ES2321684T3 - Composicion de vidrio de color y paneles de vision para automoviles con cambio de color transmitido reducido. - Google Patents

Composicion de vidrio de color y paneles de vision para automoviles con cambio de color transmitido reducido. Download PDF

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Abstract

Una composición de vidrio de color gris neutro para paneles de visión para automóviles que tienen características de cambio de color transmitido reducido, teniendo la composición de vidrio una parte base que comprende: SiO2 65 al 75 por ciento en peso Na2O 10 al 20 por ciento en peso CaO 5 al 15 por ciento en peso MgO 0 al 5 por ciento en peso Al 2O 3 0 al 5 por ciento en peso K2O 0 al 5 por ciento en peso y colorantes principales que comprenden: Fe2O3 (hierro total) 0,30 al 0,50 por ciento en peso CoO 0 a 15 ppm Se 3 a 6 ppm polisulfuros de hierro hasta 10 ppm en la que el vidrio tiene una transmitancia luminosa de al menos el 65 por ciento a un espesor de 3,9 mm, una relación redox de > 0,35 a 0,60, una TEST inferior o igual al 65 por ciento, y un cambio de color transmitido estándar inferior a 6, en la que el cambio de color transmitido estándar se evalúa con respecto a un material seleccionado mediante las etapas de: (a) determinar el valor de color transmitido para un material seleccionado examinado a través de un sustrato de referencia; (b) determinar el valor de color transmitido del mismo material seleccionado a través de un vidrio de una composición de vidrio de color gris neutro; (c) determinar la diferencia de color medido entre los valores de color transmitido con el sustrato de referencia y los valores de color transmitido del vidrio de color gris neutro; o alternativamente el cambio de color transmitido estándar se evalúa con respecto a un material seleccionado mediante las etapas de: (a) medir la reflectancia del material seleccionado durante una pluralidad de longitudes de onda usando un iluminante de referencia y un dispositivo de medición; (b) medir la transmitancia de un sustrato de referencia durante una pluralidad de longitudes de onda usando el iluminante de referencia y el dispositivo de medición; (c) calcular un valor de cambio de color transmitido para el material seleccionado examinado a través del sustrato de referencia; (d) medir la transmitancia de un sustrato de prueba durante una pluralidad de longitudes de onda usando el iluminante de referencia y el dispositivo de medición; (e) calcular un valor de cambio de color transmitido para el material seleccionado examinado a través del sustrato de prueba por la fórmula: Tlambdaa = SIlambda xTGlambda x ROlambda x TGlambda x SOlambda en la que Tlambda es la cantidad de luz del iluminante de referencia transmitida a través del sustrato, reflejada por el material seleccionado y retransmitida de nuevo a través del sustrato al dispositivo de medición a una longitud de onda lambda, SIlambda es la potencia relativa del iluminante de referencia a una longitud de onda lambda, TGlambda es la transmitancia del sustrato a una longitud de onda lambda, ROlambda es la reflectancia del material seleccionado a una longitud de onda lambda y SOlambda es un valor de triestímulo del observador patrón a una longitud de onda lambda; y (f) comparar el valor de cambio de color transmitido de la etapa (c) con el valor de cambio de color transmitido de la etapa (e) para determinar un cambio de color transmitido estándar.

Description

Composición de vidrio de color y paneles de visión para automóviles con cambio de color transmitido reducido.
Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención
La presente invención se refiere, en general, a composiciones de vidrio de color neutro y, más particularmente, a composiciones de vidrio de color gris que tienen características de bajo cambio de color transmitido que son particularmente muy aptas para paneles de visión para automóviles, tales como parabrisas y luces de posición delanteras.
2. Consideraciones técnicas
En diferentes partes del mundo, las agencias gubernamentales con responsabilidad para regular o autorizar la seguridad de vehículos de motor, o el uso de carreteras u otras vías públicas, han recomendado valores mínimos de transmitancia de luz luminosa para "paneles de visión" para automóviles particulares, tales como parabrisas y luces de posición delanteras. Por ejemplo, las normas federales de los Estados Unidos requieren que la transmitancia de luz luminosa (ATL) de parabrisas y luces de posición delanteras para automóviles sea al menos el 70%. Los requisitos de transmitancia luminosa para otras transparencias para automóviles, tales como luces de posición traseras y luces traseras de camiones y furgonetas pequeñas, y para paneles de no visión, tales como techos corredizos, techos solares y similares, son normalmente menores a los de para parabrisas y luces de posición delanteras. Otras áreas del mundo pueden tener un mínimo prescrito diferente.
Las transparencias para automóviles de color o recubiertas en uso hoy en día que cumplen los requisitos de transmisión luminosa exigidos también pueden proporcionar algún grado de sombra o propiedades de control solar, por ejemplo para ayudar a disminuir los efectos perjudiciales de la radiación ultravioleta en el interior del vehículo, por ejemplo el descoloramiento de telas. Sin embargo, aunque estas transparencias para automóviles conocidas pueden proporcionar algún grado de protección contra la solar energía, también tienden a tener un efecto sobre el color percibido de un objeto examinado a través de la transparencia. Por ejemplo, el color del interior de un vehículo, por ejemplo el color de las telas interiores, percibido desde fuera del vehículo visto a través de una transparencia para automóviles de color convencional puede parecer que es de un color diferente al color real del interior. Si el interior del vehículo se ha seleccionado para proporcionar un cierto efecto estético con respecto al aspecto global del vehículo, este cambio de color percibido o "transmitido" puede tener un impacto negativo sobre el aspecto estético global del vehículo.
Por tanto, sería ventajoso un vidrio de color neutro, por ejemplo un vidrio que tuviera una menor pureza de excitación o un color menos intenso, tal como gris, que redujera este cambio de color percibido a la vez que también proporcionara buenas propiedades de rendimiento solar. Sin embargo, la formación de un vidrio tal plantea diversas cuestiones de producción. Por ejemplo, la mayoría de las composiciones de vidrio de color para automóviles que tienen buenas propiedades de control solar, tales como absorción y/o reflexión infrarroja ("IR") o ultravioleta ("UV"), también tienen una concentración de moderada a alta de hierro ferroso (FeO). El hierro ferroso produce una banda de absorción ancha en la región roja a la IR próxima del espectro solar. La concentración de hierro ferroso en el vidrio depende tanto de la concentración total de óxido de hierro como del estado de oxidación del vidrio, o su relación redox. Por tanto, el conseguir niveles de moderados a más altos de hierro ferroso en el vidrio puede implicar aumentar o la concentración de hierro total del vidrio o la relación redox del vidrio, o ambas.
A una relación redox comúnmente practicada de 0,35 o menos, el aumento del hierro total en el vidrio generalmente da como resultado colores verdes. Por otra parte, el aumento de la relación redox del vidrio cambia el color del vidrio a azul. El aumento de una o ambas de estas variables también puede dar como resultado una menor transmitancia de luz luminosa (ATL) debido a una mayor absorción de luz visible. Por tanto, es particularmente difícil lograr una alta absorción de IR en un vidrio de color neutro a la vez que se mantiene un alto nivel de transmitancia visible para cumplir las normas mínimas de ATL exigidas.
