DE69830101T2

DE69830101T2 - Dunkelgrünes Natronkalkglas

Info

Publication number: DE69830101T2
Application number: DE69830101T
Authority: DE
Inventors: Marc Foguenne; Camille Dupont
Original assignee: Glaverbel Belgium SA
Current assignee: AGC Glass Europe SA
Priority date: 1997-06-25
Filing date: 1998-06-08
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2018-06-09
Also published as: LU90084B1; PL190950B1; BR9802581A; JP4169394B2; ES2242989T3; PL327003A1; CZ296734B6; DE69830101D1; RU2198145C2; EP0887320B1; ID20580A; JPH1171131A; PT887320E; US6335299B1; EP0887320A1; CZ203298A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein tiefgrün-grau gefärbtes Natron-Kalk-Glas, bestehend aus Hauptbestandteilen, die glasbildend und Färbemittel sind.
Der Ausdruck "Natronkalkglas" wird vorliegend in einem weiten Sinn verwendet und betrifft jedes Glas, das die folgenden Bestandteile enthält (Prozentangaben in Gewicht).

Na₂O 10 bis 20%

CaO 0 bis 16%

SiO₂ 60 bis 75%

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 können, 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 l'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 l'Eclairage hat ebenfalls ein Dokument mit dem Titel "Colorimetrie, 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, R₁ 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.
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 2150 nm des Ausdrucks: Σ T_λ·E_λ/Σ E_λ, wobei E_λ die spektrale Energieverteilung der Sonne bei 30° oberhalb des Horizontes ist.
– Die Selektivität (SE), gemessen über 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.

