ITTO960720A1

ITTO960720A1 - Vetro calcio sodico grigi chiaro

Info

Publication number: ITTO960720A1
Application number: IT96TO000720A
Authority: IT
Inventors: Camille Dupont; Hont Daniel D
Original assignee: Glaverbel
Priority date: 1995-09-06
Filing date: 1996-08-28
Publication date: 1998-02-28
Also published as: ES2128952A1; CZ261096A3; ES2128952B1; PT101912B; PT101912A; IT1284768B1; CZ289675B6; BE1009753A5; PL315935A1; DE19636300A1; GB9618231D0; LU88652A1; FR2738239A1; GB2304710B; FR2738239B1; GB2304710A; DE19636300B4

Description

DESCRIZIONE

dell’INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:

"“VETRO CALCIO SODICO GRIGIO CHIARO”

La presente inv nzione riguarda un vetro calcio sodico di colore grigio chiaro composto da costituenti che formano il vetro e da agenti coloranti. Essa riguarda anche una composizione vetrificabile per formare tale. vetro.

L’espressione “vetro calcio sodico” è qui usata in senso lato e riguarda qualsiasi vetro composto dai seguenti costituenti (percentuali in peso):

Questo tipo di vetro è assai ampiamente usato nel campo di vetralure per edifici o autoveicoli. Esso, è generalmente fabbricato sullo form a di un nastro con un processo di tiratura o di galleggiamento (“flout”). Un nastro di questo tipo può essere tagliato in lastre che possono poi essere rese curve o sottoposte ad un trattamento, per esempio un tratt amento termico. per rinforzare le proprietà meccaniche.

Quando si parla delle proprietà ottiche di una lastra di vetro, generalmente è necessario riferire quelle proprietà a un illuminante standard . Nella presente descrizione, vengono usati due illuminanti standard: l'Illuminante C e l'Illuminante A come definiti dalla Commissione Internazionale dell'illuminazione (C. I. E. ). L’illuminante C rappresenta la luce diurna media avente una temperatura di colore di 6700 K. Questo illuminante è particolarmente utile per valutare le proprietà ottiche di vetri per edifici. L'illuminante A rappresenta la radiazione: di un radiatore Planck ad una temperatura di circa 2856 K. Questo illuminante rappresenta la luce emessa dai fari di un'automobile ed è essenzialmente destinato a valutare le proprietà ottiche di vetro per autoveicoli. La Commissione Internazionale dell'illuminazione ha anche pubblicato un documento dal titolo “Colorimetry , Official Recommendations of the C.I.E. ’' (Maggio 1970) che descrive una teoria secondo la quale le coordinate Colorimetriche per la luce di ogni lunghezza d'onda dello spettro visibile sono definite in modo tale da essere rappresentate su un diagramma ( noto come il diagramma tricromatico della C.I.E. ) avente assi ortogonali x e y. Questo diagramma tricromatico mostra la posizione che rappresenta la luce per ogni lunghezza d'onda (espressa in nanometri) dello spettro visibile. Questa posizione è chiamata “luogo spettrale” e si dice che la luce le cui coordinate sono disposte su questo luogo spettrale possiede una purezza di eccitazione del 100% per la lunghezza d'onda appropriata. Il luogo spettrale è chiuso da una linea chiamata linea delle porpore che unisce i punti del luogo spettrale le cui coordinate corrispondono a lunghezze d'onda di 380 nm (violetto) e 780 nm (rosso). L'area compresa tra il luogo spettrale , e la linea delle porpore è quella disponibile per le coordinate tricromatiche di qualsiasi luce visibile. Le coordinate della luce emessa dall' illuminante C, per esempio, corrispondono a x = 0,3101 e y = 0, 3163 . Questo punto C è considerato come rappresentante luce bianca e, a causa di ciò, ha una purezza di eccitazione uguale a zero per qualsinsi lunghezza d’onda. Possono venire tracciate delle linee dal punto C al luogo spettrale a qualsiasi nghezza d’onda desiderata e qualsiasi punto disposto su queste linee può essere definito non solo mediante le sue coordinate x e y, ma anche come funzione della lunghezza d'onda corrispondente alla linea su cui esso si trova e della sua distanza dal punto, C rispetto alla lunghezza totale della linea della lunghezza d'onda. In base questo. la luce trasmessa da una lastra colorata di vetro può, essere descritta mediante la sua lunghezza d’onda dominante e la sua purezza di eccitazione (P) espressa in percentuale.

