DE69429321T2

DE69429321T2 - Glaszusammensetzung

Info

Publication number: DE69429321T2
Application number: DE69429321T
Authority: DE
Inventors: G. Baker; Joseph Cheng; L. Higby; E. Penrod
Original assignee: Libbey Owens Ford Co
Current assignee: Pilkington North America Inc
Priority date: 1993-04-27
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 2002-08-14
Anticipated expiration: 2014-04-29
Also published as: US5523263A; US5641716A; EP0648195A4; ES2169072T3; CN1042826C; FI946096A0; WO1994025407A1; BR9405243A; AU6715394A; EP0648195B1; CN1110476A; JPH07508492A; CZ287734B6; EP0648195A1; MX9403013A; DE69429321D1; CZ327594A3; PL306838A1; AU678011B2; ATE210095T1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft Ultraviolett- und Infrarot-Strahlung absorbierende Natronkalk-Silica-Glaszusammensetzungen, die Oxide von Eisen und Titan enthalten, und die Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzungen und zur Herstellung von Glasgegenständen daraus. Insbesondere betrifft die Erfindung neutrale, im Allgemeinen grünfarbige Glaszusammensetzungen mit einer bestimmten Kombination von Energieabsorptions- und Lichtdurchlässigkeits-Eigenschaften. Das bevorzugte Glas hat eine eng definierte vorherrschende Wellenlänge und Farbreinheit. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere brauchbar zur Herstellung von Kraftfahrzeug- und Bauwerks- Verglasungen, bei denen eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht und eine geringe Gesamtsonnenenergie- und Ultraviolettstrahlungs-Durchlässigkeit erwünscht sind.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Es ist allgemein bekannt, Wärme- oder Infrarot-Strahlung absorbierendes Natronkalk-Silica-Glas herzustellen, indem man darin Eisen inkorporiert. Das Eisen liegt in dem Glas im Allgemeinen sowohl als Eisen(II)oxid (FeO) als auch als Eisen(111)oxid (Fe&sub2;O&sub3;) vor. Die Ausgewogenheit zwischen Eisen(II)- und Eisen(III)oxid hat eine unmittelbare und materielle Auswirkung auf die Farbe und die Durchlässigkeitseigenschaften des Glases. Wenn der Eisen(II)oxid-Gehalt erhöht wird (als ein Ergebnis einer chemischen Reduktion von Eisen(III)oxid), nimmt die Infrarot-Absorption zu, und die Ultraviolett-Absorption nimmt ab. Die Verschiebung zu einer höheren Konzentration an FeO im Verhältnis zu dem Fe&sub2;O&sub3; verursacht auch eine Veränderung der Farbe des Glases von Gelb oder Gelbgrün zu einem dunkleren Grün oder Blaugrün, was die Durchlässigkeit des Glases im sichtbaren Bereich verringert. Im Stand der Technik wurde es daher für notwendig erachtet, um im Glas eine größere Infrarot-Absorption zu erhalten, ohne Durchlässigkeit im sichtbaren Bereich zu opfern, Glas mit einem geringen Gehalt an Gesamteisen, das stark von Fe&sub2;O&sub3; zu FeO reduziert ist, herzustellen.
Das US-Patent Nr. 2 860 059 offenbart eine ultraviolett absorbierende Glaszusammensetzung mit einer geringen Gesamteisen-Konzentration, die als den grünlich-blauen Gläsern, die im Allgemeinen bei Kraftfahrzeug- und Bauwerks-Verglasungen verwendet werden, hinsichtlich Durchlässigkeit für sichtbares Licht überlegen beschrieben wird. Der maximale Eisengehalt ist 0,6 Gewichtsprozent, damit das Glas sein farbloses Aussehen und seine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht behält. Dem Glas werden Titandioxid und bis zu 0,5 Gewichtsprozent Cer(IV)oxid zugegeben, zu dem Zweck, Ultraviolettstrahlungs-Absorption zu schaffen.