El documento EP-A-0 653 386 describe una composición de vidrio gris neutro con transmitancia luminosa del 60% y mayor a un espesor de 3,9 milímetros usando como colorantes del 0,3 al 0,7% en peso de Fe_{2}O_{3}, no más del 0,21% en peso de FeO, 3-50 ppm de CoO y 1-15 ppm de Se en la que la relación redox es inferior a 0,3, resultando así hojas de vidrio gris neutro.
El documento EP-A-0736499 desvela un vidrio para aplicaciones para automóviles que comprende 72,8% en peso de SiO_{2}, 13,8% en peso de Na_{2}O, 8,8% en peso de CaO, 3,8% en peso de MgO, 0,13% en peso de Al_{2}O_{3}, 0,503-0,594% en peso de Fe_{2}O_{3}, 0 ppm de CoO, 4-6 ppm de Se y 0% en peso de SO_{3}. Los vidrios tienen una relación redox de 0,244-0,274, una transmitancia luminosa del 70,8-71,7% y una TEST del 48,9-53,8%. En el documento no se menciona un cambio de color transmitido estándar.
Un objeto de la presente invención es proporcionar composiciones de vidrio y paneles de visión para automóviles que sean de color neutro que proporcionen buenas propiedades de rendimiento solar y que también proporcionen menores características de cambio de color transmitido que las composiciones de vidrio convencionales. Las composiciones de vidrio de la invención pueden producirse a un amplio intervalo de relaciones redox.
Resumen de la invención
La presente invención proporciona composiciones de vidrio que tienen un color gris neutro y transmitancia (visible) luminosa dentro de un intervalo que permite usar el vidrio en las áreas de visión delanteras de vehículos de motor, por ejemplo parabrisas y luces de posición delanteras, o como acristalamiento principal en un vehículo. El vidrio también puede ser útil para uso en transparencias arquitectónicas. El vidrio de la presente invención puede tener una parte base de vidrio de sosa-cal-sílice típico, tal como para vidrio plano o flotado convencional, con colorantes principales que también proporcionan algunas propiedades de control solar. Los colorantes principales comprenden del 0,30 al 0,50 por ciento en peso de hierro total (Fe_{2}O_{3}), 0 a 15 ppm de CoO y 3 a 16 ppm de Se, y hasta 10 ppm de polisulfuros de hierro, con una relación redox de >0,35 a 0,60. El vidrio tiene una transmitancia luminosa de al menos el 65% a un espesor de 3,9 mm y una transmisión de energía solar total (TEST) inferior o igual al 65%. Como se trata en detalle en el ejemplo 2, el vidrio también proporciona un cambio de color transmitido estándar inferior a aproximadamente 6, más preferentemente inferior a aproximadamente 5. El procedimiento de evaluación para el cambio de color transmitido estándar se explica en detalle en el ejemplo 2.
La longitud de onda dominante del vidrio puede variar algo según preferencias de color particulares. Sin embargo, se prefiere que el vidrio sea un color gris neutro caracterizado por longitudes de onda dominantes en el intervalo de aproximadamente 480 nm a aproximadamente 580 nm, con una pureza de excitación inferior a aproximadamente el 8%.
El vidrio de la presente invención puede producirse usando o procedimientos de redox alta, por ejemplo relaciones redox superiores o iguales a 0,35, preferentemente superiores o iguales a 0,4. Los procedimientos de redox alta se prefieren actualmente para proporcionar el máximo rendimiento y el mejor color, es decir, el color más neutro. El intervalo redox de esta invención puede conseguirse en hornos de fusión de vidrio de quemado superior convencionales u otros hornos de fusión de vidrio. Como será apreciado por aquellos expertos en la materia, pueden requerirse ajustes de entrada para los componentes de carga que controlan la relación redox, es decir, sales oxidantes tales como torta de sal y yeso y agentes reductores tales como carbón, para obtener relaciones redox superiores a aproximadamente 0,25.
La presente invención también proporciona un procedimiento para producir vidrio en el que se estabiliza la pérdida de selenio. Por "estabilizado" se quiere indicar que la fracción de selenio retenido en el vidrio permanece sustancialmente constante o incluso aumenta durante un intervalo dado de relaciones redox. En la presente invención, se ha descubierto que para las composiciones de carga de vidrio de color bronce y/o gris que contienen selenio, el porcentaje de retención de selenio en el vidrio llega a ser relativamente constante durante un intervalo de relaciones redox de aproximadamente 0,35 a aproximadamente 0,60. Además, el aumento de la relación redox por encima de 0,60 da como resultado un aumento de los niveles de retención de selenio.
Por tanto, el vidrio fabricado según los procedimientos y las composiciones descritos en este documento puede tener un aspecto gris neutro, un bajo valor de TEST y un bajo cambio de color transmitido estándar. Por tanto, la adición de diversas cantidades y combinaciones de componentes adicionales, tales como óxido de cerio, óxido de vanadio, óxido de molibdeno, óxido de titanio, óxido de cinc y óxido de estaño, a las composiciones de vidrio anteriores también puede suprimir la transmisión UV del artículo.
Breve descripción del dibujo
La fig. 1 es una gráfica de retención de selenio en porcentaje frente a la relación redox para varios fundidos de carga de vidrio de color bronce o gris.
Descripción detallada de la invención
Cualquier referencia numérica a cantidades, a menos que se especifique lo contrario, es "en porcentaje en peso". El contenido de hierro total de las composiciones de vidrio desveladas en este documento se expresa en términos de Fe_{2}O_{3} según la práctica analítica convencional, independientemente de la forma realmente presente. Asimismo, la cantidad de hierro en el estado ferroso se presenta como FeO, aún cuando en realidad pueda no estar presente en el vidrio como FeO. Además, a menos que se declare lo contrario, el término "hierro total" en esta memoria descriptiva debe significar hierro total expresado en términos de Fe_{2}O_{3} y el término "FeO" debe significar hierro en el estado ferroso expresado en términos de FeO. Como se usa en este documento, el término "relación redox" significa la cantidad de hierro en el estado ferroso (expresado como FeO) dividido por la cantidad de hierro total (expresado como Fe_{2}O_{3}). El selenio se expresa en términos de Se elemental y el cobalto se expresa en términos de CoO. Como se usa en este documento, los términos "control solar" y "propiedades de control solar" significan propiedades que afectan a las propiedades solares, por ejemplo transmitancia visible, IR o UV y/o reflectancia del vidrio.
Generalmente, las composiciones de vidrio de la presente invención tiene una parte base, es decir, los constituyentes principales del vidrio sin los colorantes principales, que comprende un vidrio de tipo sosa-cal-sílice caracterizado del siguiente modo (todos los valores son en porcentaje en peso):
SiO_{2}
65-75
Na_{2}O
10-20
CaO
5-15
MgO
0-5
Al_{2}O_{3}
0-5
K_{2}O
0-5
Los colorantes principales, tales como hierro, cobalto y/o selenio, pueden añadirse a esta parte base para colorear el vidrio y/o proporcionar el vidrio con propiedades de control solar, tales como características de absorción de radiación IR y/o UV. En una realización actualmente preferida, los colorantes principales comprenden del 0,30 al 0,50 por ciento en peso de hierro total, 0 a 15 ppm de CoO y 3 a 6 ppm de Se, con una relación redox de > 0,35 a 0,60.
