischen Kriterien (Lichtdurchlässigkeit, energetische Durchlässigkeit) durch eine einfache Kontrolle seiner Zusammensetzung in Bezug auf Eisen, Kobalt und ebenso Chrom und/oder Vanadium gerecht wird.
Vorzugsweise ist die Menge an gesamtem Eisen niedriger oder gleich 0,89%, vorzugsweise niedriger oder gleich 0,88%. Dies erlaubt es, den Übergang von der Herstellung von durchsichtigem Glas zur Herstellung von farbigem Glas zu erleichtern.
Vorzugsweise beträgt die Menge an gesamtem Eisen wenigstens 0,7% oder wenigstens noch 0,75%. Dies favorisiert den Erhalt einer geringen TE und einer für das Auge angenehmen Farbe.
Um ein Glas, dessen Farbe kommerziell wünschenswert ist, weil es vom Auge als angenehm beurteilt wird, zu erhalten, wurde gefunden, dass es bevorzugt ist, dass das Glas eines oder mehrere der nachfolgenden Kriterien erfüllt:

– Vorzugsweise ist die Menge an Kobalt niedriger oder gleich 300 ppm. Eine höhere Menge an Kobalt kann für die Selektivität schädlich sein.
– Vorteilhafterweise umfasst die Menge an Kobalt den Bereich zwischen 20 und 200 ppm, vorzugsweise zwischen 60 und 120 ppm, beispielsweise zwischen 60 und 110 ppm.
– Vorzugsweise ist die Menge an Chrom, die in Gewicht an Cr₂O₃ bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases ausgedrückt wird, höher als 5 ppm, 10 ppm und sogar 20 ppm. Vorteilhafterweise ist die Menge an Chrom höher als 50 ppm.
– Vorteilhafterweise ist die Menge an Chrom niedriger oder gleich 300 ppm, vorzugsweise niedriger oder gleich 250 ppm, insbesondere niedriger als 220 ppm.
– Vorzugsweise umfasst das Glas Vanadium in einer Menge, die ausgedrückt als Gewicht an V₂O₅ bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases, höher als 20 ppm ist. Beispielsweise umfasst sie den Bereich zwischen 50 und 500 ppm.

In den besonderen Ausführungsformen der Erfindung, in denen das farbige Glas Vanadium enthält, ist dieses vorzugsweise in einer Menge von wenigstens 20 ppm Vanadium, ausgedrückt als Gewicht V₂O₅ bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases, vorhanden. In Gegenwart einer derartigen Menge an Vanadium ist die Gegenwart von Chrom im Glas nicht mehr unbedingt nötig, um die gewünschten Charakteristika der optischen und energetischen Eigenschaften zu erhalten.
Jedoch umfasst das gefärbte erfindungsgemäße Glas vorzugsweise eine Menge an Vanadium die niedriger als 20 ppm ist. In diesem Fall ist die Gegenwart von Chrom in dem Glas zur Ausführung der Erfindung unabdingbar.
In einer Variante umfasst das gefärbte erfindungsgemäße Glas gleichzeitig Chrom und Vanadium, beispielsweise 3 ppm Chrom und 5 ppm Vanadium.
Die Lichtdurchlässigkeit TLA4 kann zwischen 20 und 60%, vorteilhafterweise zwischen 25 und 55%, vorzugsweise zwischen 38 und 52% umfassen. Dies macht das erfindungsgemäße farbige Glas gut geeignet für eine Verwendung beispielsweise als Verglasung für Kraftfahrzeuge, insbesondere als Seitenverglasung oder als Rückscheibe. Beispielsweise kann die TLA4 den Bereich zwischen 40 und 48% umfassen.
Es ist wünschenswert, dass das gefärbte Glas eine energetische Durchlässigkeit TE4 aufweist, die den Bereich zwischen 10 und 50%, vorteilhafterweise zwischen 15 und 40%, bevorzugt zwischen 22 und 34% umfasst. Eine schwache energetische Durchlässigkeit erlaubt es während des Zeitraums der Sonneneinstrahlung, das Aufheizen des inneren Raumes, der durch das Glas begrenzt ist, wie ein Gebäude oder ein Kraftfahrzeug zu begrenzen.
Bei einer Variante, bei der das gefärbte Glas noch tiefer gefärbt ist, umfasst die TLA4 den Bereich zwischen 20 und 40%, vorzugsweise zwischen 25 und 35%. In diesem Fall variiert die TE4 zwischen 10 und 30%, vorzugsweise zwischen 15 und 25%.