Das US-Patent Nr. 1 936 231 offenbart ein farbloses Glas, bei dem Eisen(III)oxid als ein Ultraviolettstrahlungs-Abhaltemittel in so kleinen Mengen zugegeben wird, dass das sich ergebende Glas seine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht behält. Der vorgeschlagene Gesamteisengehalt ist näherungsweise 0,35 Gewichtsprozent. Das Patent offenbart außerdem, dass Cer- Verbindungen als Ultraviolettstrahlungs-Abhaltemittel Glaszusammensetzungen, die wenig Gesamteisen enthalten, zugegeben werden können. So behalten die sich ergebenden Glaszusammensetzungen ihre Eigenschaften eines farblosen Aussehens und einer hohen Durchlässigkeit für sichtbares Licht.
Das US-Patent Nr. 4 792 536 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Infrarotenergie absorbierenden Glases, das eine Konzentration an Gesamteisen, die stark zu FeO reduziert ist, enthält. Es ist außerdem offenbart, dass durch Einbeziehen größerer Mengen an Gesamteisen in die Glaszusammensetzung die Infrarotenergie-Absorption erhöht werden kann, aber es wird angegeben, dass die Durchlässigkeit für sichtbares Licht dadurch auf Werte unterhalb der Niveaus verringert würde, die für Kraftfahrzeug-Verglasungen für geeignet erachtet werden. Das offenbarte Verfahren verwendet eine zweistufige Schmelz- und Läuter-Vorgehensweise, die stark reduzierende Bedingungen schafft, um die Menge an Eisen im Eisen(II)-Zustand, für eine gegebene Gesamteisen-Konzentration von 0,45 bis 0,65 Gewichtsprozent, zu erhöhen. Das Patent lehrt, dass das Eisen mindestens zu 35% zu FeO reduziert sein muss. Besonders bevorzugt müssen mehr als 50% des Gesamteisen-Gehalts zum Eisen(II)-Zustand reduziert sein. Es ist außerdem offenbart, dass zum Zweck der Absorption von Ultraviolettstrahlung 0,25 bis 0,5 Gewichtsprozent Cer(IV)oxid sowie Mengen an TiO&sub2;, V&sub2;O&sub5; und MoO&sub3; zu Glaszusammensetzungen, die stark reduziertes Eisen in niedriger Gesamteisen-Konzentration enthalten, zugegeben werden können.
Das US-Patent Nr. 5 077 133 offenbart ein grünfarbiges Wärme absorbierendes Glas, das Ceroxid als einen Ultraviolettstrahlung absorbierenden Bestandteil enthält. Gemäß einer alternativen Ausführungsform dieses Patents kann ein Teil des Ceroxid-Gehalts gegen eine Menge an TiO&sub2; ersetzt werden. Die Glaszusammensetzung enthält einen relativ hohen Gesamteisen-Gehalt, d. h. im Bereich von 0,7 bis etwa 1,25 Gewichtsprozent.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine neutrale, im Allgemeinen grün farbige Glaszusammensetzung mit einem Durchlässigkeitswert für sichtbares Licht der Lichtart A von mindestens 70%, einer Gesamtsonnenenergie- Durchlässigkeit von nicht größer als etwa 46% und einer Durchlässigkeit für Ultraviolettstrahlung von nicht größer als etwa 38% und bevorzugt nicht größer als etwa 36% bei Glasdicken von etwa 3 mm bis 5 mm, bereitgestellt.*
* Es versteht sich, dass mit dieser Angabe der Glasdicke die Gesamtglasdicke gemeint ist, und die Verglasungseinheit, welche diese aufweist, kann aus einer einzigen Glasscheibe oder aus zwei oder mehreren Glasscheiben zusammengesetzt sein, deren Gesamtdicke in dem angegebenen Bereich liegt. Auch basieren hierin offenbarte Strahlungsdurchlässigkeits-Werte auf den folgenden Wellenlängenbereichen: ultraviolett 300-400 nm
sichtbar 400-770 nm
gesamtsolar 300-2130 nm