Las composiciones de vidrio de la invención pueden producirse durante un amplio intervalo de relaciones redox. Una composición de vidrio a modo de ejemplo de la invención puede comprender más del 0,5 por ciento en peso de hierro total, menos de 12 ppm de CoO, preferentemente menos de 9 ppm de CoO. Para una relación redox superior o igual a 0,4, preferentemente 0,4 a 0,675, una composición de vidrio a modo de ejemplo de la invención puede comprender menos del 0,5 por ciento en peso de hierro total, preferentemente del 0,3 al 0,5 por ciento en peso de hierro total, y 3 a 6 ppm de Se, preferentemente 4 a 5 ppm de Se, con poco, si está presente, CoO. Las composiciones de vidrio específicas y su influencia en el cambio de color transmitido se describen en los ejemplos más adelante.
Las composiciones de vidrio de la invención proporcionan vidrio de color neutro, es decir, gris. El color de un objeto, y en particular el vidrio, es sumamente subjetivo. El color observado dependerá de las condiciones de iluminación y las preferencias del observador. Se han desarrollado varios sistemas de orden de color con el fin de evaluar el color en una base cuantitativa. Un procedimiento tal para especificar el color adoptado por la Comisión Internacional de Iluminación (CIE) usa la longitud de onda dominante (LD) y la pureza de excitación (Pe). Los valores numéricos de estas dos especificaciones para un color dado pueden determinarse calculando las coordenadas de color x e y a partir de los denominados valores triestímulo X, Y, Z de ese color. Entonces, las coordenadas de color se representan en un diagrama de cromaticidad 1931 CIE y se comparan numéricamente con las coordenadas del iluminante C patrón de CIE, como se identifica en la publicación de CIE nº 15.2. Esta comparación proporciona una posición de espacio del color en el diagrama para determinar la pureza de excitación y la longitud de onda dominante del color del
vidrio.
En otro sistema de orden de color, el color se especifica en términos de tono y luminosidad. Este sistema se denomina comúnmente el sistema de color CIELAB. El tono distingue colores tales como rojo, amarillo, verde y azul. La luminosidad, o el valor de luminosidad, distinguen el grado de luminosidad u oscuridad. Los valores numéricos de estas características, que se identifican como L*, a* y b*, se calculan a partir de los valores triestímulo (X, Y, Z). L* indica la luminosidad u oscuridad del color y representa el plano de luminosidad sobre el que reside el color. a* indica la posición del color sobre un eje rojo (+a*) verde (-a*). b* indica la posición del color sobre un eje amarillo (+b*) azul (-b*). Si las coordenadas rectangulares del sistema CIELAB se convierten en coordenadas polares cilíndricas, el sistema de color resultante se conoce como el sistema de color CIELCH que especifica el color en términos de luminosidad (L*), y ángulo de tono (Hº) y croma (C*). L* indica la luminosidad u oscuridad del color como en el sistema CIELAB. La croma, o saturación o intensidad, distingue la intensidad o claridad de color (es decir, la viveza frente a la opacidad) y es la distancia vectorial desde el centro del espacio de color hasta el color medido. Cuanto menor sea la croma del color, es decir, cuanto menos sea su intensidad, más cerca está el color de ser un denominado color neutro. Con respecto al sistema CIELAB, C* = (a*^{2} + b*^{2})^{1/2}. El ángulo de tono distingue colores tales como rojo, amarillo, verde y azul y es una medida del ángulo del vector que se extiende desde las coordenadas a*, b* por el centro del espacio de color CIELCH medido en sentido contrario a las agujas del reloj desde el eje rojo (+a*).
Debe apreciarse que el color puede caracterizarse en cualquiera de estos sistemas de color y un experto en la materia puede calcular valores de LD y Pe equivalentes; valores de L*, a*, b*; y valores de L*, C*, H a partir de las curvas de transmitancia del vidrio examinado o la transparencia compuesta. Una discusión detallada de cálculos de color se facilita en la patente de EE.UU. nº 5.792.559.
También pueden añadirse colorantes adicionales a la composición de vidrio de soda-cal-sílice que contiene hierro básico de la invención descrita anteriormente para reducir la intensidad de color en el vidrio, y en particular para producir un vidrio gris neutro. Como se usa en este documento, el término "gris" significa un vidrio o transparencia que tiene longitudes de onda dominantes en el intervalo de aproximadamente 480 nm a aproximadamente 580 nm, preferentemente 485 nm a 540 nm, con una pureza de excitación inferior a aproximadamente el 8%, preferentemente inferior al 3%.
Para evitar la formación de piedras de sulfuro de níquel, la composición de vidrio actualmente preferida de la invención está preferentemente esencialmente libre níquel; es decir, no se hace una adición intencionada de níquel o compuestos de níquel, aunque no siempre puede evitarse la posibilidad de trazas de níquel debido a la contaminación. Aunque no se prefiere, otras realizaciones de la invención podrían incluir níquel.
Debe apreciarse que las composiciones de vidrio desveladas en este documento pueden incluir pequeñas cantidades de otros materiales, por ejemplo, adyuvantes de fusión y refino, materiales residuales o impurezas. Adicionalmente debe apreciarse que en el vidrio pueden incluirse pequeñas cantidades de componentes adicionales para proporcionar las características de color deseadas y/o mejorar el rendimiento solar del vidrio. Ejemplos de tales componentes incluyen polisulfuro de hierro. Otros ejemplos incluyen cromo, manganeso, titanio, cerio, cinc, molibdeno, u óxidos o combinaciones de los mismos. Si están presentes, estos componentes adicionales comprenden preferentemente menos de o igual a aproximadamente el 3 por ciento en peso de la composición de vidrio.
Como se trata anteriormente, los colorantes principales de la invención, algunos de los cuales proporcionan propiedades de rendimiento solar al vidrio, incluyen óxido de hierro, selenio y, en algunas realizaciones, óxido de cobalto. Los óxidos de hierro en la composición de vidrio desempeñan varias funciones. El óxido férrico, Fe_{2}O_{3}, es un absorbente de radiación ultravioleta fuerte y funciona como colorante amarillo en el vidrio. El óxido ferroso, FeO, es un absorbente de radiación infrarroja fuerte y funciona como colorante azul.
El selenio (Se) es un elemento que, dependiendo de su estado de oxidación, actúa como material absorbente de ultravioleta y/o como material colorante. El selenio como colorante da diferentes resultados de color dependiendo de su estado de oxidación. Oxidado como selenito o selenato, no existe ningún efecto visible (sin impacto) en el color. El selenio elemental (disuelto como Se molecular) da al vidrio un color rosa. El selenio reducido (seleniuro férrico) da al vidrio un color marrón rojizo. El Se también puede absorber algo de radiación infrarroja y su uso tiende a reducir la redox.
El óxido de cobalto (CoO) funciona como colorante azul y no presenta ninguna propiedad absorbente apreciable de radiación infrarroja o ultravioleta. Se requiere un equilibrio apropiado entre el hierro, es decir, los óxidos férrico y ferroso, el selenio y, en la mayoría de las realizaciones, el cobalto, para obtener el vidrio de visión de color deseado con las propiedades espectrales deseadas.