Vorzugsweise weist das Glas eine Selektivität von mehr als 1,2, vorzugsweise von mehr als 1,35 auf. Eine erhöhte Selektivität ist sowohl für Anwendungen im Automobilbereich wie für architektonische Anwendungen dahingehend vorteilhaft, dass sie es ermöglicht, das Aufheizen, das mit der Sonnenstrahlung verbunden ist, zu begrenzen und damit den thermischen Komfort von Fahrzeuginsassen oder im Gebäu de befindlichen Personen zu erhöhen und der Verglasung insgesamt eine natürliche erhöhte Helligkeit und Durchsichtigkeit zu verleihen.
Was das erfindungsgemäße Glas betrifft, ist es wünschenswert, dass seine dominierende Transmissionswellenlänge λ_D niedriger oder gleich 490 nm ist. Dies entspricht einem Glas, dessen Farbe in der Transmission im Allgemeinen als blau eingestuft wird, welches für das menschliche Auge angenehm erscheint und welches kommerziell sehr geschätzt wird, insbesondere für Verglasungen von Kraftfahrzeugen. Es ist vorteilhaft, dass das Glas eine λ_D aufweist, die den Bereich zwischen 482 und 488 nm umfasst.
Vorzugsweise ist die Anregungsreinheit bei der Transmission des erfindungsgemäßen Glases höher als 5%, vorzugsweise höher als 10% oder selbst 12%. Dies entspricht einer markanten Färbung, die kommerziell erwünscht ist. Es ist insbesondere bevorzugt, dass die Reinheit den Bereich zwischen 15 und 25% umfasst.
Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Glas einen mittleren Ausbeuteindex der Farben (I_c) auf, der der folgenden Gleichung gehorcht:
I_c > -0,5 P + 81, worin P der Absolutwert (ohne Prozent) der Reinheit ist. Vorzugsweise gehorcht der mittlere Ausbeuteindex der Farben der Gleichung: Ic > -0,59 P + 84.
Für eine gegebene Reinheit des Glases vermittelt ein derartiger Index eine sehr geringe Störung der Farben, wie sie von einem Beobachter durch eine Scheibe dieses Glases wahrgenommen werden.
Ein erhöhter Wert des mittleren Ausbeuteindexes der übermittelten Farben führt dazu, dass ein Beobachter eine natürliche Auffassung seiner Umgebung, die durch ein gefärbtes erfindungsgemäßes Glas wahrgenommen wird, hat.
Dieser Vorteil wird insbesondere kommerziell sehr geschätzt. Denn die Sicht durch bestimmte andere farbige Gläser, die auf dem Markt existieren, ist durch eine Defor mierung der Farben, die als unangenehm von den Anwendern beurteilt werden, markiert: insbesondere wenn die Umgebung und die Personen, die durch diese Gläser erblickt werden, gelblich erscheinen.
Das erfindungsgemäße gefärbte Glas weist vorzugsweise eine Gesamtdurchlässigkeit im Ultravioletten TUV4 von weniger als 30% auf. Dies erlaubt es, die unästhetische Entfärbung von Objekten, die im Inneren von durch die erfindungsgemäßen Verglasungen begrenzten Volumina angeordnet sind, unter der Wirkung von ultravioletten Sonnenstrahlungen zu begrenzen.
Vorzugsweise enthält das Glas weniger als 2%, vorzugsweise weniger als 1 % Titan, ausgedrückt in Gewicht an TiO₂, bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases, oder selbst weniger als 0,1%. Eine erhöhte Menge an TiO₂ läuft Gefahr, dem Glas eine gelbliche Färbung zu verleihen, die nicht erwünscht ist. In bestimmten Fällen ist TiO₂ nur aufgrund der Gegenwart von Verunreinigungen, ohne gezielt zugegeben worden zu sein, im Glas enthalten.
Es ist wünschenswert, dass das erfindungsgemäße Glas weniger als 2%, vorzugsweise weniger als 1 % Cer enthält, ausgedrückt in Gewicht an CeO₂ bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases. Das erfindungsgemäße Glas kann weniger als 0,1% Cer enthalten. Cer hat die Tendenz, eine Verschiebung der dominanten Wellenlänge zum Grünen und zum Gelben hin zu verursachen, welches gegenläufig zu der bevorzugten Färbung ist. Außerdem ist Cer ein sehr unangenehmer Bestandteil.
Vorzugsweise enthält das erfindungsgemäße Glas weniger als 200 ppm, vorzugsweise weniger als 100 ppm Nickel, ausgedrückt in Gewicht an NiO, bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases. Die Gegenwart von Nickel kann der Selektivität des Glases, das es enthält, schaden, da es nicht das Licht im Bereich des Infraroten absorbiert, was zu einem großen energetischen Durchlässigkeitswert führt. Außerdem verleiht es dem Glas eine gelbliche Färbung. Außerdem kann die Gegenwart von Nickel Schwierigkeiten bei der Herstellung des Glases hervorrufen (Bildung von Sulfaten, Nickelinklusion im Glas).
