DE69704136T2

DE69704136T2 - Grünes Vertraulichkeitsglas

Info

Publication number: DE69704136T2
Application number: DE69704136T
Authority: DE
Inventors: Andrew Calabrese; Robert B. Heithoff; John F. Krumwiede; Anthony V. Longobardo; Larry J. Shelestak
Original assignee: PPG Industries Ohio Inc
Current assignee: PPG Industries Ohio Inc
Priority date: 1996-07-02
Filing date: 1997-06-25
Publication date: 2001-08-02
Anticipated expiration: 2017-06-26
Also published as: CN1176230A; ES2191993T3; MX9704855A; CN1111515C; DE69718927T2; ES2157499T3; KR980009154A; ATE232190T1; EP0816296B1; DK0936197T3; KR100241647B1; ATE199369T1; EP0816296A1; NZ328222A; DE69718927D1; DE69704136D1; DK0816296T3

Description

Die Erfindung betrifft ein grün gefärbtes, Infrarot- und UV-absorbierendes Glas mit einer Grundglaszusammensetzung und einem Sonnenstrahlen absorbierenden und färbenden Anteil, um den Lichttransmissionsgrad (LTA), den UV-Transmissionsgrad (TSUV), den Gesamtsolarinfrarot-Transmissionsgrad (TSIR) und den Gesamtsolarenergie- Transmissionsgrad (TSET) zu kontrollieren.
Diese Erfindung betrifft insbesondere ein getöntes, grün gefärbtes Soda-Kalk-Silica-Glas mit einem geringen Lichttransmissionsgrad, was es hoch erwünscht zur Verwendung als Vertraulichkeitsverglasung in Fahrzeugen macht, wie Seiten- und Rückfenster in Lieferwägen. Insbesondere hat das Glas einen Lichftransmissionsgrad von 60% oder weniger, vorzugsweise zwischen 10 bis 40%. So wie hier verwendet, soll der Ausdruck "grün gefärbt" Gläser einschließen, die eine dominierende Wellenlänge von 480 bis 565 Nanometer (nm) aufweisen und in ihrer Farbe als grün-blau, grün-gelb oder grün-grau bezeichnet werden können. Zusätzlich zeigt das Glas der vorliegenden Erfindung im allgemeinen geringere Infrarot- und UV-Strahlungstransmissionsgrade, verglichen mit typischen grünen Gläsern, verwendet in Automobilanwendungen. Das Glas ist auch kompatibel mit Glasherstellungsverfahren nach dem Floatverfahren.
Verschiedene dunkel getönte, Infrarot- und UV-Strahlung absorbierende Glaszusammensetzungen sind in der Technik bekannt. Das primäre Farbmittel in typischen dunkel gefärbten Automobilvertraulichkeitsgläsern ist Eisen, welches üblicherweise sowohl in der Fe&sub2;O&sub3; als auch in der FeO Form vorliegt. Einige Gläser verwenden Kobalt, Seien und optional Nickel, in Kombination mit Eisen, um weiter die Infrarotstrahlung, die UV-Strahlung und die Färbung zu kontrollieren, wie zum Beispiel offenbart in US-A-4,872,206 (Jones), EP-A-653 388; uS-A-5,278,108 (Cheng et al.); US-A-5,308,805 (Baker et al.); US-A-5,393; 593 (Gulotta et al.) und EP-A-700 800. Andere schließen auch Chrom in diese Kombination von Farbmitteln ein, wie offenbart in GB-A-2 289 273, US-A-4,104,076 (Pons); US-A-4,339,541 (Dela Ruye); US-A-5,023,210 (Krumwiede et al.); US-A-5,352,640 (Combes et al.); EP-A-0 536 049; FR A-2,331,527 und CA-A-2,148,954. Weiter können andere Gläser zusätzliche Materialien umfassen, wie offenbart in WO 96/00194, welche die Verwendung von Fluor, Zirkon, Zink, Cer, Titan, Kupfer in den Glaszusammensetzungen lehrt und als Anforderung aufstellt, dass die Summe der Erdalkalioxide weniger als 10 Gew.-% des Glases ausmacht.
EP-A-802 168, ein Dokument nach Art. 54(3) und (4) EPÜ, beschreibt eine im wesentlichen nickelfreie Soda-Kalk-Glaszusammensetzung mit den folgenden Farbmitteln: 1,10-1,28% Gesamteisenoxid, 0,22-0,33% FeO, 180-250 ppm CO&sub3;O&sub4;, 22-40 ppm Se und 100 bis 400 ppm Cr&sub2;O&sub3;, resultierend in Gläsern mit einem Lichttransmissionsgrad von 17,3 bis 23,76%, einem UV-Transmissionsgrad von 8,26 bis 11,93%, einem IR-Transmissionsgrad von 9,67 bis 19,26%, einem Gesamtsolartransmissionsgrad von 13,87 bis 22,07% und einer dominierenden Wellenlänge von 494,07 bis 567,56 nm und einer Farbeinheit (Excitation Purity) von 2,56 bis 10,90.