Habrá límites en la concentración de selenio y cobalto si el producto está previsto para una aplicación de vidrio de visión para automóviles con ATL superior a aproximadamente el 70%. Los ejemplos específicos se proporcionan en este documento. Para reducir la carga térmica en un vehículo, el producto debe tener una transmitancia de energía solar total (TEST) inferior o igual al 65%, más preferentemente inferior o igual al 60%, incluso más preferentemente inferior o igual al 55%, y lo más preferentemente inferior o igual al 50%. Para mantener la ATL requerida y la TEST deseada deben controlarse las concentraciones de Se, CoO, Fe_{2}O_{3} total y la relación redox. Por tanto, los ejemplos proporcionados dan combinaciones específicas de las variables anteriores para el color deseado y los valores de TEST. Sin embargo, debe entenderse que la invención no se limita a los ejemplos desvelados en este documento. Generalmente, para la combinación preferida de propiedades, a medida que se reduce la TEST del vidrio, aumenta la concentración de FeO (=relación redox x concentración de Fe_{2}O_{3} total). Más allá de un cierto valor de Fe_{2}O_{3} total, relación redox, o combinaciones de los mismos, será necesario reducir la concentración de CoO, Se, o ambas.
Una composición de vidrio de redox alta a modo de ejemplo de la presente invención tiene los siguientes constituyentes:
SiO_{2}
65-75 por ciento en peso
Na_{2}O
10-20 por ciento en peso
CaO
5-15 por ciento en peso
MgO
0-5 por ciento en peso
Al_{2}O_{3}
0-5 por ciento en peso
K_{2}O
0-5 por ciento en peso
Fe_{2}O_{3}
0,30-0,5 por ciento en peso
CoO
0-12 ppm
Se
3-6 ppm
Relación redox 0,4-0,60.
Para vidrios con ATL inferior a aproximadamente el 70% puede usarse un intervalo más ancho de los colorantes anteriores y la relación redox. Las cantidades máximas de CoO y Se estarán en el extremo inferior del intervalo superior para valores de TEST más bajos, por ejemplo inferiores o iguales a aproximadamente el 52%. Además, para una ATL y TEST dadas, la suma de sus composiciones individuales será inferior a la concentración máxima que puede usarse para cada colorante solo. Como regla general, a medida que disminuye el valor de TEST, menos se requerirá de los colorantes anteriores.
El vidrio de la presente invención puede prepararse de cualquier espesor, por ejemplo 1 mm a 20 mm, preferentemente aproximadamente 1,6 mm a aproximadamente 4,9 mm.
Con respecto a las realizaciones de relación redox alta de la invención, un importante problema esperado era la combinación de redox alta y selenio en el vidrio. El selenio añadido a los materiales de carga para la producción de vidrio se volatiliza rápidamente a temperaturas elevadas antes de incorporarse al fundido de vidrio, disminuyendo así su retención en el vidrio resultante. Comúnmente se cree en la industria del vidrio que aumentar la relación redox dará como resultado incluso menos retención de selenio. Datos anteriores habían indicado que en el extremo inferior del intervalo de relación redox de la invención, por ejemplo 0,2-0,3, a medida que aumenta la relación redox, disminuye rápidamente la retención de selenio. Por extensión, a valores de relación redox superiores a 0,3 podría esperarse una retención de selenio despreciable en el vidrio. Como se muestra en la fig. 1, la presente invención ha confirmado la rápida disminución en la retención de selenio a medida que aumenta la relación redox de aproximadamente 0,2 a aproximadamente 0,35. La fig. 1 muestra la retención en porcentaje en peso de selenio en diversas composiciones de carga de vidrio de color bronce o gris fabricadas a diferentes relaciones redox. Sin embargo, como también se muestra en la fig. 1, también se ha descubierto sorprendentemente que esta tendencia de retención de selenio disminuida se ralentiza y la retención de selenio llega a ser relativamente independiente de la relación redox, es decir, se estabiliza hasta una retención en porcentaje final sustancialmente constante para composiciones en el intervalo de valores de relación redox de aproximadamente 0,35 a aproximadamente 0,60. Además, el aumento de la relación redox más allá de aproximadamente 0,60 da en realidad como resultado un aumento de los niveles de retención de selenio. Por tanto, cuando se produce vidrio de color bronce o gris en el intervalo de relación redox de 0,35 a 0,60, la cantidad de partida de selenio no tiene que aumentarse a media que aumenta la relación redox para llegar a sustancialmente la misma cantidad final de selenio en el vidrio, contrariamente a lo que se habría esperado previamente.
Las composiciones de vidrio de la presente invención pueden producirse fundiendo y refinando material de carga conocido para aquellos expertos en la materia en una operación de fusión continua de vidrio comercial a gran escala. Las composiciones de vidrio pueden formarse en hojas de vidrio plano de espesor variable mediante el procedimiento de flotación en el que el vidrio fundido se apoya sobre una piscina de metal fundido, normalmente estaño, a medida que adquiere una forma de cinta y se enfría, en un modo muy conocido en la técnica.
Aunque se prefiere que el vidrio desvelado en este documento se fabrique usando una operación de fusión continua de quemado superior convencional como es muy conocida en la técnica, el vidrio también pueden producirse usando una operación de fusión de múltiples etapas, por ejemplo, como se desvela en las patentes de EE.UU. 4.381.934 a Kunkle y col., 4.792.536 a Pecoraro y col., y 4.886.539 a Cerutti y col. Si se requiere, dentro de las etapas de fusión y/o formación de la operación de producción de vidrio puede emplearse un dispositivo de agitación para homogeneizar el vidrio con el fin de producir vidrio de la mayor calidad óptica.
Dependiendo del tipo de operación de fusión, puede añadirse azufre a los materiales de carga de un vidrio de sosa-cal-sílice como adyuvante de fusión y refino. El vidrio flotado producido comercialmente puede incluir hasta aproximadamente el 0,5% en peso de SO_{3}. En una composición de vidrio que incluye hierro y azufre, el proporcionar condiciones reductoras puede crear una coloración ámbar que reduce la transmitancia luminosa como se trata en la patente de EE.UU. nº 4.792.536 a Pecoraro y col. El aumentar el contenido de FeO permite que aumente la absorción de vidrio en el infrarrojo y se reduzca la TEST. Sin embargo, si el vidrio se fabrica en presencia de azufre en condiciones altamente reductoras, puede tomar un color ámbar debido a la formación de cromóforos resultantes de la reacción entre el azufre y el hierro férrico. Sin embargo, se cree además que las condiciones reductoras requeridas para producir esta coloración en composiciones de vidrio flotado del tipo desvelado en este documento para sistemas de redox baja se limitan a aproximadamente los 20 primeros micrómetros de la superficie inferior del vidrio en contacto con el estaño fundido durante la operación de formación del flotado y, en menor grado, a la superficie superior de vidrio expuesta. Debido al bajo contenido de azufre en el vidrio y a la limitada región del vidrio en la que podría producirse cualquier coloración, dependiendo de la composición particular del vidrio de sosa-cal-sílice, el azufre en estas superficies no sería un colorante principal. En otras palabras, la ausencia de los cromóforos del sulfuro de hierro no daría como resultado la longitud de onda dominante para el vidrio de color que va más allá del intervalo deseado de longitud de onda para el color deseado para redox baja. Por tanto, estos cromóforos tienen poco efecto material, si tienen alguno, en el color del vidrio o las propiedades espectrales a redox baja, es decir, por debajo de aproximadamente 0,35. A redox alta, es decir, por encima de aproximadamente 0,35, los cromóforos de los polisulfuros de hierro pueden formarse en la propia masa de vidrio. Por ejemplo, para relaciones redox superiores o iguales a aproximadamente 0,4 pueden estar presentes hasta aproximadamente 10 ppm de polisulfuros de hierro.