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere grüne Gläser mit einer Graufärbung. Wenn die Transmissionskurve einer transparenten Substanz als Funktion der sichtbaren Wellenlängen praktisch nicht variiert, wird diese Substanz als "neutrales Grau" eingestuft. Im C.I.E.-System besitzt sie keine dominierende Wellenlänge und ihre Anregungsreinheit ist Null. Im weiteren Sinne betrachtet man als grau einen Körper, dessen Spektralkurve im sichtbaren Bereich relativ flach verläuft, der aber trotzdem schwache Absorptionsbanden aufweist, die es erlauben, eine dominierende Wellenlänge und eine geringe Reinheit, die nicht gleich Null ist, zu definieren. Das grüne Glas mit einem Graustich gemäß der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise eine dominierende Wellenlänge zwischen 480 und 550 nm.
Die grünen Gläser sind im Allgemeinen aufgrund ihrer abschirmenden Eigenschaften gegenüber Sonneneinstrahlung ausgewählt und ihre Verwendung in Bauten ist bekannt. Grüne Gläser werden ebenfalls in der Architektur verwendet, ebenso wie bestimmte Fahrzeuge oder Eisenbahnabteile teilweise zu verglasen. Um ihr Inneres vor Blicken zu schützen, verwendet man bevorzugt sehr tiefgefärbte Gläser.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein tiefgrünes Glas mit Graustich, welches hochselektiv ist und insbesondere für eine Verwendung in Form von Autoverglasungen geeignet ist und insbesondere als hintere Seitenverglasung und als Heckscheibe.
Die Gläser mit einer hohen Selektivität weisen im Allgemeinen eine starke Absorption in der Infrarotstrahlung auf, was ihre Herstellung in den Öfen von herkömmlichen Glasherstellungsbetrieben erschwert.
Die Erfindung stellt ein tiefgrün gefärbtes Natronkalkglas bereit, das aus Hauptbestandteilen besteht, die glasbildend und Färbemittel sind, dadurch gekennzeichnet, dass es weniger als 0,3 Gew.-% an FeO aufweist, das eine Anregungsreinheit von mehr als 5% aufweist und unter der Lichtquelle A und bei einer Dicke des Glases von 4 mm eine Lichtdurchlässigkeit (TLA4) von mehr als 30% aufweist, eine Selektivität (SE4) von mehr als 1,55 und eine Durchlässigkeit für die ultraviolette Strahlung (TUV4) von weniger als 10%.
Die Kombination dieser optischen Eigenschaften ist insbesondere dahingehend vorteilhaft, dass sie unter Gewährleistung einer ausreichenden Transmission des Lichtes durch das Glas, den aus Sicherheitsgründen unteren empfohlenen Grenzen für die Heckseite von Kraftfahrzeugen genügt und einen hohen Selektivitätswert und einen geringen Wert der Transmission im Ultravioletten aufweist. Dies erlaubt zugleich, die Aufheizung des Inneren der durch die erfindungsgemäßen Verglasungen begrenzten Räume zu beschränken und ebenso die unästhetische Entfärbung von Objekten, die im Inneren dieser Räume angeordnet sind unter dem Einfluß der ultravioletten Sonnenstrahlung zu vermeiden.
Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Glas eine Selektivität (SE4) von mehr als 1,6 auf.
Es ist bemerkenswert, dass man dieses Resultat erhält, da das vorliegende Glas eine niedrige obere Grenze des Gewichtsgehaltes an FeO aufweist. Dieser Wert des FeO-Gehalts bedeutet, dass das Glas mittels eines herkömmlichen Ofens erhalten werden kann, der eine große Kapazität aufweist. Die Verwendung eines derartigen Ofens ist ökonomisch, verglichen mit der Verwendung von kleinen elektrischen Öfen, auf die üblicherweise bei der Herstellung von hochselektiven Gläsern zurückgegriffen werden muss. In diesen Fällen machen es die erhöhten Gehalte an FeO, üblicherweise von mehr als 0,4 Gew.-% bezogen auf das Glas, es nämlich schwierig, dieses zu schmelzen, was die Verwendung von elektrischen Öfen mit geringen Kapazitäten erfordert.
Eisen ist in der Mehrzahl der Gläser, die auf dem Markt existieren vorhanden, entweder als Verunreinigung oder gezielt als Färbemittel eingeführt. Die Gegenwart von Fe³⁺ verleiht dem Glas eine schwache Absorption des sichtbaren Lichts bei einer niedrigen Wellenlänge (410 und 440 mm) und eine starke Absorptionsbande im Ultravioletten (Absorptionsbande zentriert um 380 nm), während die Gegenwart von Fe²⁺-Ionen eine starke Absorption im Infraroten hervorruft (Absorptionsbande um 1050 nm zentriert). Die Fe³⁺-Ionen verleihen dem Glas eine leichte gelbliche Färbung, während die die Fe²⁺-Ionen ihm eine blaugrüne Färbung, die stärker ausgeprägt ist, verleihen. Andere Betrachtungen bleiben gleich, so sind die Fe²⁺-Ionen für die Absorption im infraroten Bereich verantwortlich und bestimmen daher die TE. Der Wert der TE nimmt ab, was denjenigen der SE zunehmen lässt, während die Konzentration an Fe²⁺ zunimmt. Bei der Bevorzugung der Gegenwart von Fe²⁺-Ionen gegenüber Fe³⁺-Ionen erhält man damit eine erhöhte Selektivität.