EP-A-798 271, ein Dokument nach Art. 54(3) und (4) EPÜ, beschreibt eine dunkelgrau gefärbte Soda-Kalk-Glaszusammensetzung mit den folgenden Farbmitteln: 0,8-1,5% Gesamteisenoxid, 0,1-0,3 FeO, 200-500 ppm CoO, 5-150 ppm Se, 20-500 ppm Cr&sub2;O&sub3; und 0-1% TiO&sub2;, resultierend in einem Glas mit einem Lichttransmissionsgrad von 1,1-16,4%, einem UV-Transmissionsgrad von 0,1-17,3%, einem Gesamtsolartransmissionsgrad von 6,8 bis 17,3%, einer dominierenden Wellenlänge von 492,4 bis 569,3 nm und einer Farbreinheit von 0,3 bis 6,7.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein grünes Vertraulichkeitsglas zur Verfügung zu stellen, wobei das Glas eine in Richtung auf Gelb verschobene Farbe aufweist und auch UV-Strahlung absorbiert.
Dieses Ziel wird erreicht durch ein grün gefärbtes, infrarote und ultraviolette Strahlung absorbierendes Glaserzeugnis mit einer Zusammensetzung, umfassend eine Grundglaszusammensetzung, umfassend:
SiO&sub2; 66 bis 75 Gew.-%
Na&sub2;O 10 bis 20 Gew.-%
CaO 5 bis 15 Gew.-%
MgO Obis 5 Gew.-%
Al&sub2;O&sub3; 0 bis 5 Gew. -%
K&sub2;O 0 bis 5 Gew.-%
und einen Sonnenstrahlen absorbierenden und färbenden Anteil, im wesentlichen bestehend aus:
Gesamteisen 0,9 bis 1,3 Gew.-%
FeO 0,25 bis 0,40 Gew.-%
CoO 80 bis 130 ppm
Se 8 bis 15 ppm
Cr&sub2;O&sub3; 0,0250 bis 0,0350 Gew.-% und
TiO&sub2; 0,1 bis 0,5 Gew.-%
wobei das Glas bei mindestens einer Dicke im Bereich von 1,8 bis 5.0 mm einen Lichttransmissionsgrad (Lichtdurchlässigkeit) (LTA) von 25 bis 40% aufweist.
Dieses Ziel wird auch erreicht durch ein grün gefärbtes, infrarote und ultraviolette Strahlung absorbierendes Glaserzeugnis mit einer Zusammensetzung, umfassend eine Grundglaszusammensetzung, umfassend:
SiO&sub2; 66 bis 75 Gew.-%
Na&sub2;O 10 bis 20 Gew.-%
CaO 5 bis 15 Gew.-%
MgO 0 bis 5 Gew.-%
Al&sub2;O&sub3; 0 bis 5 Gew.-%
0 bis 5 Gew.-%
und einen Sonnenstrahlen absorbierenden und färbenden Anteil, enthaltend Cr&sub2;O&sub3;, wobei Cr&sub2;O&sub3; teil Weise oder vollständig durch V&sub2;O&sub5; ersetzt ist und weitere Bestandteile vorhanden sein können, so dass der Sonnenstrahlen absorbierende und färbende Anteil im wesentlichen besteht aus:
Gesamteisen 0,6 bis 4 Gew.-%
FeO 0,13 bis 0,9 Gew.-%
CoO 40 bis 500 ppm
Se 5 bis 70 ppm
TiO&sub2; 0,02 bis 1 Gew.-%
Cr&sub2;O&sub3; 0 bis 0,08 Gew.-%
V&sub2;O&sub5; 0,01 bis 0,32 Gew.-%
MnO&sub2; 0 bis 0,5 Gew.-%
SnO&sub2; 0 bis 2 Gew.-%
ZnO 0 bis 0,5 Gew.-%
Mo 0 bis 0,015 Gew.-%
CeO&sub2; 0 bis 2 Gew.-%
NiO 0 bis 0,1 Gew.-%
wobei das Glas bei mindestens einer Dicke im Bereich von 1,8 bis 5,0 mm einen Lichttransmissionsgrad (Lichtdurchlässigkeit) (LTA) von bis zu 60% aufweist.
Bei der Herstellung von Gläsern, die infrarote und ultraviolette Strahlung absorbieren, müssen die relativen Mengen an Eisen und anderen Additiven genau verfolgt und innerhalb eines Operationsbereichs kontrolliert werden, um die gewünschte Farbe und die gewünschten spektralen Eigenschaften zur Verfügung zu stellen. Das dunkel getönte, grün gefärbte Glas kann als Vertraulichkeitsverglasung für Fahrzeuge verwendet werden, um die üblicherweise in Automobilen verwendeten grün gefärbten Gläser zu komplementieren, die bessere Solarleistungseigenschaften aufweisen. Dieses Glas ist weiterhin kompatibel mit kommerziellen Glasherstellungsverfahren nach dem Floatverfahren.