In realtà le coordinate C. I.E. di luce trasmessa da una lastra di vetro coloralo dipenderanno non solo dalla composizione del vetro ma anche dal suo spessore. Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni tutti i valori delle coordinale tricromaltche (x.y), della purezza di eccitazione (P), della lunghezza d’onda dominante della luce trasmessa, e della trasmittanza della luce del vetro (TL) sono calcolati a partire dalla trasmissione interna specifica

di una lastra di vetro spessa 5 mm. La trasmissione interna specifica di una lastra di vetro è regolata unicamente dall 'assorbimento del vetro e può essere espressa dalla legge di Beer-Lamhert; dove è il coefficiente di assorbimento del vetro (in cm<- 1>) alla lunghezza d’onda in questione e E è lo spessore del vetro (in cm). Come prima approssimazione, può anche essere rappresentato mediante la formula

in cui è l 'intensità della luce visibile incidente sulla prima faccia della lastra di vetro, è l 'intensità della luce visibile riflessa da questa faccia è l ’intensità della luce visibile trasmess dalla seconda faccia della lastra di vetro e è l' intensità della luce visibile riflessa verso l ' interno della lustra da questa seconda faccia.

Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni vengono usate le grandezze seguenti:

La trasmissione luminosa totale per l'illuminante A, misurata per uno spessore di 4 min (TLA4). Questa trasmissione totale è il risultato dell'integrazione dell'espressione:

fra le lunghezze d'onda 380 e 780 nm, in cui T λ è la trasmissione a lunghezza d’onda λ, Eλ è li distribuzione spettrale dell’illuminante A e S λ è la sensibilità dell’occhio umano normale come funzione della lunghézza d’onda λ .

La trasmissione totale di energia, misurata per uno spessore di 4 mm (TE4). Questa trasmissione totale è il risultalo dell 'integrazione dell'espressione:

fra le lunghezze d'onda 300 e 2150 nm in cui E λ è la distribuzione di energia spettrale del sole a 30° al di sopra dellorizzonte (distribuzione di Moon).

La selettività misurata per uno spessóre dì 4 mm (SE4) è definita dal rapporti (TLA4/TE4).

La trasmissione totale nell'ultravioletto, misurata per uno spessore di 4 mm (TUVT4). Questa trasmissione totale è il risultato dell'integrazione dell’espressione

fra le lunghezze d'onda 280 e 380 nm, in cui U λ è la distribuzione spettrale di radiazione ultravioletta che è passata attraverso l' atmosfera come determinata secondo la norma DIN 67507 .

La presente invenzione concerne in particolare vetri grigi con una sfumatura che varia dal verdino all'azzurrognolo. Quando la curva di trasmissione di una sostanza trasparente in pratica non varia in funzione della lunghezza d'onda visibile, questa sostanza, è descritta come “grigio neutro". N-l sistema C.I.E., detta sostanza non possiede una lunghezza d'onda dominante e la sua purezza di eccitazione è zero. Per estensione, può essere considerato come grigio un corpo la cui curva spettrale è relativamente piatta nella regione visibile e che tuttavia mostra deboli bande di assorbimento. consentendo di definire una lunghezza d'onda dominante ed una purezza che è bassa ma non è uguale a zero. Il vetro secondo in presente invenzione ha preferibilmente una purezza di eccitazione inferiore al

6% .