Vorzugsweise bietet das erfindungsgemäße Glas eine TUV4 von niedriger als 7%. Ein derartiger Wert ist so, dass der Schutz gegen die Entfärbung von Objekten, die in durch eine mittels eines erfindungsgemäßen Glases verglaste Oberfläche begrenzten Volumen platziert sind optimiert. Diese Eigenschaft ist insbesondere im Automobilbereich vorteilhaft. Die schwache Transmission der ultravioletten Strahlung erlaubt es, das Altern und die Entfärbung von Sitzen zu verhindern, die andauernd der Sonneneinwirkung ausgesetzt sind.
Vorteilhafterweise ist die dominierende Wellenlänge des erfindungsgemäßen Glases weniger als 550 nm, vorzugsweise weniger als 520 nm. Die grünen Gläser mit einer Nuance, die die oberen Grenzen einhält, werden als ästhetisch angesehen.
Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Glas als Färbemittel außerdem Eisen, und wenigstens eines der Elemente Selen, Chrom, Kobalt, Cer und Vanadium. Die Verwendung dieser Elemente erlaubt es, die optischen Eigenschaften des Glases optimal einzustellen und insbesondere ein hochselektives Glas zu erhalten.
Man kann ein Glas, das im Wesentlichen eine ähnliche Färbung wie das erfindungsgemäße Glas aufweist herstellen, indem man Nickel als Hauptfärbemittel verwendet. Die Gegenwart von Nickel weist jedoch Nachteile auf, insbesondere wenn das Glas über einen Flottierungsprozess hergestellt werden muss. Im Flottierungsprozess wird ein Band von heißem Glas entlang einer Oberfläche eines Bades aus geschmolzenem Zinn entlanggeführt, und zwar derart, dass seine Oberflächen plan und parallel sind. Um die Oxidation des Zinns an der Oberfläche des Bades zu vermeiden, was zu einer Eintragung von Zinnoxid in das Band führen würde, erhält man über dem Bad eine reduktive Atmosphäre aufrecht. Wenn das Glas Nickel enthält, wird es teilweise durch die im Glas existierende Atmosphäre reduziert, so dass im hergestellten Glas ein Schleier entsteht. Dieses Element ist ebenfalls schlecht geeignet, um einen erhöhten Selektivitätswert des es enthaltenden Glases zu erhalten, da es Licht nicht im Bereich des Infraroten absorbiert, was zu einem großen TE-Wert führt. Außerdem kann das im Glas vorhandene Nickel Nickelsulfid bilden. Dieses Sulfid existiert in verschiedenen kristallinen Formen, die in verschiedenen Temperaturbereichen stabil sind, und bei dem die Umwandlungen von der einen zur anderen Form Probleme erzeugen, wenn das Glas durch eine Sinterbehandlung verstärkt werden muss, wie es im Automobilbereich der Fall ist und ebenfalls für bestimmte Verglasungen im Gebäudebereich (Balkone, Wintergärten, ...). Das erfindungsgemäße Glas, das kein Nickel enthält, ist demnach besonders für die Herstellung mittels eines Flottierungsprozesses geeignet, ebenso wie für die Verwendung im architektonischen Bereich oder im Automobilbereich oder anderen.
Die Auswirkungen von verschiedenen Färbemitteln, die individuell für die Herstellung eines Glases verwendet werden können, sind die folgenden (gemäß "Das Glas" von H. Scholze – übersetzt von J. Le Dû, Institute du Verre, Paris):
Kobalt: Die Gruppe Co^IIO₄ ruft eine intensive Blaufärbung hervor mit einer dominierenden Wellenlänge, die derjenigen des Eisen-Selen-Chromophors quasi entgegengesetzt ist.
Chrom: Die Anwesenheit der Gruppe Cr^IIIO₆ führt zu Absorptionsbanden bei 650 nm und verleiht eine hellgrüne Färbung. Eine verstärkte Oxidation führt zur Gruppe Cr^VIO₄, die eine sehr intensive Absorptionsbande bei 365 nm hervorruft und eine gelbe Färbung verleiht.
Cer: Die Anwesenheit von Cer-Ionen in der Zusammensetzung ermöglicht es, eine starke Absorption im ultravioletten Bereich zu erhalten. Ceroxid existiert in zwei Formen: Ce^IV absorbiert im Ultravioletten um 240 nm und und Ce^III absorbiert im Ultravioletten um 314 nm.
Selen: Das Se⁴⁺-Kation hat praktisch keinen Farbeffekt, während das nicht geladene Element SeO eine rosa Färbung verleiht. Das Se^2–-Anion bildet ein Chromophor mit Fe³⁺-Ionen, und verleiht aufgrund dieser Tatsache dem Glas eine braunrote Färbung.
Vanadium: Bei wachsenden Gehalten an Alkalioxiden, wechselt die Färbung von Grün zu Farblosen, was durch die Oxidation der Gruppe V^IIIO₆ zu V^VO₄ hervorgerufen wird.
Die energetischen und optischen Eigenschaften eines Glases, das verschiedene Färbemittel enthält, resultieren daher aus einer komplexen Wechselwirkung zwischen denselben. Die Färbemittel haben in Wirklichkeit ein Verhalten, das stark von ihrem Redoxzustand abhängt und demnach von der Gegenwart von anderen Elementen, von denen angenommen wird, dass sie diesen Zustand beeinflussen.
Ein erfindungsgemäßes Glas kann erhalten werden, indem Selen als Färbemittel verwendet wird. Ein derartiges Glas wird die folgenden Gew.-% an Färbemitteln umfassen:

Fe₂O₃: 1,5 bis 1,8%
FeO: 0,25 bis 0,30%
Co: 0,0090 bis 0,0,145%
Cr₂O₃: 0,0015 bis 0,0025%
Se: 0,0003 bis 0,0009%

Mit dieser Zusammensetzung sind die folgenden optischen Eigenschaften verbunden:
30% < TLA4 < 40%
20% < TE4 < 30%
TUV4 < 5%
490 nm < λ_D < 500 nm
5% < P < 15%
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung umfasst das Glas jedoch kein Selen, das teuer ist und sich in das Glas nur mit einer schlechten Ausbeute einlagert.
Daher umfasst in bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung das Glas die folgenden Gew.-% an Färbemitteln:

Fe₂O₃: 1,2 bis 1,8% (Eisen gesamt)

FeO: 0,25 bis 0,35%

Co: 0,0020 bis 0,0100%

Cr₂O₃: 0,0010 bis 0,0100%

CeO₂: 0,10 bis 0.80%
Die Kombination dieser Färbemittel und insbesondere die Verwendung von Chrom und Cer ist für den Schutz der temperaturbeständigen Wände der Herstellungsöfen des Glases gegenüber denjenigen die keine Korrosionsrisiken aufweisen nicht ungünstig.
Eine ebenfalls bevorzugte Form der Erfindung entspricht der Gegenwart an folgenden Färbemitteln im Glas in Gew.-%:

Fe₂O₃: 0,9 bis 1,8% (Fe gesamt)

FeO: 0,25 bis 0,37

Co: 0,0010 bis 0,0100%

Cr₂O₃: 0 bis 0,0240%

V₂O₅: 0 bis 0,2
Die Verwendung von Vanadium als Färbemittel bietet den Vorteil, dass die Herstellungskosten des erfindungsgemäßen Glases durch den nur geringe Kosten verursachenden Charakter dieses Elementes begrenzt sind. Andererseits ist Vanadium durch seinen wenig verschmutzenden Charakter ebenfalls für den Schutz der Umgebung vorteilhaft.
Die Elemente Cer und Vanadium sind beide günstig für den Erhalt eines geringen Transmissionswertes für ultraviolette Strahlung des erfindungsgemäßen Glases.
Es ist in besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung möglich, nur Eisen, Kobalt und Vanadium als Färbemittel zu verwenden, in diesem Fall gemäß den folgenden Gew.-%:

Fe₂O₃: 0,9 bis 1,8% (Eisen gesamt)

FeO: 0,25 bis 0,35%

Co: 0,0010 bis 0,0100%

V₂O₅: 0,01 bis 0,2%
Dieses Glas, das eine beschränkte Anzahl von Färbemitteln enthält, ist einfacher in der Herstellung.
Andere besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind sowohl Vanadium und Chrom in Verhältnissen vorhanden, die in Bezug auf die Färbemitteln nicht gleich Null sind. Diese werden daher in ihrer Gesamtheit in folgenden Gew.-% verwendet:

Fe₂O₃: 0,9 bis 1,8% (Eisen gesamt)

FeO: 0,25 bis 0,35%

Co: 0,0010 bis 0,0100%

Cr₂O₃: 0,0005 bis 0,0150%

V₂O₅: 0,02 bis 0,2%
Die gleichzeitige Anwesenheit von Chrom und Vanadium bietet einen guten Schutz der Wände des Ofens gegenüber Korrosionseffekten.
Die Verhältnisse von Färbemitteln, die nachstehend definiert sind, erlauben es, Gläser zu erhalten, deren optische Eigenschaften in folgenden nachstehend definierten Bereichen liegen:
30% < TLA4 < 55%
20% < TE4 < 30%
480 nm < λ_D < 520 nm
5% < P < 15%
Der Bereich der so definierten Lichtdurchlässigkeit macht das erfindungsgemäße Glas besonders nützlich zur Verhinderung der Blendung durch Automobilscheinwerfer wenn es für die hinteren Seitenscheiben oder als Heckscheibe von Kraftfahrzeugen verwendet wird. Der Bereich der entsprechenden energetischen Transmission gewährleistet, dass das Glas eine hohe Selektivität aufweist. In Bezug auf die Bereiche der dominierenden Wellenlängen und der Anregungsreinheit, entsprechen Sie den Nuancen und einer Farbintensität, die besonders geschätzt wird, insbesondere gemäß den derzeit in Kraft befindlichen Vorschriften im Bereich der Architektur und im Bereich der Kraftfahrzeuge.
Gemäß besonders bevorzugten Formen der Erfindung, umfasst das Glas die folgenden Gew.-% an Färbemitteln:

Fe₂O₃: 1,4 bis 1,6%

FeO: 0,29 bis 0,31%

Co: 0,0040 bis 0,0070%

Cr₂O₃: 0,0030 bis 0,0060%

CeO₂: 0,2 bis 0,5%
Eine andere besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung entspricht Gläsern, die die folgenden Gew.-% an Färbemitteln enthalten:

Fe₂O₃: 1,2 bis 1,6%

FeO: 0,29 bis 0,31%

Co: 0,0020 bis 0,050%

V₂O₅: 0,02 bis 0,15%
Diesen Zusammensetzungen sind die folgenden Bereiche an optischen Eigenschaften zugeordnet:
40% < TLA4 < 50%
25% < TE4 < 30%
TUV4 < 6%
495 nm < λ_D < 500 nm 7% < P < 11%
Das Glas, das den eingeschränkteren Konzentrationsbereichen an Färbemitteln, wie sie nachstehend definiert sind, entspricht, ist insbesondere leistungsfähig, da es die optimalen energetischen Lichttransmissionseigenschaften vereint, um als hintere Seitenscheiben und als Heckscheibe für Kraftfahrzeuge verwendet zu werden. In seiner Verwendung im architektonischen Bereich, kombiniert es seine ästhetischen Qualitäten mit einer wichtigen Energieökonomie, die mit einer geringen Beanspruchung der Klimatisierungssysteme verbunden ist.
Ein derartiges Glas wird vorzugsweise in Form von Scheiben verwendet, die eine Dicke von 3 oder 4 mm für die hinteren Seitenscheiben und die Rückscheibe an Kraftfahrzeugen dienen und in Dicken von mehr als 4 mm in Gebäuden.
Das erfindungsgemäße Glas weist ebenfalls vorzugsweise eine Gesamtlichttransmission unter der Lichtquelle C bei einer Dicke von 5 mm (TLC5) im Bereich zwischen 25 und 55% auf, was es sehr geeignet dazu macht, die Blendung durch das Sonnenlicht zu unterdrücken, wenn es in einem Gebäude verwendet wird.
Das erfindungsgemäße Glas kann mit einer metallischen Oxidschicht versehen sein, die sein Aufheizen durch Sonnenstrahlung reduziert und folglich das Aufheizen des Innenraums eines Fahrzeugs, wen ein derartiges Glas als Verglasung verwendet.
Die erfindungsgemäßen Gläser können über herkömmliche Verfahren hergestellt werden. Als Ausgangsstoffe kann man natürliche vorkommende Stoffe verwenden, rezykliertes Glas, als Schlacken oder eine Kombination aus diesen Stoffen. Die Farbstoffe werden nicht notwendigerweise in der angegebenen Form zugegeben, aber die Art, die Mengen an Farbstoffen in den Äquivalenten in der angegebenen Form anzugeben, entspricht der üblichen Praxis. In der Praxis wird Eisen in Form von Eisenoxid, Kobalt in Form von hydratisiertem Sulfat wie beispielsweise CoSO₄·7H₂O oder CoSO₄·6H₂O zugegeben, Chrom wird in Form eines Bichromats wie K₂Cr₂O₇ zugegeben. Cer wird in Form eines Oxids oder eines Carbonats zugegeben. Vanadium wird in Form eines Oxids oder als Natriumvanadat zugegeben. Wenn Selen vorhanden ist, wird es in elementarer Form oder in Form eines Selenits wie Na₂SeO₃ oder ZnSeO₃ zugegeben.
Manchmal sind auch andere Elemente entweder als Verunreinigungen in den Ausgangsstoffen zur Herstellung des erfindungsgemäßen Glases vorhanden, entweder in den natürlich vorkommenden Stoffen, im rezyklierten Glas, oder in den Schlacken aber wenn diese Unreinheiten dem Glas keine Eigenschaften verleihen, die es außerhalb der vorstehend definierten Grenzen stellen, werden diese Gläser als erfindungsgemäße Gläser bezeichnet.
Die vorliegende Erfindung wird durch die nachstehenden spezifischen Beispiele der optischen Eigenschaften und Zusammensetzungen erläutert.
Beispiele 1 bis 54
Tabelle 1 zeigt beispielhaft und nicht einschränkend die Grundzusammensetzungen des Glases ebenso wie die Bestandteile der zu schmelzenden, zu einem Glas werdenden Charge, um erfindungsgemäße Gläser herzustellen. Die Tabellen IIA und IIB zeigen die optischen Eigenschaften und die Verhältnisse in Gew.-% der Färbemittel eines Glases, umfassend entweder Chrom und Cer oder Vanadium und/oder Chrom als Färbemittel. Tabelle III zeigt die optischen Eigenschaften und die Gewichtsverhältnisse der Färbemittel eines Glases umfassend Selen unter seinen Färbemitteln. Diese Verhältnisse werden über Röntgenfluoreszenz des Glases bestimmt und in molekulare Einheiten umgewandelt.
Tabelle I
Die zu verglasende Mischung kann ggf. ein Reduktionsmittel wie Koks, Graphit, Schlacke oder ein Oxidationsmittel wie Nitrat enthalten.
TABELLE IIa
TABELLE IIb
TABELLE III