Die vorliegende Erfindung stellt einen grün gefärbten, infrarote und ultraviolette Strahlung absorbierenden Glasartikel zur Verfügung, mit einem Lichttransmissionsgrad von bis zu 60% oder von 25 bis 40%, bei mindestens einer Dicke im Bereich von 1,8 bis 5,0 mm. Genannte Referenzdicken für die spektralen Eigenschaften sind zwischen 3,91 mm und 4,06 mm. Die Zusammensetzung des Glasartikels verwendet eine Standardgrundzusammensetzung von Soda-Kalk-Silica-Glas und zusätzlich Eisen, Kobalt, Seien und Chrom und Titan, als Infrarot- und UV-Strahlung absorbierende Materialien und Farbmittel. Die Gläser der vorliegenden Erfindung haben vorzugsweise eine Farbe, gekennzeichnet durch eine dominierende Wellenlänge im Bereich von 480 bis 565 nm, stärker bevorzugt im Bereich von 485 bis 515 nm, mit einer Farbreinheit von nicht höher als etwa 20%, vorzugsweise nicht höher als etwa 10% und stärker bevorzugt nicht höher als etwa 7%. Die Glaszusammensetzungen können mit verschiedenen Graden an spektraler Leistung ausgestattet sein, in Abhängigkeit von der besonderen Anwendung und dem gewünschten Lichttransmissionsgrad.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Das Grundglas der vorliegenden Erfindung, das heißt die Hauptbestandteile des Glases, ohne Infrarot- oder UV-absorbierende Materialien und/oder Farbmittel, die das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ist eine kommerzielle Soda-Kalk-Silica- Glaszusammensetzung, gekennzeichnet wie folgt:
Gew.-%
SiO&sub2; 66-75
Na&sub2;O 10-20
CaO 5-15
MgO 0-5
Al&sub2;O&sub3; 0-5
K&sub2;O 0-5
So wie hier verwendet, benennen alle Angaben "Gewichtsprozent (Gew.-%)" Werte, basierend auf dem Gesamtgewicht der endgültigen Glaszusammensetzung.
Zu dieser Grundglaszusammensetzung setzt die vorliegende Erfindung Infrarot- und UV-strahlungsabsorbierende Materialien und Farbmittel zu, in der Form von Eisen, Kobalt, Seien, Chrom und Titan. So wie hier offenbart, wird Eisen beschrieben im Hinblick auf Fe&sub2;O&sub3; und FeO, Kobalt ist beschrieben im Hinblick auf CoO, Seien ist beschrieben auf elementares Seien, Chrom ist beschrieben im Hinblick auf Cr&sub2;O&sub3; und Titan ist beschrieben im Hinblick auf TiO&sub2;. Es sollte verstanden werden, dass die hier offenbarten Glaszusammensetzungen kleine Mengen anderer Materialien umfassen können, zum Beispiel Schmelzhilfsmittel und Raffinierungshilfsmittel, eingeschleppte Begleitstoffe oder Verunreinigungen. Es sollte weiter verstanden werden, dass in einer Ausführungsform der Erfindung geringe Mengen an zusätzlichen Materialien in das Glas eingeführt werden können, um die solare Leistung des Glases zu verbessern, so wie später detailliert beschrieben.
Die Eisenoxide in einer Glaszusammensetzung üben verschiedene Funktionen aus. Eisen(III)oxid, Fe&sub2;O&sub3;, ist ein starker UV-Strahlungsabsorber und operiert als Gelbfarbmittel im Glas. Eisen(II)oxid, FeO, ist ein starker Infrarotstrahlungsabsorber und operiert als Blaufarbmittel. Die Gesamtmenge an Eisen, vorliegend in den hier offenbarten Gläsern, ist ausgedrückt im Hinblick auf Fe&sub2;O&sub3;, in Übereinstimmung mit standardisierten analytischen Verfahren. Dies bedeutet aber nicht, dass alles Eisen tatsächlich in der Form von Fe&sub2;O&sub3; vorliegt. In ähnlicher Weise wird die Menge an Eisen im Zustand von Eisen (II) als FeO benannt, obwohl es nicht tatsächlich im Glas als FeO vorliegen braucht. Um die relativen Mengen an Eisen (II) und Eisen (III) in den hier offenbarten Glaszusammensetzungen zu benennen, soll der Ausdruck "Redox" die Menge an Eisen im Zustand Eisen (II) (ausgedrückt als FeO) geteilt durch die Menge an Gesamteisen (ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;) benennen. Weiter, so nicht anders angegeben, benennt der Ausdruck "Gesamteisen" in dieser Beschreibung den gesamten Anteil an Eisen, ausgedrückt im Hinblick auf Fe&sub2;O&sub3;, und der Ausdruck FeO soll Eisen im Eisen (II) Zustand bedeuten, ausgedrückt als FeO.