I vetri grigi sono generalmente scelti per le loro proprietà di proiezione dai raggi solari ed è noto il loro uso in edifici, specialmente in paesi molto assolati. I vetri grigi sono anche usati in parapetti di balconi, e in scale come anche per vetrature parziali in certi, autoveicoli o scompartimenti ferroviari.

Per quanto riguarda il settore automobilistico, vi è una tendenza a scegliere, vetro grigio per la fabbricazione di lunotti posteriori e finestrini laterali posteriori. Gli standard di trasmissione luminosa minima imposti sui materiali per parabrezza e finestrini laterali anteriori di veicoli, come anche la necessità che questi finestrini abbiano una bassa trasmissione di energia per evitare un riscaldamento eccessivo dell'abitacolo del veicolo, hanno finora imposto ai fabbricanti di usare vetro di colore verde per i parabrezza e i finestrini laterali anteriori, poiché solo il vetro di questo colore consente di ottenere un’alta selettività pur soddisfacendo gli standard legali per la trasmissione luminosa.

La presente invenzione si riferisce ad un vetro grigio chiaro specialmente adatto per l ’uso per finestrini di veicoli, in particolare come parabrezza e finestrini laterali anteriori. Questo vetro ha proprietà ottiche e di energia finora offerte solo da vetro verde permettendo vantaggiosamente nel contempo di avere il colore del parabrezza e dei finestrini laterali anteriori uguale a quello di altri finestrini del veicolo.

La presente invenzione fornisce un vetro calcio sodico di colore grigio chiaro, composto da costituenti che formano il vetro e da agènti coloranti, caratterizzato dal fatto che gli elementi ferro, cobalto e selenio sono presenti come agenti colorani nelle seguenti proporzioni (esprèsse nella forma indicata come percentuali in peso del vetro):

le proporzioni degli agenti coloranti essendo tali che il vetro ha una trasmissione luminosa totale, misurata per l'illuminante A per uno spessore del vetro di 4 mm (TLA4), superiore al 62 %. una selettività, misurata per uno spessore del vetro di 4 mm (SE4), superiore a 1, 1, ed una purezza di eccitazione (P) inferiore al 6 %.

La presente invenzione consente di ottenere un vetro con una selettività superiore a 1,1, che è mollo elevata per il vetro grigio, con una buona trasmissione luminosa corrispondente agli standard imposti nel settore automobilistico sui materiali per parabrezza e finestrini laterali anteriori.

In realtà un vetro di colore quasi simile può essere prodotto usando il nichel come agente colorante principale. La presenza del nichel tuttavia presenta certi inconvenienti, specialmente quando il vetro deve essere prodotto mediante il procedimento float. Nel procedimento float un nastro di vetro caldo è condotto lungo la superficie di un bagno di stagno fuso in modo tale che le sue facce siano piane e parallele. Allo scopo di impedire l'ossidazione dello stagno su lla superficie del bagno, che porterebbe al trasporto di ossido di stagno da parte del nastro, viene mantenuta un 'atmosfera riducente al di sopra del bagno. Quando il vetro contiene nichel, questo è parzialmente ridotto dall'atmosfera al di sopra del bagno di stagno dando origine ad una nebulosità nel vetro prodotto. Questo elemento nuoce anche al conseguimento di un'elevata selettività, poiché non assorbe radiazioni nella gamma dell 'infrarosso, il che impedisce di ottenere una bassa trasmissione di energia. In aggiunta, il nichel presente nel vetro può formare solfuro di nichel NiS. Questo solfuro esiste in varie forme cristalline, che sono stabili entro differenti gamme di temperatura, la trasformazione da una all 'altra creando problemi quando il vetro deve essere rinforzato mediante un trattamento di tempra termica, come nel caso del campo degli autoveicoli e anche per certe vetrature usate in edifici (balconi, parapetti, ecc.). Il vetro secondo l'invenzione, che non contiene nichel, è quindi particolarmente adatto per la fabbricazione mediante il procedimento float come pure per l’uso architettonico o nel campo degli autoveicoli o altri veicoli.