Debe apreciarse que, como resultado de la formación del vidrio sobre estaño fundido como se trata anteriormente, cantidades medibles de óxido de estaño pueden migrar a las partes superficiales del vidrio sobre la cara en contacto con el estaño fundido. Normalmente, una pieza de vidrio flotado tiene una concentración de SnO_{2} que oscila de aproximadamente el 0,05 al 2% en peso en aproximadamente los 25 primeros micrómetros por debajo de la superficie del vidrio que estaba en contacto con el estaño. Los niveles de fondo típicos de SnO_{2} podrían elevarse a 30 partes por millón (ppm). Se cree que altas concentraciones de estaño en aproximadamente los 10 primeros Angstroms de la superficie del vidrio apoyada por el estaño fundido pueden aumentar ligeramente el índice de reflexión de esa superficie de vidrio; sin embargo, el impacto global sobre las propiedades del vidrio es mínimo.
Las composiciones de vidrio de la presente invención pueden recubrirse con uno o más recubrimientos formadores de películas o películas o pueden tener material de película existente situado sobre o depositado sobre al menos una parte del vidrio. Una o más película(s) de recubrimiento sobre el sustrato pueden ser películas finas tales como aquellas aplicadas mediante aplicación pirolítica, técnicas de deposición química de vapor y pulverización catódica tales como deposición a vacío por pulverización catódica por magnetrón (denominada "MSVD") o deposición por haz de electrones (EB). Puede usarse cualquiera de las técnicas que son muy conocidas para aquellos expertos en la materia. Puede usarse, por ejemplo, la tecnología de deposición de película fina tal como pulverización catódica que incluye pulverización catódica a vacío, evaporación térmica, deposición por haz de electrones, deposición asistida por iones. Las técnicas de evaporación por haz de electrones que tienen técnicas de pulverización catódica de sustrato pueden usarse con grabado por pulverización catódica, polarización de sustratos por RF y pulverización catódica reactiva. La pulverización catódica por magnetrón es la transferencia del momento de nivel molecular inducida por plasma de un material diana que se deposita en una película fina al sustrato. Se usa un campo magnético para potenciar la ignición por plasma, la energía iónica, la densidad de plasma, la velocidad de deposición y la adhesión de película. La pulverización catódica por DC puede usarse para depositar películas finas de metal a altas velocidades, u óxidos o nitruros con un gas de fondo reactivo. La pulverización catódica por RF (radiofrecuencia) puede usarse para depositar películas finas metálicas o aislantes en atmósferas inertes o reactivas. En el procedimiento de MSVD, un cátodo diana que contiene metal puede pulverizarse catódicamente bajo presión negativa en una atmósfera inerte o que contiene oxígeno y/o que contiene nitrógeno para depositar un recubrimiento por pulverización catódica sobre el sustrato.
Las patentes de EE.UU. nº 4.379.040; 4.610.771 ("U.S.P.N. '771") 4.861.669, 4.900.633; 4.920.006; 4.938.857; 5.552.180; 5.821,001; y 5.830.252 describen un aparato de MSVD a modo de ejemplo y procedimientos para pulverizar catódicamente películas de metal recubierto y/u óxido metálico sobre un sustrato que incluye un sustrato de vidrio.
La formación de la película de recubrimiento por procedimientos de CVD o pirólisis por pulverización también puede hacerse durante la fabricación de un sustrato similar a la cinta flotada de vidrio con la composición de vidrio de la presente invención. Como se trata anteriormente, una cinta flotada de vidrio se fabrica fundiendo los materiales de carga de vidrio en un horno y cargando el vidrio fundido refinado sobre un baño de estaño fundido. El vidrio fundido sobre el baño se pasa a través del baño de estaño como una cinta de vidrio continuo mientras que se dimensiona y se enfría de manera controlada para formar una cinta flotada de vidrio dimensionalmente estable. La cinta flotada se saca del baño de estaño y se desplaza mediante rodillos transportadores por un túnel de recocido para recocer la cinta flotada. Entonces, la cinta flotada recocida se desplaza por estaciones de corte sobre rodillos transportadores en las que la cinta se corta en hojas de vidrio de longitud y ancho deseados. Las patentes de EE.UU. nº 4.466.562 y 4.671.155 proporcionan una discusión del procedimiento de vidrio flotado.
Las temperaturas de la cinta flotada sobre el baño de estaño oscilan generalmente de aproximadamente 1093,3ºC (2000ºF) en el extremo de carga del baño a aproximadamente 538ºC (1000ºF) en el extremo de salida del baño. La temperatura de la cinta flotada entre el baño de estaño y el túnel de recocido está generalmente en el intervalo de aproximadamente 480ºC (896ºF) a aproximadamente 580ºC (1076ºF); las temperaturas de la cinta flotada en el túnel de recocido oscilan generalmente de aproximadamente 204ºC (400ºF) a aproximadamente 557ºC (1035ºF) en la punta.
El intervalo de temperatura para aplicar la película de recubrimiento puede estar afectado por el sustrato que se ha recubierto. Por ejemplo, si el sustrato es una cinta de vidrio flotado y el recubrimiento se aplica a la cinta flotada durante la fabricación de la cinta flotada, el vidrio flotado puede alcanzar temperaturas por encima de 1000ºC (1832ºF). La cinta de vidrio flotado normalmente se atenúa o se dimensiona (por ejemplo, se estira o se comprime) a temperaturas superiores a 800ºC (1472ºF). Si el recubrimiento se aplica durante el vidrio flotado antes o durante la atenuación, el recubrimiento puede agrietarse o arrugarse a medida que la cinta flotada se estira o se comprime, respectivamente. Por tanto, se preferiría aplicar el recubrimiento cuando la cinta flotada sea dimensionalmente estable, por ejemplo por debajo de aproximadamente 800ºC (1472ºF) para vidrio de sosa-cal-sílice flotado, y la cinta flotada esté a una tempera-
tura para descomponer el precursor que contiene metal, por ejemplo por encima de aproximadamente 400ºC (752ºF).
Las patentes de EE.UU. nº 4.853.257; 4.971.843; 5.536.718; 5.464.657; y 5.599.387 describen un aparato de recubrimiento por CVD y procedimientos que pueden usarse en la práctica de la invención para recubrir la cinta flotada durante la fabricación de la misma. El procedimiento de CVD puede recubrir una cinta flotante en movimiento que todavía resiste los entornos agresivos asociados a la fabricación de la cinta flotada. El aparato de recubrimiento por CVD puede emplearse en diversos puntos en el procedimiento de fabricación de la cinta flotada. Por ejemplo, el aparato de recubrimiento por CVD puede emplearse a medida que la cinta flotada se desplaza por el baño de estaño después de salir del baño de estaño, antes de que entre en el túnel de recocido, a medida que se desplaza por el túnel de recocido o después de salir del túnel de recocido.