Vorteilhafterweise enthält das erfindungsgemäße Glas weniger als 1500 ppm, vorzugsweise weniger als 500 ppm an Mangan, ausgedrückt in Gewicht an MnO₂, bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases. Das Mangan in Form von MnO₂ weist einen oxidierenden Charakter auf, der den Redoxzustand des Eisens modifizieren kann und eine grünliche Nuance verleihen kann.
Vorzugsweise enthält das erfindungsgemäße Glas mehr als 2 Gew.-% an Magnesiumoxid MgO, bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases. Die Gegenwart von Magnesium ist für die Schmelze der Bestandteile bei der Herstellung des Glases vorteilhaft.
Vorteilhafterweise enthält das erfindungsgemäße Glas weniger als 30 ppm Selen, vorzugsweise weniger als 10 ppm Gewicht an Selen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases. Die Gegenwart von Selen kann dem Glas eine rosafarbene oder rote Färbung verleihen, die nicht erwünscht ist.
Es ist wünschenswert, dass das Glas keine fluorierten Bestandteile enthält oder wenigstens dass diese nicht mehr als 0,2 Gew.-% an F, bezogen auf das Gewicht des Glases, darstellen. Denn diese Verbindungen verursachen Ofenschlacken, die für die Umgebung schädlich sind, und wirken außerdem korrosiv für alle Keramikmaterialien, die das Innere des Herstellungsofens auskleiden.
Das gefärbte erfindungsgemäße Glas bildet vorzugsweise eine Verglasung für Kraftfahrzeuge. Es kann beispielsweise vorteilhafterweise als Seitenverglasung oder als Rückfenster des Kraftfahrzeugs verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Glas kann mit einer Schicht versehen sein. Beispielsweise kann es sich um eine Schicht aus metallischen Oxiden handeln, die seine Aufheizung durch Sonnenstrahlung vermindern und folglich auch diejenige des Innenraums eines Fahrzeuges, das ein derartiges Glas als Verglasung verwendet.
Die Gläser gemäß der vorliegenden Erfindung können über herkömmliche Verfahren hergestellt werden. Als Ausgangsstoffe kann man natürliche Stoffe verwenden, wiedergewonnenes Glas, Schlacken oder eine Kombination dieser Stoffe. Die Glasbe standteile werden nicht notwendigerweise in der angegebenen Form zugegeben, aber diese Art die Mengen der Bestandteile als Äquivalente in den angegebenen Formen anzugeben, entspricht der üblichen Praxis. In der Praxis wird das Eisen im Allgemeinen in Form von Eisenoxid, Kobalt in Form seines hydratisierten Sulfats wie CoSO₄ · 7 H₂O oder CoSO₄ · 6 H₂O zugegeben, Chrom in Form eines Bichromats wie K₂Cr₂O₇. Cer wird häufig als Oxid oder als Carbonat, Vanadium als Oxid oder als Natriumvanadat zugegeben. Falls Selen vorhanden ist, kann es in elementarer Form oder in Form eines Selenits wie Na₂SeO₃ oder ZnSeO₃ zugegeben werden.
Andere Bestandteile sind manchmal aufgrund von Verunreinigungen in den Ausgangsstoffen, die zur Herstellung des erfindungsgemäßen Glases verwendet werden, vorhanden, sei es in den natürlichen Stoffen, im wiedergewonnenen Glas oder in den Schlacken, die mehr und mehr verwendet werden, aber solange diese Verunreinigungen dem Glas keine Eigenschaften verleihen, die es außerhalb der vorstehend definierten Grenzen stellen, können diese Gläser als im Einklang mit der vorliegenden Erfindung stehend betrachtet werden.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele erläutert:
Beispiele 1 bis 75
Tabelle 1 zeigt beispielhaft und nicht einschränkend die Grundzusammensetzung des Glases. Es versteht sich, dass ein Glas, das die gleichen optischen und energetischen Eigenschaften aufweist, ebenfalls mit einer Grundzusammensetzung erhalten werden kann, die Mengen an Oxiden aufweist, die in den Bereichen für die Gewichtsprozente liegen, die zu Beginn der vorliegenden Beschreibung angegeben wurden.
Die Gläser gemäß den Beispielen enthalten weniger als 1 Gew.-% TiO₂, weniger als 0,1 % Ceo₂, weniger als 100 ppm NiO, weniger als 500 ppm MnO₂, weniger als 30 ppm Se, mehr als 2% MgO. Sie weisen einen mittleren Ausbeuteindex an Farben 1c bei 4 mm von mehr als (-0,59 P + 81) auf. Der genaue Wert von I_C ist jedes Mal erwähnt, sofern er verfügbar war.
Ohne gegenteilige Angabe enthalten die Gläser gemäß den Beispielen weniger als 10 ppm V₂O₅.