La presenza combinata di agenti coloranti di ferro, selenio, cobalto e di un agente riducente consente di controllare le proprietà ottiche e di energia del vetro grigio secondo l'invenzione. Gli effetti dei differenti agenti coloranti considerati singolarmente per la preparazione di un vetro sono i seguenti (come descrìtto nel manuale tedesco -“Glas” di H. Scholtze, tradotto da J. Le DO - Glass Institute - Parigi):

Ferro: il ferro è presente in realtà nella maggior parte dei vetri che esistono sul mercato, come impurità introdotto deliberatamente come agente colorante. La presenza di ioni ferrici fornisce al vetro un leggero assorbimento di luce visibile con una lunghezza d’onda corta (410 e 440 nm) ed una banda di assorbimento molto forte nell'ultravioletto (banda di assorbimento centrata su 380 nm), mentre la presenza di ioni ferrosi provoca un forte assorbimento nell'infrarosso (banda di assorbimento centrata su 1050 nm). Gli ioni ferrici danno al vetro un colore giallognolo mentre gli ioni ferrosi danno una colorazione blu-verde più pronunciata.

Selenio: il catione non ha praticamente effetto colorante mentre l'elemento non carico dà una colorazione rosa. L'anione forma un cromoforo con ioni ferrici presenti e in conseguenza di ciò dà una colorazione rosso marrone al vetro.

Cobalto: il gruppo produce una colorazione blu intensa con una lunghezza d’onda dominante virtualmente opposta a quella data dal cromoforo di ferro e selenio.

Le proprietà ottiche e di energia del vetro contenente gli agenti coloranti ferro e selenio derivano così da una interazione complessa tra questi, ognuno di questi agenti coloranti avendo in realtà un comportamento che dipende fortemente dallo stato di ossido-riduzione e quindi dalla presenza di altri elementi che possono influenzare questo stato.

La combinazione di agenti coloranti e le loro proporzioni conferiscono al vetro secondo l'invenzione una trasmissione luminosa totale (TLA4) superiore al 62 %, il che gli consente di soddisfare gli standard di trasmissione luminosa minima nella parte anteriore di un veicolo quando il vetro è usato sotto forma di parabrezza e di finestrini laterali anteriori.

La trasmissione totale di energia del vetro (TE4) ottenibile con la presente invenzione è preferibilmente inferiore al 65 % Questa proprietà è particolarmente vantaggiosa in campo automobilistico.

Il vetro grigio secondo l’invenzione ha preferibilmente una lunghezza d’onda dominante compresa tra 460 e 550 nm, corrispondente ad una sfumatura che varia tra il verdino e l'azzurrognolo, che è essenzialmente legata alla combinazione degli agenti cobalto e selenio.

Secondo una forma particolarmente preferita di realizzazione dell'intenzione, il vetro è caratterizzato dal fatto che gli agenti coloranti sono presenti in una quantità corrispondente alle seguenti proporzioni (espresse nella forma indicata come percentuali in peso del vetro):

Entro i limili preferiti sopra definiti, è possibile formare vetro con una trasmissione luminosa totale per l 'illuminante A (TLA4) superiore al 70 %.

Il vetro corrispondente alla gamma di concentrazioni più limitate sopra definite per gli agenti coloranti ha prestazioni particolarmente buone, poiché ha proprietà di trasmissione di energia sufficientemente basse da impedire il riscaldamento eccessivo dell 'abitacolo di un veicolo, e buone proprietà di trasmissione luminosa che soddisfano completamente gli standard di trasmissione minima nella parte anteriore del veicolo. Queste proprietà rendono il vetro che le possiede pienamente adatto ad essere usato per un parabrezza o per i finestrini laterali anteriori di un veicolo.

Tale vetro è preferibilmente usato sotto forma di lastre che hanno uno spessore di 2 mm per laminati per parabrezza, 3 mm per finestrini laterali anteriori e di più di 4 mm per finestrini posteriori ed in edifici.