Como pueden apreciar los expertos en la materia, varios parámetros de procedimiento pueden influir en el espesor del recubrimiento sobre el sustrato. Con respecto al material o la forma de la película de recubrimiento pueden ser influyentes la concentración del precursor de metal o que contiene metal en el gas portador para la aplicación pirolítica o de CVD y la velocidad de flujo del gas portador. Con respecto al sustrato son factores la velocidad de la cinta flotada (la "velocidad de la línea"), el área superficial del aparato de recubrimiento por CVD respecto al área superficial de la cinta flotada y las áreas superficiales y la temperatura de la cinta flotada. Por tanto, un factor es la velocidad de flujo del gas portador de escape por los conductos de escape del aparato de recubrimiento por CVD, más particularmente la relación de la velocidad de escape por los conductos de escape frente a la entrada de gas portador por la unidad de recubrimiento por CVD, conocida como la "relación de ajuste de escape". Estos parámetros afectarán al espesor y a la morfología finales de la película de recubrimiento formada sobre la cinta flotada por el procedimiento de CVD.
Las patentes de EE.UU. nº 4.719.126; 4.719.127; 4.111.150; y 3.660.061 describen un aparato de pirólisis por pulverización y procedimientos que pueden usarse con el procedimiento de fabricación de cintas flotadas. Aunque tanto el procedimiento de pirólisis por pulverización como el procedimiento de CVD son muy aptos para el recubrimiento de una cinta de vidrio flotado en movimiento, la pirólisis por pulverización tiene un equipo más complejo que el equipo de CVD y normalmente se emplea entre el extremo de salida del baño de estaño y el extremo de entrada el túnel de recocido para un procedimiento de producción de vidrio flotado.
Como pueden apreciar los expertos en la materia, los constituyentes y la concentración de la suspensión acuosa pirolíticamente pulverizada, la velocidad de la línea de la cinta flotada, el número de pistolas de pulverización pirolítica, la presión o el volumen de pulverización, el patrón de pulverización y la temperatura de la cinta flotada en el momento de la deposición están entre los parámetros que afectarán al espesor y a la morfología finales del recubrimiento formado sobre la cinta flotada por pirólisis por pulverización. Un ejemplo de un tipo comercial de recubrimiento que puede usarse incluye aquellos desvelados en la patente de EE.UU. 4.134.240 y los recubrimientos para reducir el paso de energía solar durante los meses de verano y/o reducir la pérdida de calor radiante se enseñan en las patentes de EE.UU. nº 2.724.658; 3.081.200; 3.107.177; 3.410.710 y 3.660.061 y están disponibles comercialmente de PPG Industries, Inc. de Pittsburgh, Pensilvania.
Las composiciones de vidrio a modo de ejemplo de la invención se describen en los siguientes ejemplos.
Ejemplo 1
Este ejemplo desvela composiciones de vidrio que plasman los principios de la presente invención. También es posible usar modelos informáticos especiales para diseñar composiciones de vidrio y propiedades de producto que plasman los principios de la presente invención.
Además de las partes de hierro, selenio y cobalto de las composiciones desveladas, en los fundidos pueden incluirse otros componentes residuales, por ejemplo, pero no deben considerarse como limitantes, hasta aproximadamente 15 ppm de Cr_{2}O_{3}, hasta aproximadamente 40 ppm de MnO_{2}, y hasta aproximadamente 0,08 por ciento en peso de TiO_{2}. Se supone que el Cr_{2}O_{3}, MnO_{2} y TiO_{2} pueden entrar en los fundidos de vidrio como parte del casco de vidrio. Para las composiciones de vidrio de la presente invención producidas por un procedimiento de flotado comercial como se trata anteriormente, el vidrio producido puede incluir, por ejemplo, hasta aproximadamente 9 ppm de Cr_{2}O_{3} y aproximadamente 0,025% en peso de TiO_{2}. Los niveles anteriores de tales materiales se consideran que son niveles residuales que no afectarían materialmente a las características de color y las propiedades espectrales del vidrio de la presente invención. Debe entenderse que estos intervalos de "material residual" son simplemente a modo de ejemplo y no están limitando la invención. Podrían estar presentes cantidades mayores de tal material residual siempre y cuando no tengan efectos perjudiciales en las propiedades deseadas del vidrio resultante.
Las propiedades espectrales mostradas en los siguientes ejemplos se basan en un espesor de referencia de 0,1535 pulgadas (3,9 mm). Debe apreciarse que las propiedades espectrales de los ejemplos pueden ser aproximadas a diferentes espesores usando las fórmulas desveladas en la patente de EE.UU. nº 4.792.536.
Con respecto a los datos de transmitancia de los ejemplos, la transmitancia luminosa (ATL) se mide usando el iluminante "A" patrón de CIE con un observador de 2º durante el intervalo de longitud de onda de 380 a 770 nanómetros. El color del vidrio, en términos de longitud de onda dominante y pureza de excitación (Pe), se mide usando el iluminante "C" patrón de CIE con un observador de 2º siguiendo los procedimientos establecidos en ASTM E308-90. La transmitancia ultravioleta solar total (TUST) se mide durante el intervalo de longitud de onda de 300 a 400 nanómetros, la transmitancia infrarroja solar total (TIST) se mide durante el intervalo de longitud de onda de 775 a 2125 nanómetros, y la transmitancia de energía solar total (TEST) se mide durante el intervalo de longitud de onda de 275 a 2125 nanómetros. Los datos de transmitancia TUST, TIST y TEST se calculan usando los datos de irradiancia solar directa de 2,0 de masa de aire de Parry Moon y se integran usando la regla trapezoidal, como se conoce en la técnica. Las cantidades de composición presentadas se determinaron por fluorescencia de rayos X.
La composición de vidrio de la presente invención puede producirse a partir de material de carga y material previamente fundido. Una ilustración de esto incluye la siguiente formulación:
casco de vidrio
239,7 g
arena
331,1 g
carbonato de sodio
108,3 g
piedra caliza
28,1 g
dolomita
79,8 g
torta de sal
2,3 g
Fe_{2}O_{3} (hierro total)
según se requiera
Se
según se requiera
Co_{3}O_{4}
según se requiera
Los materiales de partida pueden ajustarse para producir un peso de vidrio final. Los agentes reductores se añaden según se requiera para controlar la redox. El casco de vidrio usado que puede representar hasta aproximadamente el 30% del fundido puede incluir hasta 0,51% en peso de hierro total, 0,055% en peso de TiO_{2} y 7 ppm de Cr_{2}O_{3}. En la preparación de los fundidos como en los ejemplos, los componentes pueden pesarse y mezclarse. Una parte del material de carga de partida puede disponerse en un crisol de sílice y calentarse hasta 2450ºF (1343ºC). Cuando se funde el material de carga, los materiales de partida restantes pueden añadirse al crisol y el crisol puede mantenerse a 2450ºF (1343ºC) durante 30 minutos. La carga fundida puede calentarse y mantenerse a temperaturas de 2500ºF (1371ºC), 2550ºF (1399ºC), 2600ºF (1427ºC) durante 30 minutos, 30 minutos y 1 hora, respectivamente. A continuación, el vidrio fundido puede fritarse en agua, secarse y volver a calentarse hasta 2650ºF (1454ºC) en un crisol de platino durante dos horas. El vidrio fundido puede verterse del crisol para formar una losa y recocerse. Pueden cortarse muestras de la losa y molerse y pulirse para el análisis.