Seien ist ein ultraviolette und infrarote Strahlung absorbierendes Farbmittel, das einem Soda-Kalk-Silica-Glas eine rosa oder braune Färbung verleiht. Seien kann auch einige Infrarotstrahlung absorbieren und seine Verwendung neigt dazu, dass Redox verringert wird. CoO dient als Blaufarbmittel und zeigt keine besondere UV- oder Infrarotstrahlungs-Absorptionseigenschaften. Cr&sub2;O&sub3; verleiht dem Glas eine grüne Farbe und hilft, die endgültige Glasfarbe zu kontrollieren. Es wird angenommen, dass Chrom auch einige UV-Strahlungsabsorption zur Verfügung stellt. TiO&sub2; ist ein UV- Strahlungsabsorber, der als Farbmittel dient, das der Glaszusammensetzung eine gelbe Farbe verleiht. Eine geeignete Balance zwischen Eisen, das heißt Eisen(III)oxid und Eisen(II)oxid, Chrom, Seien, Kobalt und Titan ist benötigt, um das gewünschte grün gefärbte Vertraulichkeitsglas mit den gewünschten spektralen Eigenschaften zu erhalten.
Das Glas der vorliegenden Erfindung kann in einer kontinuierlichen, großen, kommerziellen Schmelzoperation geschmolzen und raffiniert und zu flachen Glasplatten verschiedener Dicke geformt werden, durch das Floatverfahren, in welchem das geschmolzene Glas auf einem Pool an geschmolzenem Metall geträgert vorliegt, üblicherweise Zinn, da es eine rippenartige Form annimmt. Anschließend wird abgekühlt. Es sollte verstanden werden, dass als Resultat der Formung des Glases auf geschmolzenem Zinn messbare Mengen an Zinnoxid in den Oberflächenteil des Glases auf der Seite migrieren können, die im Kontakt mit dem Zinn vorlag. Typischerweise hat ein Stück eines Floatglases eine SnO&sub2; Konzentration von mindestens 0,05 bis 2 Gew.-% in den ersten 25 Mikrons unterhalb der Oberfläche des Glases, die im Kontakt mit dem Zinn vorlag. Typische Hintergrundlevel an SnO&sub2; können so hoch wie 30 Teile pro Million (ppm) sein.
Die Schmelz- und Formungsanordnungen, verwendet zum Herstellen der Glaszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, schließen, aber sind nicht darauf beschränkt, eine kontinuierliche Overhead-befeuerte kontinuierliche Schmelzoperation ein, gut bekannt in der Technik, oder eine mehrstufige Schmelzoperation, wie offenbart in US-A-4,381,934 (Kunkle et al.; US-A-4,792,536 (Pecoraro et al.) und US-A-4,886,539 (Cerutti et al.). Falls benötigt, kann eine Rühranordnung verwendet werden, in der Schmelzstufe und/oder der Formungsstufe der Glasherstellungsoperation, um das Glas zu homogenisieren, um Glas mit der höchsten optischen Qualität zu produzieren.
Tabelle 1 illustriert Vergleichsbeispiele 1 bis 72 von Glaszusammensetzungen, die außerhalb des Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung liegen.
Tabellen 2 und 3 illustrieren Beispiele 73 bis 85 von Glaszusammensetzungen, die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verkörpern. Die Beispiele in Tabellen 1 und 2 sind am Computer modulierte Zusammensetzungen, erzeugt durch einen Computer zur Simulierung von Glasfärbung und spektraler Leistung, entwickelt durch PPG Industries, Inc. Die Beispiele in Tabelle 3 sind tatsächliche experimentelle Laborschmelzen. Die spektralen Eigenschaften, gezeigt für Tabellen 1 und 3 basieren auf einer Vergleichsdicke von 4,06 mm (0,160 Inch) und die in Tabelle 2 basieren auf einer Vergleichsdicke von 3,91 mm (0,154 Inch). Für Vergleichszwecke können die spektralen Eigenschaften der Beispiele für verschiedene Dicken berechnet werden, unter Verwendung der Formeln offenbart in US-A-4,792,536. Nur die Eisen-, Kobalt-, Selen-, Chrom- und Titananteile der Beispiele sind in den Tabellen aufgelistet. Die in den Tabellen aufgelisteten Transmissionsgrade wurden nach den folgenden Verfahren bestimmt: Lichttransmissionsgrad (LTA) gemessen unter Verwendung des C. I. E. Standard-Illuminationsverfahrens "A", mit einem 2º-Beobachter über den Wellenlängenbereich von 3ß0 bis 770 Nanometer; Glasfarbe, bestimmt als dominierende Wellenlänge und Farbreinheit bestimmt unter Verwendung C. I. E. Standard-Illuminationsverfahren "C" mit einem 2º-Beobachter, folgend den in