Die Zusammensetzung weist ein Glas auf Natronkalk-Silica-Basis auf und enthält als wesentliche Bestandteile Färbemittel aus von etwa 0,4 bis 0,9 Gewichtsprozent Fe&sub2;O&sub3;, 0,1 bis 0,5 Gewichtsprozent FeO, 0,25 bis 1,25 Gewichtsprozent TiO&sub2;, wobei die FeO-Gewichtsprozente eine prozentuale Reduktion von Gesamteisen, ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;, von etwa 19% bis nicht mehr als 50% darstellen. Diese Gläser haben eine vorherrschende Wellenlänge der Lichtart C von 495 bis 535 nmn und eine Farbreinheit von etwa 2% bis 5%. Sie werden aus Gemengezusammensetzungen mit einer Gesamteisen-Konzentration, ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;, oberhalb etwa 0,45% hergestellt. In diesem Zusammenhang ist es in der Glasindustrie üblich, das gesamte Eisen, das in einer Glaszusammensetzung oder einem Glasgemenge enthalten ist, als "Gesamteisen ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;" zu bezeichnen. Wenn ein Glasgemenge geschmolzen wird, wird jedoch einiges dieser Menge an Gesamteisen zu FeO reduziert, während der Rest Fe&sub2;O&sub3; bleibt. Das Verhältnis zwischen Eisen(II)- und Eisen(III)oxiden in der Schmelze ist ein Ergebnis des Oxidations-Reduktions- Gleichgewichts und wird hierin und in den anhängenden Ansprüchen als der "Eisenwert" bezeichnet. Die Reduktion von Fe&sub2;O&sub3; erzeugt nicht nur FeO, sondern auch Sauerstoffgas, was das vereinte Gewicht der zwei Eisenverbindungen in dem sich ergebenden Glasprodukt verringert. Folglich wird das vereinte Gewicht des in einer sich ergebenden Glaszusammensetzung tatsächlich enthaltenen FeO und Fe&sub2;O&sub3; geringer sein als das Gemengegewicht des Gesamteisens ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;. Aus diesem Grund versteht es sich, dass "Gesamteisen" oder "Gesamteisen ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;; wie es hierin und in den anhängenden Ansprüchen verwendet wird, das Gesamtgewicht an Eisen, das vor der Reduktion in dem Glasgemenge enthalten ist, bedeutet. Es versteht sich außerdem, dass "Eisenwert" wie hierin und in den anhängenden Ansprüchen verwendet, definiert ist als der Gewichtsprozentsatz Eisen(II)oxid in dem sich ergebenden Glas dividiert durch den Gewichtsprozentsatz an Gesamteisen ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;.
Die Glaszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind besonders geeignet für die Herstellung von lnfrarotenergie und Ultraviolettstrahlung absorbierendem Glas für Kraftfahrzeug- und Bauwerks-Verglasungen. So können Glasscheiben dieser Zusammensetzung hitzegehärtet oder getempert werden oder abwechselnd gekühlt und mittels einer dazwischen gelegten transparenten Harzschicht, die beispielsweise aus Polyvinylbutyral besteht, zusammenlaminiert und, beispielsweise, als eine Windschutzscheibe verwendet werden. Im Allgemeinen sind die Glasscheiben zur Verwendung als Windschutzscheibe von einer Dicke im Bereich von etwa 1,7 mm bis etwa 2,5 mm, während die getemperten und als Seitenlichter oder Rücklichter verwendeten in dem Bereich von etwa 3 mm bis etwa 5 mm Dicke sind.
Wenn nichts Anderes angegeben ist, bedeutet der Begriff (%), wie er hierin und in den anhängenden Ansprüchen verwendet wird, Gewichtsprozent (%). Zur Bestimmung der Gewichtsprozente an TiO&sub2; und an Gesamteisen ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3; wurde wellenlängendispersive Röntgenstrahlfluoreszenz verwendet. Die prozentuale Reduktion des Gesamteisens wurde bestimmt, indem zuerst die Strahlungstransmission einer Probe bei einer Wellenlänge von 1060 nm unter Verwendung eines Spektrofotometers gemessen wurde. Der Transmissionswert bei 1060 nm wurde dann zur Berechnung der optischen Dichte verwendet, wobei die folgende Formel verwendet wurde:
optische Dichte = log&sub1;&sub0; T&sub0;/T
(To = 100 minus geschätzter Verlust durch Reflexion = 92; T = Transmission bei 1060 nm)
Die optische Dichte wurde dann zur Berechnung der prozentualen Reduktion verwendet:
prozentuale Reduktion = (1101 · (optische Dichte)/(Glasdicke in mm) x (Gew.-% Gesamt-Fe&sub2;O&sub3;)