El análisis químico de las composiciones de vidrio (excepto de FeO) puede determinarse usando un espectrofotómetro de fluorescencia de rayos X RIGAKU 3370. Las características espectrales del vidrio pueden determinarse en muestras recocidas usando un espectrofotómetro de UV/VIS/NIR Perkin Elmer Lambda 9 antes del templado del vidrio o la exposición prolongada a radiación ultravioleta, que afectará a las propiedades espectrales del vidrio. El contenido de FeO y la redox pueden determinarse bien químicamente o usando un modelo informático de color de vidrio y de rendimiento espectral.
Los siguientes son los óxidos básicos aproximados para fundidos experimentales calculados basados en la carga anteriormente mencionada:
SiO_{2}
72,1% en peso
Na_{2}O
13, 6% en peso
CaO
8,8% en peso
MgO
3,8% en peso
Al_{2}O_{3}
0,18% en peso
K_{2}O
0,057% en peso
La tabla 1 dada a continuación desvela composiciones de vidrio a modo de ejemplo de la invención a diferentes relaciones redox. A menos que se indique lo contrario, los valores enumerados son en porcentaje en peso. El término "N/A" significa que los datos no se registraron.
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(Tabla pasa a página siguiente)
1
2
Ejemplo 2
Este ejemplo ilustra el efecto de las composiciones de vidrio de la invención sobre el color percibido de un objeto visto a través del vidrio y proporciona un procedimiento para medir un "cambio de color transmitido estándar" para un objeto examinado a través de un sustrato.
Con el fin de evaluar el efecto de un sustrato sobre el cambio de color percibido o "transmitido" de un objeto visto a través del sustrato se desarrolló una rutina matemática usando un sistema "patrón", es decir, un sustrato de referencia, un material de referencia definido y un iluminante de referencia. El sustrato de referencia seleccionado fue vidrio Starphire® de 0,1535 pulgadas (3,9 mm) de espesor disponible comercialmente de PPG Industries, Inc. El material de referencia se definió seleccionando una tela gris disponible comercialmente cuyas propiedades espectrales se enumeran en la tabla 2. El iluminante de referencia fue D65.
Primero se midió un espectro de color reflejado de la tela de referencia seleccionada a diversas longitudes de onda usando el iluminante de referencia (D65) y un espectrofotómetro Lambda 9, disponible comercialmente de Perkin-Elmer Corporation. El espectro de color reflejado del material de tela puede convertirse en un color, es decir, las coordenadas de cromaticidad, usando el procedimiento desvelado en ASTM E 308-85 para un iluminante D65 y un observador patrón del observador de CIE 1964 (10º).
A continuación se midió la transmitancia del vidrio Starphire® de referencia a las mismas longitudes de onda seleccionadas con el espectrofotómetro. Estos datos de reflectancia y transmitancia de "referencia" se enumeran en la tabla 3.
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(Tabla pasa a página siguiente)
TABLA 3
3
5
6
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Con el fin de calcular un "cambio de color transmitido" que defina el cambio en el color del material de referencia seleccionado (tela) cuando se examina a través del sustrato de referencia (vidrio Starphire®) se desarrolló la siguiente fórmula matemática:
T\lambda = SI\lambda \ x \ TG\lambda \ x \ RO\lambda \ x \ TG\lambda \ x \ SO\lambda
en la que T\lambda es la cantidad de luz del iluminante de referencia transmitida a través del sustrato, reflejada por el material seleccionado y retransmitida de nuevo a través del sustrato al dispositivo de medición a una longitud de onda \lambda, SI\lambda es la potencia relativa del iluminante de referencia a una longitud de onda \lambda (de ASTM E 308-85), TG\lambda es la transmitancia del sustrato a una longitud de onda \lambda (medida por el espectrofotómetro), RO\lambda es la reflectancia del material seleccionado a una longitud de onda \lambda (medida por el espectrofotómetro) y SO\lambda es el valor de triestímulo del observador patrón a una longitud de onda \lambda (ASTM E 308-85, valor del triestímulo del observador patrón (10 grados) del patrón complementario CIE 1964). Entonces, el color del material examinado a través del sustrato se determinó usando ASTM E 308-85, incorporada en este documento por referencia. Los procedimientos de cálculo del color a modo de ejemplo se describen en Principles of Color Technology, por F. W. Billmeyer y M. Salzman, segunda edición, 1981, publicado por John Wiley & Sons, y será muy entendido por un experto en la materia.
Después de haber definido el cambio de color transmitido para este sistema patrón, se hicieron cálculos similares usando especímenes de diferentes muestras de vidrio y el cambio de color transmitido de calculó de nuevo como se describe anteriormente para estos otros especímenes de vidrio. La diferencia entre el cambio de color calculado del material de tela examinado a través del vidrio Starphire® y el mismo material de tela examinado a través del sustrato seleccionado a examen se denomina en este documento el "cambio de color transmitido estándar" (DC) y se define del siguiente modo:
DC = [(a\text{*}_{ref}-a\text{*}_{prueba})^{2} + (b\text{*}-_{ref}-b\text{*}_{prueba})^{2}]^{1/2}
en la que a*_{ref} y b*_{ref} son los valores de a* y b* del sistema patrón, y a*_{prueba} y b*_{prueba} son los valores a* y b* usando el espécimen de prueba.
Las tablas 4-7 enumeran las diferencias de propiedades espectrales y los cambios de color transmitido estándar (DC) para varios paneles de vidrio representativos fabricados a partir de las composiciones de vidrio seleccionadas de la invención enumeradas en la tabla 1 (muestras 8, 9,10 y 11) para varias telas disponibles comercialmente de diferentes colores en comparación con el sistema Starphire® patrón anteriormente descrito. Los valores "delta" se calculan restando el valor de prueba del valor del sistema patrón para la propiedad particular que se presenta.
TABLA 4
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7
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TABLA 5
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8
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TABLA 6
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9
TABLA 7
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10
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Para fines de comparación, la tabla 8 enumera el cambio de color transmitido estándar para los mismos materiales de tela de las tablas 4-7, pero examinado a través de un vidrio verde convencional, que en este caso es vidrio Solargreen®, disponible comercialmente de PPG Industries, Inc. usando el sistema de vidrio Starphire® patrón como se describe anteriormente como referencia.
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TABLA COMPARATIVA 8
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11
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Como se muestra en la tablas 4-8, las composiciones de vidrio de la invención proporcionan generalmente menores cambios de color transmitido estándar que el vidrio Solargreen®. El vidrio de la invención tiene preferentemente un cambio de color transmitido estándar como se define anteriormente inferior a 6, preferentemente inferior a 5, más preferentemente inferior a 4, y lo más preferentemente inferior a 3, a un espesor de 3,9 mm.