ASTM E308-90 etablierten Verfahren. Der Gesamtsolarultraviolett-Transmissionsgrad (TSUV) wird über den Wellenlängenbereich von 300 bis 400 Nanometer gemessen, der Gesamtsolarinfrarot-Transmissionsgrad (TSIR) wird über den Wellenlängenbereich von 720 bis 2000 Nanometer gemessen und der Gesamtsolarenergietransmissionsgrad (TSET) wird über den Wellenlängenbereich von 300 bis 2000 Nanometer gemessen. Die Daten für TSUV, TSIR und TSET werden berechnet unter Verwendung der "Parry Moon Air Mass 2,0 Direct Solar Irradiance Daten" und integriert unter Verwendung der Trapezoidal-Regel, wie in der Technik bekannt.
Die in Tabellen 1 und 2 benannten optischen Eigenschaften sind erwartete Eigenschaften eines Glases mit einer Grundglaszusammensetzung und Farbmitteln, im allgemeinen so wie hier diskutiert, basierend auf den Absorptionskoeffizienten der Bestandteile der Gläser, unter der Annahme, dass das Glas durchweg homogen ist und durch ein konventionelles Floatverfahren hergestellt wird, wie in der Technik gut bekannt. Die in Tabelle 3 aufgelistete Information basiert auf experimentellen Laborschmelzen mit den folgenden ungefähren Bestandteilen:
Cullet (Scherbe) A 125 g
Cullet (Scherbe) B 22,32 g
Cullet (Scherbe) C 8,93 g
Englischrot (Rouge) 0,32 g
Cr&sub2;O&sub3; 0,046a g
TiO&sub2; 0,3-0,6 g
Se 0,0037-0,0073 g
Graphit 0,015 g
Die in den Schmelzen verwendeten Scherben umfassen variierende Mengen an Eisen, Kobalt, Seien und/oder Titan. Genauer gesagt, Scherbe A umfasste 0,811 Gew.-% Gesamteisen, 0,212 Gew.-% FeO, 101 PPM CoO, 17 ppm Se, 8 ppm Cr2O3 und 0,02 Gew.-% TiO&sub2;. Scherbe B umfasste 1,417 Gew.-% Gesamteisen, 0,362 Gew.-% FeO, 211,25 ppm CoO, 25 ppm Se und 7,5 ppm Cr&sub2;O&sub3;. Scherbe C umfasste 0,93 Gew.-% Gesamteisen, 0,24 Gew.-% FeO, 6 ppm Cr&sub2;O&sub3; und 0,02 Gew.-% TiO&sub2;. Bei der Herstellung der Schmelzen wurden die Bestandteile ausgewogen und gemischt. Es wird angenommen, dass das Material dann in einen 4-Inch Platinschmelztiegel gegeben wurde und dann auf 1427ºC (2600ºF) für 30 Minuten und anschließend auf 1454ºC (2650ºF) für 1 Stunde erhitzt wurde. Anschließend wurde das geschmolzene Glas in Wasser abgeschreckt, getrocknet, in einen 2-Inch Platinschmelztiegel überführt und auf 1454ºC (2650ºF) für mindestens 1 Stunde wiedererwärmt. Das geschmolzene Glas wurde dann aus dem Schmelztiegel ausgegossen, um einen Klumpen zu formen, und anschließend geglüht. Proben wurden aus dem Klumpen herausgeschnitten und gemahlen und poliert für die Analyse. Die chemische Analyse der Glaszusammensetzungen wurde durchgeführt unter Verwendung eines RIGAKU 3370 X-Ray Fluoreszenzspektrophotometers. Der FeO Gehalt wurde bestimmt unter Verwendung von Naßchemietechniken, gut bekannt in der Technik. Die spektralen Eigenschaften des Gases wurden bestimmt mit geglühten Proben unter Verwendung eines Perkin-Elmer Lambda 9 UV/VIS/NIR Spektrophotometers, vor dem Tempern des Glases oder vor verlängerter Aussetzung gegenüber ultravioletter Strahlung, was die spektralen Eigenschaften des Glases beeinträchtigen wird.
Das Folgende ist repräsentativ für die basischen Oxide der besonderen experimentellen Schmelzen, offenbart in Tabelle 3, die auch unter die Grundglaszusammensetzung, zuvor diskutiert, fallen:
SiO&sub2; 70-72 Gew.-%
Na&sub2;O 12-14 Gew.-%
CaO 8-10 Gew.-%
MgO 3-4 Gew.-%
Al&sub2;O&sub3; 0,1-0,6 Gew.-%
K&sub2;O 0,01-0,15 Gew.-%
Die Analyse dieser Schmelzen zeigte auch, dass die Gläser etwa 0,081 Gew.-% MnO&sub2; umfassen. Es wird angenommen, dass das MnO&sub2; in die Glasschmelze als Teil der Scherbe eingeführt wurde. Tabelle 1 (Vergleichsbeispiele) Tabelle 1 (Fortsetzung) Tabelle 1 (Fortsetzung) Tabelle 1 (Fortsetzung) Tabelle 1 (Fortsetzung) Tabelle 1 (Fortsetzung) Tabelle 2 (Beispiele der Erfindung) Tabelle 3 (Beispiele der Erfindung)