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Zur Verwendung als eine Kraftfahrzeug-Windschutzscheibe muss Infrarotenergie und Ultraviolettstrahlung absorbierendes Glas Bundesvorschriften erfüllen, die eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht der Lichtart A von größer als 70% verlangen. Die dünneren Gläser, die in modernen Kraftfahrzeugen verwendet werden, haben es leichter gemacht, den Lichtart A-Standard von 70% zu erreichen, haben aber auch zu erhöhter Durchlässigkeit für Infrarotenergie und Ultraviolettstrahlung geführt. Folgleich waren die Kraftfahrzeug-Hersteller gezwungen, die größere Wärmebelastung durch geeignete Klimaanlagen- Auslegung auszugleichen, und sie sind genötigt, mehr Ultraviolettstrahlungs- Stabilisatoren in Stoffe und Innenraum-Kunststoffbauteile einzubauen, um ihre Verschlechterung zu verhindern.
Die Glaszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung zeigen, wenn sie in einer Gesamtglasdicke von etwa 3 mm bis 5 mm hergestellt werden, einen Durchlässigkeitswert für sichtbares Licht der Lichtart A von mindestens 70%, und zeigen sehr wünschenswerte Durchlässigkeitswerte für lnfrarotenergie und Ultraviolettstrahlung zusammengenommen. Die Gesamtsonnenenergie- Durchlässigkeit der Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung ist bei ausgewählten Glasdicken im Bereich von 3 mm bis 5 mm nicht größer als etwa 46%. Bevorzugt ist die Gesamtsonnenenergie-Durchlässigkeit bei diesen Dicken nicht größer als etwa 45%. Die Gesamtsonnenenergie-Durchlässigkeit ist ein Maß für die Sonnenenergie-Durchlässigkeit über alle Sonnenenergie- Wellenlängen. Sie ist ein integrierter Term, der die Fläche unter der Kurve Durchlässigkeit gegen Wellenlänge für sichtbare, Infrarotenergie- und Ultraviolettenergie-Wellenlängen abdeckt. Die Ultraviolettstrahlungs-Durchlässigkeit der Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung ist nicht größer als etwa 38% bei ausgewählten Galsdicken im Bereich von 3 mm bis 5 mm, und im Allgemeinen nicht größer als etwa 36%. Der Ultraviolettstrahlungs-Durchlässigkeitswert ist ein integrierter Term, der die Fläche unter der Kurve Durchlässigkeit gegen Wellenlänge für Wellenlängen zwischen 300 und 400 nmn darstellt. Es versteht sich natürlich für Fachleute, dass die spezielle Zusammensetzung innerhalb der vorher angegebenen Zusammensetzungsbereiche der Erfindung darauf zugeschnitten wird, die obigen gewünschten Eigenschaften bei der speziellen gewünschten Dicke hervorzubringen.
Geeignete Gemengematerialien gemäß der vorliegenden Erfindung, die mittels konventioneller Glasgemengebestandteils-Mischvorrichtungen vermischt werden, umfassen Sand, Kalkstein, Dolomit, Sodaasche, Salzkuchen oder Gips, Polierrot (Rouge), Kohlenstoff und eine Titanverbindung wie Titandioxid. In diesem Zusammenhang und gemäß einer wichtigen Ausführungsform dieser Erfindung wurde überraschend herausgefunden, dass die Verwendung von Ilmenit als die Quelle für Titan besonders vorteilhaft ist, indem er zumindest eine Teilmenge des Fe&sub2;O&sub3; sowie Titandioxid liefert. Diese Gemengematerialien werden in einem konventionellen Glasherstellungsofen passend zusammengeschmolzen, um eine neutrale, im Allgemeinen grünfarbige, Infrarotenergie und Ultraviolettstrahlung absorbierende Glaszusammensetzung zu bilden, die danach in einem Floatglasverfahren kontinuierlich auf das Bad aus geschmolzenem Metall gegossen werden kann. Das dergestalt hergestellte Flachglas kann zu Bauwerks-Verglasungen geformt werden oder zu Kraftfahrzeug- Verglasungen geschnitten und geformt werden, wie beispielsweise durch Presswölben.