Tabelle 1:
Die folgenden Tabellen geben die Konzentrationen der Bestandteile, sowie die optischen und energetischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Gläser an. Die Konzentrationen wurden mittels Röntgenfluoreszenz des Glases bestimmt und in die entsprechenden angegebenen molekularen Spezies umgewandelt.
Der Wert der Lichtdurchlässigkeit T_X des hergestellten Glases bei einer Dicke x kann in einen Wert der Lichtdurchlässigkeit T_y mit einer Dicke y durch die folgende Formel umgewandelt werden:
Tabellen II-XIV:

Claims

Gefärbtes Natron-Kalk-Glas, das umfaßt: – Eisen in einer Menge, die, ausgedrückt als Fe₂O₃, bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases zwischen 0,5 und 0,9 % liegt (Menge an gesamten Eisen) – Ferroeisen in einer Menge, die, ausgedrückt als Gewicht der Atome an Fe²⁺, bezogen auf das Gesamtgewicht an Eisenatomen, die im Glas vorhanden sind, zwischen 25 und 45 % liegt (Verhältnis Fe²⁺/Fe-Gesamt) – Kobalt in einer Menge, die, ausgedrückt als Gewicht an Kobalt, bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases 5 ppm beträgt, – Chrom und/oder Vanadium – weniger als 500 ppm Mangan, ausgedrückt als Gewicht an MnO₂, bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases, und wobei das Glas – eine Lichtdurchlässigkeit, gemessen unter der Lichtquelle A und berechnet für eine Dicke von 4 mm, die zwischen 20 und 60% liegt (TLA4) – eine energetische Durchlässigkeit, gemessen nach der Moon-Verteilung und berechnet für eine Dicke von 4 mm, zwischen 10 und 50% (TE4) und – eine dominierende Transmissionswellenlänge λ_D von weniger als 491 nm aufweist.
Gefärbtes Natron-Kalk-Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an gesamten Eisen weniger als oder gleich 0,89%, vorzugsweise weniger als oder gleich 0,88% ist.
Gefärbtes Natron-Kalk-Glas nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an gesamten Eisen wenigstens 0,7%, vorzugsweise wenigstens 0,75% beträgt.
Natron-Kalk-Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an Kobalt weniger als oder gleich 300 ppm ist.
Natron-Kalk-Glas nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an Kobalt zwischen 20 und 200 ppm liegt, vorzugsweise zwischen 60 und 120 ppm.
Natron-Kalk-Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an Chrom mehr als 10 ppm, vorzugsweise mehr als 20 ppm, ausgedrückt als Gewicht an Cr₂O₃, bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases, beträgt.
Natron-Kalk-Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an Chrom weniger als oder gleich 300 ppm ist, vorzugsweise weniger als oder gleich 250 ppm, ausgedrückt als Gewicht an Cr₂O₃, bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases.
Natron-Kalk-Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas Vanadium in einer Menge umfaßt, die, ausgedrückt als Gewicht an V₂O₅, bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases, zwischen 50 und 500 ppm liegt.
Natron-Kalk-Glas nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass seine Lichtdurchlässigkeit TLA4 zwischen 25 und 55%, vorzugsweise zwischen 38 und 52% beträgt.
Natron-Kalk-Glas nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass seine energetische Durchlässigkeit TE4 zwischen 15 und 40%, vorzugsweise zwischen 22 und 34% beträgt.
Gefärbtes Natron-Kalk-Glas nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Selektivität von mehr als 1,2, vorzugsweise von mehr als 1,35 aufweist.
Natron-Kalk-Glas nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass seine dominierende Transmissionswellenlänge λ_D weniger oder gleich 490 nm ist.
Natron-Kalk-Glas nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass seine Transmissionsanregungsreinheit mehr als 5%, vorzugsweise mehr als 10% beträgt.
Natron-Kalk-Glas nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es weniger als 2%, vorzugsweise weniger als 1 % Titan, ausgedrückt als Gewicht an TiO₂, bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases, enthält.
Natron-Kalk-Glas nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es weniger als 0,1 %, ausgedrückt als Gewicht an TiO₂, bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases, enthält.
Natron-Kalk-Glas nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es weniger als 2%, vorzugsweise weniger als 1 % Cer, ausgedrückt als Gewicht an CeO₂, bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases, enthält.
Natron-Kalk-Glas nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es weniger als 200 ppm, vorzugsweise weniger als 100 ppm Nickel, ausgedrückt als Gewicht an NiO, bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases, enthält.
Natron-Kalk-Glas nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mehr als 2 Gewichts-% an Magnesiumoxid (MgO), bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases enthält.
Natron-Kalk-Glas nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es weniger als 30 ppm Selen, vorzugsweise weniger als 10 ppm an Selen-Gewicht, bezogen auf das Gesamtgewicht des Glases enthält.
Natron-Kalk-Glas nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Schicht überzogen ist.