Claims

Grün-grau gefärbtes Natron-Kalk-Glas, umfassend Färbemitteln und die folgenden, in Gewichtsprozent ausgedrückten, glasbildenden Hauptbestandteile: Na₂O 10 bis 20% CaO 0 bis 16% SiO₂ 60 bis 75% 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%

dadurch gekennzeichnet, dass die Färbemittel im Wesentlichen aus den in Gewichtsprozent ausgedrückten folgenden Färbemitteln bestehen, wobei die Gesamtmenge an Eisen in Form von Fe₂O₃ ausgedrückt ist: Fe₂O₃: 0,9 bis 1,8% FeO: 0,25 bis weniger als 0,4% Co: 0,0010 bis 0,0100% Cr₂O₃: 0 bis 0,0240% V₂O₅: 0 bis 0,2%

und dass das Glas eine Anregungsreinheit von mehr als 5% besitzt und unter der Lichtquelle A und für eine Dicke des Glases von 4 mm eine Lichtdurchlässigkeit (TLA4) von mehr als 30% aufweist, eine Selektivität (SE4) von mehr als 1,55 und eine Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung (TUV4) von weniger als 10%.
Gefärbtes Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Färbemittel im Wesentlichen aus den in Gewichtsprozent ausgedrückten folgenden Färbemitteln bestehen, wobei die Gesamtmenge an Eisen in Form von Fe₂O₃ ausgedrückt ist: Fe₂O₃: 0,9 bis 1,8% FeO: 0,25 bis 0,37% Co: 0,0010 bis 0,0100% Cr₂O₃: 0 bis 0,0240% V₂O₅: 0 bis 0,2%
Gefärbtes Glas nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Färbemittel im Wesentlichen aus den in Gewichtsprozent ausgedrückten folgenden Färbemitteln bestehen, wobei die Gesamtmenge an Eisen in Form von Fe₂O₃ ausgedrückt ist: Fe₂O₃: 0,9 bis 1,8% FeO: 0,25 bis 0,35% Co: 0,0010 bis 0,0100% V₂O₅: 0,01 bis 0,2%
Gefärbtes Glas nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Färbemittel im Wesentlichen aus den in Gewichtsprozent ausgedrückten folgenden Färbemitteln bestehen, wobei die Gesamtmenge an Eisen in Form von Fe₂O₃ ausgedrückt ist: Fe₂O₃: 0,9 bis 1,8% FeO: 0,25 bis 0,35% Co: 0,0010 bis 0,0100% Cr₂O₃: 0,005 bis 0,0150% V₂O₅: 0,02 bis 0,2%
Gefärbtes Glas nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Färbemittel im Wesentlichen aus den in Gewichtsprozent ausgedrückten folgenden Färbemitteln bestehen, wobei die Gesamtmenge an Eisen in Form von Fe₂O₃ ausgedrückt ist: Fe₂O₃: 1,2 bis 1,6% FeO: 0,29 bis 0,31% Co: 0,0020 bis 0,0050% V₂O₅: 0,02 bis 0,15%
Grün-grau gefärbtes Natron-Kalk-Glas, umfassend Färbemittel und die folgenden, in Gewichtsprozent ausgedrückten, glasbildenden Hauptbestandteile: Na₂O 10 bis 20% CaO 0 bis 16% SiO₂ 60 bis 75% 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%