Wie oben angegeben, hat das Mineral Ilmenit, Eisentitantrioxid (FeTiO&sub3;), als ein Glasgemenge-Inhaltsstoff gegenüber Titandioxid von Pigmentqualität (Titandioxid TiO&sub2;) mehrere Vorteile. So, im Hinblick insbesondere auf die Handhabung, kommt Ilmenit in der Natur als Detrituskörner von Sandgröße vor, während Titandioxid ein teures, künstlich hergestelltes, feines Pulver ist. Ilmenit- Körner fließen frei als Reaktion auf die Schwerkraft und haben im Wesentlichen denselben Gleitwinkel wie Quarzsand. Da die Teilchengröße von Ilmenit in demselben Teilchengrößenbereich ist wie die der anderen Glasgemenge-Inhaltsstoffe, homogenisiert er gut in dem Gemenge-Nassmischer und entmischt sich nicht. Feine Titandioxid-Pulver fließen nicht frei wegen zusammenhaltender molekularer Anziehungskräfte wie von der Waals-Kraft. Entmischung und Homogenisierung sind Probleme, die wegen des extremen Teilchengrößen-Unterschieds zwischen dem Titandioxid-Pulver und den Glasgemenge-Bestandteilen auftreten. Feine Pulver sind schwieriger zu wiegen und in das Wiegehaus zu überführen, was zu chemischer Veränderung des Glases führt. Schlechtes Vermischen führt zu Glasqualitätsproblemen und erhöht die chemische Veränderung des Glases.
Außerdem ist die Verwendung von Ilmenit unter Schmelz- und Chemie- Standpunkten vorteilhaft. Die Ilmenitkörner sind schwarz, Wärme absorbierend und gehen in der Glasschmelze leicht in Lösung. Das Titandioxid-Pulver ist weiß, Wärme reflektierend, und erfordert daher zusätzliche Energie, um in Lösung zu gehen. Das Titandioxid-Pulver wäre, wenn es wegen schlechten Mischens oder Fließproblemen agglomeriert wäre, noch schwieriger zu schmelzen.
Die Anwesenheit von Oxiden im reduzierten Zustand verbessert die Stabilität der Schmelze und wurde mit guter Glasqualität korreliert. Ilmenit enthält typischerweise bis zu 50% FeO, was bei der Reduktion der Glasschmelze und beim Steuern der optischen Eigenschaften des Glases hilft. Zur Zeit wird Kohlenstoff zur Steuerung des Oxidationszustands des Glases verwendet. Ilmenit verbessert die Steuerung des Oxidationszustands wegen viel größerer Stabilität bei höheren Temperaturen. Der Kohlenstoff wird zu Kohlendioxid umgesetzt, während das in dem Ilmenit vorhandene Eisen und Titan ohne irgendwelche Verflüchtigung unmittelbar in das Glas überführt werden.
Die Zusammensetzung des geschmolzenen und gegossenen Natronkalk-Silica-Glases gemäß der Erfindung weist auf:
A) von etwa 65 bis etwa 80 Gewichtsprozent SiO&sub2;,
B) von etwa 10 bis etwa 20 Gewichtsprozent Na&sub2;O,
C) von 0 bis etwa 10 Gewichtsprozent K&sub2;O,
D) von etwa 1 bis etwa 10 Gewichtsprozent MgO,
E) von etwa 5 bis etwa 15 Gewichtsprozent CaO,
F) von 0 bis etwa 5 Gewichtsprozent Al&sub2;O&sub3;,
G) von 0 bis etwa 5 Gewichtsprozent BaO,
H) von etwa 0,4 bis etwa 0,9 Gewichtsprozent Fe&sub2;O&sub3;,
I) von etwa 0,1 bis etwa 0,5 Gewichtsprozent FeO, wobei dieser Prozentsatz FeO eine prozentuale Reduktion von Gesamteisen in dem Gemenge von etwa 19% bis nicht mehr als 50% (Eisenwert) darstellt, und
J) etwa 0,25 bis etwa 1,25 Gewichtsprozent TiO&sub2;.
Bevorzugt besteht die sich ergebende Glaszusammensetzung im Wesentlichen aus:
A) von etwa 70 bis etwa 74 Gewichtsprozent SiO&sub2;,
B) von etwa 12 bis etwa 14 Gewichtsprozent Na&sub2;O,
C) von 0 bis etwa 1 Gewichtsprozent K&sub2;O,
D) von etwa 3 bis etwa 4 Gewichtsprozent MgO,
E) von etwa 6 bis etwa 10 Gewichtsprozent CaO,
F) von 0 bis etwa 2 Gewichtsprozent Al&sub2;O&sub3;,
G) von etwa 0,45 bis etwa 0,9 Gewichtsprozent Fe&sub2;O&sub3;,
H) von etwa 0,1 bis etwa 0,3 Gewichtsprozent FeO, wobei dieser Prozentsatz FeO eine prozentuale Reduktion von Gesamteisen in dem Gemenge von etwa 20% bis nicht mehr als 29% (Eisenwert) darstellt, und
I) von etwa 0,25 bis etwa 1 Gewichtsprozent TiO&sub2;, wobei das Glas frei ist von weiteren Bestandteilen, außer vielleicht Spuren restlicher Schmelzhilfen und/oder Verunreinigungen, die keine Auswirkung auf die Eigenschaften des Glases haben.
Für eine nominelle Glasdicke von 4 mm würde der Fe&sub2;O&sub3;-Gehalt dieses Glases von etwa 0,6 bis etwa 0,9 Gewichtsprozent sein.