Tabellen 2 und 3 zeigen, dass die vorliegende Erfindung ein grün gefärbtes Glas zur Verfügung stellt, unter Verwendung einer Standard-Soda-Kalk-Silica- Grundglaszusammensetzung und zusätzlich Eisen, Kobalt, Seien und Chrom und Titan, als infrarot- und UV-strahlungsabsorbierende Materialien und Farbmittel. Wie aus der Tabelle gesehen werden kann, zeigen nicht alle Beispiele die gleiche Farbe, angezeigt durch die dominierende Wellenlänge (DW) und die Farbreinheit (Pe). In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass das Glas eine Farbe hat, gekennzeichnet durch eine dominierende Wellenlänge im Bereich von 480 bis 565 Nanometer, mit einer Farbreinheit von nicht höher als 20%, vorzugsweise nicht höher als etwa 10% und stärker bevorzugt nicht höher als etwa 7%. Es wird in Betracht gezogen, dass die Farbe des Glases innerhalb dieses dominierenden Wellenlängenbereiches variieren kann, um ein gewünschtes Produkt zur Verfügung zu stellen. Zum Beispiel kann ein grün-blaues Glas hergestellt werden, mit einer dominierenden Wellenlänge von 485 bis 515 Nanometer, vorzugsweise 490 bis 510 Nanometer, mit einer Farbreinheit von nicht höher als 10%, vorzugsweise nicht höher als 7%, während grün-gelbe Gläser hergestellt werden können bei einer dominierenden Wellenlänge von 535 bis 565 Nanometer, vorzugsweise etwa 540 bis 560 Nanometer, einer Farbreinheit von nicht höher als 10%, vorzugsweise nicht höher als 5%.
Die grün gefärbten, infrarote und ultraviolette Strahlung absorbierenden Gläser, offenbart in der vorliegenden Erfindung, haben einen Lichttransmissionsgrad (LTA) von bis zu 60%. In einer besonderen Ausführungsform umfassen die Gläser 0,6 bis 4 Gew-% Gesamteisen, 0,13 bis 0,9 Gew.-% FeO, 40 bis 500 ppm CoO, 5 bis 70 ppm Se, 15 bis 800 ppm Cr&sub2;O&sub3; und 0,02 bis 1 Gew.-% TiO&sub2; und 0,01 bis 0,32 V&sub2;O&sub5;.
Das Redexverhältnis für diese Gläser wird zwischen 0,20 und 0,40, vorzugsweise zwischen 0,22 und 0,35, stärker bevorzugt zwischen 0,23 und 0,28, gehalten. Diese Glaszusammensetzungen haben auch einen TSUV von nicht größer als etwa 40%, vorzugsweise nicht größer als etwa 35%, einen TSIR von nicht größer als etwa 45%, vorzugsweise nicht größer als etwa 40%, und einen TSET von nicht größer als etwa 50%, vorzugsweise nicht größer als etwa 45%.
Die Glaszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können mit verschiedenen Graden an spektraler Leistung zur Verfügung gestellt werden, in Abhängigkeit von der besonderen Anwendung und dem gewünschten Lichttransmissionsgrad. In einer Ausführungsform der Erfindung, für ein grün gefärbtes, infrarote und ultraviolette Strahlung absorbierendes Glas, hat das Glas einen LTA von weniger als 20% bei mindestens einer Dicke im Bereich von 1,8 bis 5,0 mm.
Die Glaszusammensetzungen in diesem Lichttransmissionsbereich haben einen TSUV von nicht größer als etwa 30%, vorzugsweise nicht größer als 12%, einen TSIR von nicht größer als etwa 35%, vorzugsweise nicht größer als etwa 20%, und einen TSET von nicht größer als etwa 30%, vorzugsweise nicht größer als etwa 20%.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung, hat ein grün gefärbtes, infrarote und ultraviolette Strahlung absorbierendes Glas ein LTA von weniger als 20 bis 60% bei mindestens einer Dicke im Bereich von 1,8 bis 5,0 mm. Diese Glaszusammensetzung umfasst 1 bis weniger als 1,8 Gew.-% Gesamteisen, 0,25 bis 0,4 Gew.-% FeO, mehr als 200 bis 250 ppm CoO, 10 bis 30 ppm Se, mehr als 200 bis 250 ppm Cr&sub2;O&sub3; und 0,02 bis 0,5 Gew.-% TiO&sub2; und eine Menge an V&sub2;O&sub5;. Die Glaszusammensetzungen in diesem Lichttransmissionsbereich haben einen TSUV von nicht größer als 35%, vorzugsweise nicht größer als 20%, einen TSIR von nicht größer als 40%, vorzugsweise nicht größer als 15%, und einen TSET von nicht größer als 45%, vorzugsweise nicht größer als 25 %. Die Glaszusammensetzungen in diesem Lichttransmissionsbereich haben einen TSUV von nicht größer als etwa 35%, einen TSIR von nicht größer als etwa 40% und einen TSET von nicht größer als etwa 45%.
In einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung umfasst die grün gefärbte, infrarote und ultraviolette Strahlung absorbierende Glaszusammensetzung 0,9 bis 1,3 Gew.-% Gesamteisen, vorzugsweise 1,083 bis 1,11 Gew.-%, 0,25 bis 0,40 Gew.-% FeO, vorzugsweise 0,306 bis 0,35 Gew.-%, 80 bis 130 ppm CoO, vorzugsweise 90 bis 125 ppm, 8 bis 15 ppm Se, vorzugsweise 10 bis 20 ppm, 250 bis 350 ppm Cr2O3, vorzugsweise 286 bis 302 ppm, und 0,1 bis 0,5 Gew.-% TiO&sub2;, vorzugsweise 0,194 bis 0,355 Gew.-%. Diese Gläser haben einen Lichttransmissionsgrad (LTA) von 25 bis 40 Prozent, einen Gesamtsolarultraviolett-Transmissionsgrad (TSUV) von etwa 25% oder weniger, einen Gesamtsolarinfrarot-Transmissionsgrad (TSIR) von etwa 20% oder weniger und einen Gesamtsolarenergie-Transmissionsgrad (TSET) von etwa 30% oder weniger.
Es wird erwartet, dass die spektralen Eigenschaften der hier offenbarten Glaszusammensetzungen nach dem Tempern des Glases und weiter bei verlängerter Aussetzung gegenüber ultravioletter Strahlung, üblicherweise als Solarisation bezeichnet, verändert werden. Insbesondere wird angenommen, dass Tempern und Solarisierung der Glaszusammensetzungen, offenbart hier, den LTA vergrößern und TSUV, TSIR und TSET verringern wird. Als Resultat, in einer Ausführungsform der Erfindung, kann eine Glaszusammensetzung ausgewählte spektrale Eigenschaften aufweisen, die ursprünglich außerhalb der zuvor diskutierten Bereiche liegen, aber in die gewünschten Bereiche hineinfallen, nach dem Tempern und/oder der Solarisation.
Glas, hergestellt durch Floatverfahren, weist typischerweise eine Plattendicke von etwa 1 mm bis 10 mm auf. Für Fahrzeugverglasungsanwendung ist es bevorzugt, dass die Glasplatten, mit einer Zusammensetzung und spektralen Eigenschaften wie hier offenbart, eine Dicke im Bereich von 1,8 bis 5 mm (0,071 bis 0,197 Inch) aufweisen. Es wird in Betracht gezogen, dass, wenn eine einfache Glaslage verwendet wird, das Glas getempert wird, zum Beispiel für ein Seiten- oder Rückfenster im Automobil, und dass, wenn mehrlagige Gläser verwendet werden, das Glas geglüht und miteinander laminiert wird, unter Verwendung eines thermoplastischen Adhäsivs, wie Polyvinylbutyral.
Es wird in Betracht gezogen, dass Vanadium als teilweise oder vollständige Ersetzung für Chrom in den Glaszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Genauer gesagt, Vanadium, ausgedrückt hier als V&sub2;O&sub5;, verleiht gelb- grüne Farbe dem Glas und absorbiert sowohl ultraviolette als auch infrarote Strahlung in verschiedenen Valenzzuständen. Es wird angenommen, dass Cr&sub2;O&sub3; im Bereich von 25 bis 800 ppm, diskutiert oben, vollständig durch 0,01 bis 0,32 Gew.-% V&sub2;O&sub5; ersetzt werden kann.
Wie zuvor diskutiert, können andere Materialien auch den hier offenbarten Glaszusammensetzungen zugegeben werden, um weiter Infrarot- und UV- Strahlungstransmission und/oder Glasfarbe zu kontrollieren. Insbesondere wird in Betracht gezogen, dass die folgenden Materialien zur hier offenbarten, Eisen, Kobalt, Seien, Chrom und Titan enthaltenden Soda-, Kalk-, Silica-Glaszusammensetzung zugegeben werden können:
MnO&sub2; 0 bis 0,5 Gew.-%
SnO&sub2; 0 bis 2 Gew.-%
ZnO 0 bis 0,5 Gew.-%
Mo 0 bis 0,015 Gew.-%
CeO&sub2; 0 bis 2 Gew.-%
NiO 0 bis 0,1 Gew.-%
Es sollte verstanden werden, dass Anpassungen für die wesentlichen Bestandteile Eisen, Kobalt, Seien, Chrom und/oder Titan durchgeführt werden müssen, um irgendeinen Farbeffekt und/oder Redoxeffekt der zusätzlichen Materialien auszugleichen.