El procedimiento de cálculo descrito anteriormente puede usarse para calcular el cambio de color transmitido estándar para cualquier sustrato de vidrio o tela para los que se conocen la transmitancia y la reflectancia espectrales respectivas.
Sin embargo, como será apreciado por un experto en la materia, el cambio de color transmitido puede medirse directamente, tal como con un instrumento SpectraGard disponible comercialmente de Byk Gardner. En este procedimiento alternativo, un espécimen de vidrio, es decir, una referencia, se coloca en el puerto de reflexión del instrumento y el material, por ejemplo tela, se coloca aproximadamente ¼ de pulgada (0,635 cm) detrás del espécimen. El instrumento se manipula preferentemente en el modo excluido de reflexión especular. Pueden seleccionarse un iluminante de referencia, por ejemplo D65, y un observador patrón, por ejemplo el observador 1964 (10º). En esta configuración, la luz se desplaza a través del espécimen de vidrio, es reflejada por el material y pasa a través del espécimen de nuevo al instrumento. Entonces, el instrumento determina los valores de color, por ejemplo las coordenadas de cromaticidad tales como L*, a*, b*, etc.
Después de obtenerse estos valores "patrón", el espécimen de vidrio de referencia puede sustituirse por un espécimen de prueba y medirse de nuevo los valores de color. Entonces, el instrumento determina la diferencia de color medida entre espécimen "patrón" y "de prueba" para generar un cambio de color transmitido estándar.
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Sin embargo, una desventaja de este procedimiento alternativo es que debe disponerse de muestras reales, es decir, el espécimen de vidrio de referencia, el espécimen de prueba y la tela, para medir el cambio de color transmitido. Alternativamente, en el procedimiento de cálculo espectrofotométrico descrito anteriormente, una vez se han medido los datos espectrales para un espécimen de vidrio particular o tela, el cambio de color transmitido con respecto a cualquier otro espécimen de vidrio puede calcularse usando los datos espectrales para el otro espécimen de vidrio sin que todas las muestras estén físicamente presentes.
Un experto en la materia apreciará fácilmente que pueden hacerse modificaciones a la invención sin apartarse de los conceptos desvelados en la descripción anterior. Por consiguiente, las realizaciones particulares descritas en detalle en este documento sólo son ilustrativas y no están limitando el alcance de la invención, que será dada por la amplitud completa de las reivindicaciones adjuntas y todos y cada uno de los equivalentes de las mismas.

Claims (14)

1. Una composición de vidrio de color gris neutro para paneles de visión para automóviles que tienen características de cambio de color transmitido reducido, teniendo la composición de vidrio una parte base que comprende:
SiO_{2}
65 al 75 por ciento en peso
Na_{2}O
10 al 20 por ciento en peso
CaO
5 al 15 por ciento en peso
MgO
0 al 5 por ciento en peso
Al_{2}O_{3}
0 al 5 por ciento en peso
K_{2}O
0 al 5 por ciento en peso
y colorantes principales que comprenden:
Fe_{2}O_{3} (hierro total)
0,30 al 0,50 por ciento en peso
CoO
0 a 15 ppm
Se
3 a 6 ppm
polisulfuros de hierro
hasta 10 ppm
en la que el vidrio tiene una transmitancia luminosa de al menos el 65 por ciento a un espesor de 3,9 mm, una relación redox de > 0,35 a 0,60, una TEST inferior o igual al 65 por ciento, y un cambio de color transmitido estándar inferior a 6, en la que el cambio de color transmitido estándar se evalúa con respecto a un material seleccionado mediante las etapas de:
(a) determinar el valor de color transmitido para un material seleccionado examinado a través de un sustrato de referencia;
(b) determinar el valor de color transmitido del mismo material seleccionado a través de un vidrio de una composición de vidrio de color gris neutro;
(c) determinar la diferencia de color medido entre los valores de color transmitido con el sustrato de referencia y los valores de color transmitido del vidrio de color gris neutro;
o alternativamente el cambio de color transmitido estándar se evalúa con respecto a un material seleccionado mediante las etapas de:
(a) medir la reflectancia del material seleccionado durante una pluralidad de longitudes de onda usando un iluminante de referencia y un dispositivo de medición;
(b) medir la transmitancia de un sustrato de referencia durante una pluralidad de longitudes de onda usando el iluminante de referencia y el dispositivo de medición;
(c) calcular un valor de cambio de color transmitido para el material seleccionado examinado a través del sustrato de referencia;
(d) medir la transmitancia de un sustrato de prueba durante una pluralidad de longitudes de onda usando el iluminante de referencia y el dispositivo de medición;
(e) calcular un valor de cambio de color transmitido para el material seleccionado examinado a través del sustrato de prueba por la fórmula:
T\lambda = SI\lambda \ \ x TG\lambda \ x \ RO\lambda \ x \ TG\lambda \ x \ SO\lambda
en la que T\lambda es la cantidad de luz del iluminante de referencia transmitida a través del sustrato, reflejada por el material seleccionado y retransmitida de nuevo a través del sustrato al dispositivo de medición a una longitud de onda \lambda, SI\lambda es la potencia relativa del iluminante de referencia a una longitud de onda \lambda, TG\lambda es la transmitancia del sustrato a una longitud de onda \lambda, RO\lambda es la reflectancia del material seleccionado a una longitud de onda \lambda y SO\lambda es un valor de triestímulo del observador patrón a una longitud de onda \lambda; y
(f) comparar el valor de cambio de color transmitido de la etapa (c) con el valor de cambio de color transmitido de la etapa (e) para determinar un cambio de color transmitido estándar.
2. La composición de vidrio según la reivindicación 1, en la que la composición de vidrio está esencialmente libre de níquel.
3. La composición de vidrio según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en la que la composición de vidrio incluye uno o más componentes adicionales seleccionados de óxido de cromo, óxido de manganeso, óxido de titanio, óxido de cerio, óxido de cinc, óxido de molibdeno.
4. La composición de vidrio según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el cambio de color transmitido estándar es inferior o igual a 4.
5. La composición de vidrio según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la TEST es inferior o igual al 60 por ciento.
6. La composición de vidrio según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la pureza de excitación es inferior al 8 por ciento.
7. La composición de vidrio según la reivindicación 6, en la que la pureza de excitación es inferior al 3 por ciento.
8. La composición de vidrio según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que el vidrio se caracteriza por longitudes de onda dominantes en el intervalo de 480 a 580 nanómetros.
9. La composición de vidrio según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que incluye además material absorbente de ultravioleta adicional.
10. La composición de vidrio según la reivindicación 9, en la que el material absorbente de ultravioleta adicional es un óxido de un material seleccionado del grupo cerio, óxido de cinc, óxido de estaño, vanadio, titanio, molibdeno o combinaciones de los mismos.
11. La composición de vidrio según las reivindicaciones 9 ó 10, en la que el material absorbente de ultravioleta adicional es inferior o igual al 3 por ciento en peso de la composición de vidrio.
12. Una transparencia fabricada a partir de la composición de vidrio enumerada en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.
13. La transparencia de la reivindicación 12, en la que la transparencia tiene un espesor de 1 mm a 20 mm.
14. Uso de la transparencia de la reivindicación 12 ó 13 como panel de visión para automóviles.
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