Siliciumdioxid bildet die Glasmatrix. Natriumoxid, Kaliumoxid, Magnesiumoxid und Calciumoxid wirken als Flussmittel, um die Schmelztemperatur des Glases zu verringern. Aluminiumoxid reguliert die Viskosität des Glases und verhindert Entglasung. Darüber hinaus wirken das Magnesiumoxid, Calciumoxid und Aluminiumoxid zusammen, um die Festigkeit des Glases zu verbessern. Salzkuchen oder Gips wirkt als Läutermittel, während Kohlenstoff ein bekanntes Reduktionsmittel ist.
Eisen wird typischerweise als Polierrot oder Fe&sub2;O&sub3;, aber bevorzugt zumindest zum Teil als Ilmenit, zugegeben und wird teilweise zu FeO reduziert. Die Gesamtmenge an Eisen in dem Gemenge ist kritisch und muss gleich etwa 0,45 bis etwa 1 Gewichtsprozent, bevorzugt etwa 0,6 bis 1,0 Gewichtsprozent, ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;, sein. Gleichermaßen ist der Reduktionsgrad oder Eisenwert wichtig und sollte gleich zwischen 19% und 50%, bevorzugt zwischen 20% und 29%, sein. Die vorgenannten Bereiche für Gesamteisen und den Reduktionsgrad von Eisen(III) zu Eisen(II) führen zu Konzentrationen von etwa 0,4 bis etwa 0,9 Gewichtsprozent Fe&sub2;O&sub3; und von etwa 0,1 bis etwa 0,5 Gewichtsprozent FeO in dem Glas. Wenn das Eisen stärker reduziert wird als der genannte Betrag, wird das Glas zu dunkel werden, und die Durchlässigkeit für sichtbares Licht der Lichtart A wird unterhalb 70% fallen. Außerdem wird der Glasgemenge-Schmelzvorgang zunehmend schwierig, weil die erhöhte Menge an FeO das Eindringen von Wärme in das Innere der Schmelze verhindert. Wenn das Eisen weniger reduziert wird als die genannte Menge, oder wenn eine niedrigere Gesamtmenge an Eisen verwendet wird, dann kann die Gesamtsonnenenergie-Durchlässigkeit für ein Glas einer gewünschten Dicke auf über etwa 46% ansteigen. Schließlich wird, wenn eine höhere Menge an Gesamteisen als die genannte Menge verwendet wird, weniger Wärme in der Lage sein, in das Innere der Schmelze einzudringen, und der Gemenge- Schmelzvorgang wird zunehmend schwieriger werden.
Darüber hinaus ist die Konzentration des Titanoxid-Ultraviolettstrahlungs- Absorbers, im Zusammenwirken mit dem Eisen, kritisch für die Ausgewogenheit der Durchlässigkeits-Eigenschaften. Das Titanoxid muss in einer Konzentration von etwa 0,25 bis etwa 1,25 Gewichtsprozent, bevorzugt von etwa 0,25 bis etwa 1,0%, und besonders bevorzugt von etwa 0,4 bis etwa 0,9%, anwesend sein. Eine höhere Konzentration an Titanoxid würde eine Farbverschiebung in Richtung Gelb-Grün, und eventuell zu einer kommerziell nicht annehmbaren Farbe, verursachen. Eine niedrigere Konzentration an Titanoxid würde die Ultraviolettstrahlungs-Durchlässigkeit unannehmbar hoch machen. Wie man sehen kann, besteht die synergistische Wirkung der kritischen Konzentrationsgrenzen für das Eisen und Titanoxid und des gewünschten Reduktionsgrads von Fe&sub2;O&sub3; zu FeO darin, eine neutrale, im Allgemeinen grünfarbige Glaszusammensetzung mit einer Durchlässigkeit für sichtbares Licht der Lichtart A von größer als 70%, einer Gesamtsonnenenergie-Durchlässigkeit von nicht größer als etwa 46% und einer Ultraviolettstrahlungs-Durchlässigkeit von nicht größer als etwa 38%, bevorzugt weniger als etwa 36%, zu erzeugen.
Darüber hinaus ist das Glas der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet durch eine vorherrschende Wellenlänge der Lichtart C von etwa 498 bis etwa 535 nm und zeigt eine Farbreinheit von etwa 2% bis etwa 5% und fast immer von 2% bis 4%. Die Reinheit einer Kraftfahrzeug-Sichtverglasung ist ein wichtiger Parameter und sollte auf einem so niedrigen Niveau wie durchführbar gehalten werden. Blaues Glas, zum Vergleich, hat eine Reinheit von bis zu etwa 10% und ist daher als eine Kraftfahrzeug-Sichtverglasung weniger wünschenswert. Ausgedrückt in verschiedenen Parametern muss das Glas gemäß dieser Erfindung eine Farbe haben, die durch das CIELAB-System wie folgt definiert wird: a* = -10±10, b* = 4±5, und L = 89±10. Bevorzugt zeigt das Glas Werte von: a* = -8±4, b* = 2+3/-2, L = 89±2.