Claims

1. Grünes, infrarote und ultraviolette Strahlung absorbierendes Glaserzeugnis mit einer Grundglaszusammensetzung, enthaltend:

SiO&sub2; 66-75 Gew.-%,

Na&sub2;O 10-20 Gew.-%,

CaO 5-15 Gew. 4.

MgO 0-5 Gew. 4.

Al&sub2;O&sub3; 0-5 Gew.-%,

K&sub2;O 0-5 Gew.-%,

und einen Sonnenstrahlen absorbierenden und färbenden Anteil, im wesentlichen bestehend aus:

Gesamteisen 0,9-1,3 Gew.-%,

FeO 0,25-0,40 Gew.-%.

CoO 80-130 ppm,

Se 8-15 ppm,

Cr&sub2;O&sub3; 0,0250-0,0350 Gew.-% und

TiO&sub2; 0,1-0,5 Gew.-%,

wobei das Glas bei mindestens einer Dicke im Bereich von 1,8-5,0 mm eine Lichtdurchlässigkeit (LTA) von 25-40% aufweist.

2. Grünes, infrarote und ultraviolette Strahlung absorbierendes Glaserzeugnis mit einer Grundglaszusammensetzung, enthaltend:

SiO&sub2; 66-75 Gew.-%.

Na&sub2;O 10-20 Gew.-%,

CaO 5-15 Gew.-%.

MgO 0-5 Gew.-%.

Al&sub2;O&sub3; 0-5 Gew.-%.

K&sub2;O 0-5 Gew.-%.

und einen Sonnenstrahlen absorbierenden und färbenden Anteil, enthaltend Cr&sub2;O&sub3;, wobei Cr&sub2;O&sub3; teilweise oder vollständig durch V&sub2;O&sub5; ersetzt ist und weitere Bestandteile vorhanden sein können, so dass der Sonnerstrahlen absorbierende und färbende Anteil im wesentlichen besteht aus:

Gesamteisen 0,6-4 Gew.-%,

FeO 0,13-0,9 Gew.-%.

CoO 40-500 ppm.

Se 5-70 ppm.

TiO&sub2; 0,02-1 Gew.-%.

Cr&sub2;O&sub3; 0-0,08 Gew.-%,

V&sub2;O&sub5; 0,01-0,32 Gew.-%.

MnO&sub2; 0-0,5 Gew.-%.

SnO&sub2; 0-2 Gew.-%.

ZnO 0-0,5 Gew.-%,

Mo 0-0,015 Gew.-%,

CeO&sub2; 0-2 Gew.-%.

NiO 0-0,1 Gew.-%,

wobei das Glas bei mindestens einer Dicke im Bereich von 1,8-5,0 mm eine Lichtdurchlässigkeit (LTA) bis zu 60% aufweist.

3. Erzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sonnenstrahlen absorbierende und färbende Anteil die folgenden Konzentrationen aufweist: Gesamteisenkonzentration von 1,083 bis 1,1 Gew.-%. FeO-Konzentration von 0,306 bis 0,35 Gew.-%. CoO-Konzentration 90 bis 128 ppm. Se-Konzentration 10 bis 12 ppm, Cr&sub2;O&sub3;-Konzentration 250,0286 bis 0,0302 Gew.-% und TiO&sub2;-Konzentration 0,194 bis 0,355 Gew.-%.

4. Erzeugnis nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas einen Redoxwert von 0,2 bis 0,4 aufweist.

5. Erzeugnis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas bei mindestens einer Dicke im Bereich von 1,8-5,0 mm eine Lichtdurchlässigkeit von weniger als 20% aufweist.

6. Erzeugnis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas bei mindestens einer Dicke im Bereich von 1,8-5,0 mm eine Lichtdurchlässigkeit (LTA) von 20-60% aufweist.

7. Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas eine Gesamtdurchlässigkeit für Sonnen- Ultraviolettstrahlung (TSUV) von 40% oder weniger, eine Gesamtdurchlässigkeit für Sonnen-Infrarotstrahlung (TSIR) von 45% oder weniger und eine Gesamtdurchlässigkeit für Sonnenenergie (TSET) von 50% oder weniger bei mindestens einer Dicke zwischen 153,91 mm und 4,06 mm aufweist.

8. Erzeugnis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas eine Gesamtdurchlässigkeit für Sonnen-Ultraviolettstrahlung (TSUV) von 25% oder weniger, eine Gesamtdurchlässigkeit für Sonnen- Infrarotstrahlung (TSIR) von 20% oder weniger und eine Gesamtdurchlässigkeit für Sonnenenergie (TSET) von 30% oder weniger bei mindestens einer Dicke zwischen 3,91 mm und 4,06 mm aufweist.

9. Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbe des Glases gekennzeichnet ist durch eine farbtongleiche Wellenlänge im Bereich von 480 bis 565 nm und eine Anregungsreinheit von nicht mehr als 20% bei mindestens einer Dicke zwischen 3,91 mm und 4,06 mm.

10. Erzeugnis nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbe des Glases gekennzeichnet ist durch eine farbtongleiche Wellenlänge im Bereich von 485 bis 515 nm und eine Anregungsreinheit von nicht mehr als 10% bei mindestens einer Dicke zwischen 3,91 mm und 4,06 mm.

11. Erzeugnis nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbe des Glases gekennzeichnet ist durch eine farbtongleiche Wellenlänge im Bereich von 490 bis 510 nm und eine Anregungsreinheit von nicht mehr als 7% bei mindestens einer Dicke zwischen 3,91 mm und 4,06 mm.

12. Erzeugnis nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbe des Glases gekennzeichnet ist durch eine farbtongleiche Wellenlänge im Bereich von 535 bis 565 nm und eine Anregungsreinheit von nicht mehr als 10% bei mindestens einer Dicke zwischen 3,91 mm und 4,06 mm.

13. Erzeugnis nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbe des Glases gekennzeichnet ist durch eine farbtongleiche Wellenlänge im Bereich von 540 bis 560 nm und eine Anregungsreinheit von nicht mehr als 5% bei mindestens einer Dicke zwischen 3,91 mm und 4,06 mm.

14. Erzeugnis nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Flachglasscheibe enthält.

15. Erzeugnis nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe Spuren von Zinnoxid in einem Oberflächenteil aufweist.