dadurch gekennzeichnet, dass die Färbemittel im Wesentlichen aus den in Gewichtsprozent ausgedrückten folgenden Färbemittel bestehen, wobei die Gesamtmenge an Eisen in Form von Fe₂O₃ ausgedrückt ist: Fe₂O₃: 1,2 bis 1,8% FeO: 0,25 bis 0,35% Co: 0,0020 bis 0,0100% Cr₂O₃: 0,0010 bis 0,0100% CeO₂: 0,1 bis 0,8%

und dass das Glas eine Anregungsreinheit von mehr als 5% besitzt und unter der Lichtquelle A und für eine Dicke des Glases von 4 mm eine Lichtdurchlässigkeit (TLA4) von mehr als 30% aufweist, eine Selektivität (SE4) von mehr als 1,55 und eine Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung (TUV4) von weniger als 10%.
Gefärbtes Glas nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstoffe im Wesentlichen aus den in Gewichtsprozent ausgedrückten folgenden Farbstoffen bestehen, wobei die Gesamtmenge an Eisen in Form von Fe₂O₃ ausgedrückt ist: Fe₂O₃: 1,4 bis 1,6% FeO: 0,29 bis 0,31% Co: 0,0040 bis 0,0070% Cr₂O₃: 0,0030 bis 0,0060% CeO₂: 0,2 bis 0,5%
Grün-grau gefärbtes Natron-Kalk-Glas, umfassend Färbemittel und die folgenden, in Gewichtsprozent ausgedrückten, glasbildenden Hauptbestandteile: Na₂O 10 bis 20% CaO 0 bis 16% SiO₂ 60 bis 75% 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%

dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstoffe im Wesentlichen aus den in Gewichtsprozent ausgedrückten folgenden Farbstoffen bestehen, wobei die Gesamtmenge an Eisen in Form von Fe₂O₃ ausgedrückt ist: Fe₂O₃: 1,5 bis 1,8% FeO: 0,25 bis 0,30% Co: 0,0090 bis 0,0145% Cr₂O₃: 0,0015 bis 0,0025% Se: 0,0003 bis 0,0009%

und dass das Glas eine Anregungsreinheit von mehr als 5% besitzt und unter der Lichtquelle A und für eine Dicke des Glases von 4 mm eine Lichtdurchlässigkeit (TLA4) von mehr als 30% aufweist, eine Selektivität (SE4) von mehr als 1,55 und eine Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung (TUV4) von weniger als 10%.
Gefärbtes Glas nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Selektivität (SE4) von mehr als 1,6 aufweist.
Gefärbtes Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es eine TUV4 von weniger als 7% aufweist.
Gefärbtes Glas nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es bei einer Dicke des Glases von 5 mm eine dominierende Wellenlänge (λ_D) von weniger als 550 nm, vorzugsweise von weniger als 520 nm aufweist.
Gefärbtes Glas nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas die folgenden optischen Eigenschaften aufweist: 30% < TLA4 < 55% 20% < TE4 < 30% 480 nm < λ_D < 520 nm 5% < P < 15%
Gefärbtes Glas nach einem der Ansprüche 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas die folgenden optischen Eigenschaften aufweist: 40% < TLA4 < 50% 25% < TE4 < 30% TUV4 < 6% 495 nm < λ_D < 500 nm 7% < P < 11%
Gefärbtes Glas nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas die folgenden optischen Eigenschaften aufweist: 30% < TLA4 < 40% 20% < TE4 < 30% TUV4 < 5% 490 nm < λ_D < 500 nm 5% < P < 15%
Gefärbtes Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es bei einer Dicke von 5 mm eine Lichtdurchlässigkeit unter der Lichtquelle C (TLC5) zwischen 25 und 55% aufweist.
Gefärbtes Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Metalloxidlage beschichtet ist.
Gefärbtes Glas nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in Form einer Scheibe vorliegt.
Gefärbtes Glas nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Verglasung für ein Kraftfahrzeug bildet.