Beispiele 1-7

Typische Natronkalk-Silica-Glasgemengebestandteile wurden zusammen mit Polierrot, einem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel und einer Titanverbindung, beispielsweise Ilmenit, gemischt und geschnnolzen, um 4 mm dicke Testproben gemäß der Erfindung herzustellen. Die sich ergebenden Glasproben sind wie folgt gekennzeichnet: Glaseigenschaften bei 4 mm
Die vollständige Zusammensetzung des Glases von Beispiel 4 ist wie folgt (Gewichtsprozent): SiO&sub2;-73,0, Na&sub2;O-13,9, CaO-7, 8, MgO-3, 4, Fe&sub2;O&sub3;-0,767, TiO&sub2;-0,654, Al&sub2;O&sub3;-0,345 und K&sub2;O-0,08.
Die Gemengezusammensetzung für das Glas von Beispiel 7 wies auf (Gewichtsteile); Sand-145, Kalkstein-11, Dolomit-33, Soda-Asche-50, Gips-1, Polierrot-0,67, Ilmenit-2,25 und Kohlenstoff-0,05. Die sich ergebende vollständige Glaszusammensetzung ist wie folgt (Gewichtsprozent): SiO&sub2;-73,25, Fe&sub2;O&sub3;-0,697, Al&sub2;O&sub3;-0,168, TiO&sub2;-0,70, CaO-7,786, MgO-3,44, Na&sub2;O -13,92 und K&sub2;O-0,038.
Diese Beschreibung der Erfindung wurde unter Bezugnahme auf spezielle Beispiele durchgeführt, aber es versteht sich, dass man auf Variationen und Abwandlungen, wie sie Fachleuten bekannt sind, zugreifen kann, ohne vom Umfang der Erfindung, wie er durch die nachfolgenden Ansprüche definiert ist, abzuweichen.

Claims

1. Neutrale, im Allgemeinen grün farbige Natronkalk-Silica-Glaszusammensetzung mit einem Färbemittel-Anteil, der ausschließlich aus etwa 0,4 bis etwa 0,9 Gewichtsprozent Fe&sub2;O&sub3;, etwa 0,1 bis etwa 0,5 Gewichtsprozent FeO und etwa 0,25 bis 1,25 Gewichtsprozent TiO&sub2; besteht, wobei die FeO- Gewichtsprozente eine prozentuale Reduktion von Gesamteisen, ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;, von etwa 19% bis nicht mehr als 50% darstellen, wobei das Glas eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht der Lichtart A von größer als 70%, eine Gesamtsonnenenergie-Durchlässigkeit von nicht mehr als etwa 46% und eine Durchlässigkeit für Ultraviolett-Strahlung von nicht mehr als 38% hat, wobei die Durchlässigkeitswerte für eine Glasdicke von etwa 3 mm bis etwa 5 mm angegeben sind.

2. Glas wie in Anspruch 1 definiert, mit einer durch die folgenden CIELAB- Werte definierten Farbe: a* = -10±10; b* = 4±5; L = 89 ± 10.

3. Glas mit einem Färbemittel-Anteil wie in Anspruch 1 definiert, der ausschließlich aus etwa 0,45 bis etwa 0,9 Gewichtsprozent Fe&sub2;O&sub3;, etwa 0,1 bis etwa 0,3 Gewichtsprozent FeO und etwa 0,25 bis etwa 1 Gewichtsprozent TiO&sub2; besteht.

4. Glas mit einem Färbemittel-Anteil wie in Anspruch 3 definiert, der ausschließlich aus etwa 0,6 bis etwa 0,9 Gewichtsprozent Fe&sub2;O&sub3;, etwa 0,1 bis etwa 0,3 Gewichtsprozent FeO und etwa 0,4 bis etwa 0,9 Gewichtsprozent TiO&sub2; besteht.

5. Glas wie in Anspruch 3 definiert, bei dem die FeO-Gewichtsprozente eine prozentuale Reduktion von Gesamteisen, ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;, von etwa 20% bis etwa 29% darstellen.

6. Glas wie in Anspruch 3 definiert, mit einer durch die folgenden CIELAB- Werte definierten Farbe: a* = -8±4; b* = 2 + 3/-2; L = 89±2.

7. Neutrale, im Allgemeinen grün farbige Natronkalk-Silica-Glaszusammensetzung mit einem Färbemittel-Anteil, der aus etwa 0,6 bis etwa 0,9 Gewichtsprozent Fe&sub2;O&sub3;, etwa 0,1 bis etwa 0,3 Gewichtsprozent FeO und etwa 0,4 bis etwa 0,9 Gewichtsprozent TiO&sub2; besteht wobei das Glas eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht der Lichtart A von größer als 70%, eine Gesamtsonnenenergie-Durchlässigkeit von nicht mehr als etwa 46% und eine Durchlässigkeit für Ultraviolett-Strahlung von nicht mehr als etwa 38% bei einer nominellen Dicke von 4 mm hat.

8. Glas wie in Anspruch 7 definiert, bei dem die FeO-Gewichtsprozente eine prozentuale Reduktion von Gesamteisen, ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;, von etwa 20% bis etwa 29% darstellen.

9. Glas wie in Anspruch 8 definiert, mit einer Gesamtsonnenenergie-Durchlässigkeit von nicht mehr als 45% und einer Durchlässigkeit für Ultraviolett- Strahlung von nicht mehr als etwa 36% bei einer nominellen Dicke von 4 mm.

10. Neutrales, im Allgemeinen grünfarbiges Glas mit einer Ausgangs-Glaszusammensetzung, die, in Gewichtsprozent, aufweist:

SiO&sub2; 65-80

Na&sub2;O 10-20

CaO 5-15

MgO 1-10

Al&sub2;O&sub3; 0-5

K&sub2;O 0-10

BaO 0-5

und ggf. Spuren von Schmelz- und Läuter-Hilfsstoffen und Färbemittel, die ausschließlich bestehen aus: Fe&sub2;O&sub3; 0,4 - 0,9 Gewichtsprozent

FeO 0,1 - 0,5 Gewichtsprozent

TiO&sub2; 0,25-1, 25 Gewichtsprozent,

wobei das Glas eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht der Lichtart A von größer als 70%, eine Gesamtsonnenenergie-Durchlässigkeit von nicht mehr als etwa 46% und eine Durchlässigkeit für Ultraviolett-Strahlung von nicht mehr als etwa 38% bei einer nominellen Glasdicke von 3 mm bis 5 mm hat.

11. Neutrales, im Allgemeinen grün farbiges Glas mit einer Ausgangs-Glaszusammensetzung, die, in Gewichtsprozent, aufweist:

SiO&sub2; 70-74

Na&sub2;O 12-14

CaO 6-10

MgO 3-4

Al&sub2;O&sub3; 0-2

K&sub2;O 0-1

und ggf. Spuren von Schmelz- und Läuter-Hilfsstoffen, und Färbemittel, die ausschließlich bestehen aus:

Fe&sub2;O&sub3; 0,45 - 0,9 Gewichtsprozent,

FeO 0,1 - 0,3 Gewichtsprozent,

TiO&sub2; 0,25-1 Gewichtsprozent,

wobei das Glas eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht der Lichtart A von größer als 70%, eine Gesamtsonnenenergie-Durchlässigkeit von nicht mehr als etwa 46% und eine Durchlässigkeit für Ultraviolett-Strahlung von nicht mehr als etwa 38% bei nominellen Glasdicken von 3 mm bis 5 mm hat.

12. Glas wie in einem der vorangehenden Ansprüche definiert, wobei die Verbesserung Ilmenit als die Quelle der Titanoxide und mindestens als teilweise Quelle der Eisenoxide in dem sich ergebenden Glas aufweist.

13. Glas wie in Anspruch 12 definiert, bei dem der Ilmenit bis zu 50% FeO enthält.