Tra gli agenti coloranti impiegati, il ferro bivalente è l 'unico che assorbe nella gamma dell ’infrarosso. In condizioni di fusione normali per il vetro le quantità di

ESEMPI DA 1 A 72

La tabella I fornisce la composizione di base del vetro come anche i costituenti della carica vetrificabile che deve essere fusa allo scopo di produrre vetri secondo l’invenzione (le quantità essendo espresse in chilogrammi per tonnellata di miscela vetrificabile). La tabella IIa fornisce le proporzioni in peso degli agenti coloranti nel vetro prodotto. Queste proporzioni sono determinate mediante fluorescenza ai raggi X del vetro e convertite nelle specie molecolari indicale. La tabella 11 b fornisce le proporzioni in peso degli agenti riducenti nel materiale grezzo vetrificabile. La tabella III fornisce le proprietà ottiche e di energia corrispondenti alle definizioni date nella presente descrizione.

TABELLA I: VETRO DI BASE

composizione vetrificabile):

solfato da 0,5 a 1,0

Il vetro secondo la presente invenzione può essere fabbricato con metodii tradizionali. Come materie prime si possono usare materiali naturali, vetro riciclato, scorie o una loro combinazione. Gli agenti coloranti non sono necessariamente aggiunti nella forma indicata, ma questo modo di fornire le quantità degli agenti coloranti aggiunti, in equivalenti nelle forme indicate, corrisponde alla pratica corrente. In pratica il ferro è aggiunto sotto forma di rossetto, il cobalto è aggiunto sotto forma di un solfato idrato, come oppure ed il selenio è aggiunto nella forma elementare o sotto forma di un selenito come oppure Altri elementi possono essere presenti come impurità nelle materie prime usate nella fabbricazione del vetro secondo l'invenzione (per esempio ossido di manganese in proporzioni dell'ordine di 50 ppm), che possono provenire dai materiali naturali, dal vetro riciclato o dalle scorie, ma quando la presenza di queste impurità non conferisce al vetro altr proprietà che escono dai limiti sopra definiti, il vetro è considerato come conforme alla presente invenzione.

La presente invenzione è illustrata mediante i seguenti Esempi specifici di composizione.

agenti coloranti sono limitate per tener conto degli standard di trasmissione luminosa minima nella parte anteriore del veicolo, e non permettono di ottenere una concentrazione sufficiente di per l'assorbimento nella gamma dell 'infrarosso per imporre un limite soddisfacente al riscaldamento dell'abitacolo di un veicolo. Per aumentare il lasso di assorbimento nella gamma dell'infrarosso, cioè per ridurre la trasmissine di energia del vetro, nella carica vetrificabile è incluso un agente riducente come il coke, e la quantità di solfato di sodio, usata per rafinare il vetro, è regolata in modo da limitare il suo effetto ossidante. Gli ioni ferrosi, e l 'assorbimento nell'infrarosso che ne risulta, sono così favoriti rispetto agli ioni ferrici Oltre al coke si possono usare altri agenti riducenti o materiali contenenti agenti riducenti, per esempio scorie (solfuri).

La composizione vetrificabile che consente la formazione di vetro secondo la presente invenzione comprende sabbia e soprattutto o completamente feldspato, calcare, dolomite, coke, nitrato, scorie, solfato e solfuro. Quando si nclude coke, la composizione contiene coke in una quantità corrispondente alle seguenti proporzioni (espresse come percentuale in peso della sabbia):

e solfato in una quantità corrispondente alle seguenti proporzioni (espresse come percentuale in peso della

TABELLA IIa

TABELLA IIa.

TABELLA IIb

TABELLA II b

.

TABELLA III

TABELLA II

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1.- Vetro calcio sodico di colore grìgio chiaro composto da costituenti che formano il vetro e da agenti coloranti, caratterizzato dal fatto che gli elementi ferro, cobalto e selenio sono presenti come agenti coloranti nelle seguenti proporzioni (espresse nella forma indicata come percentuali in peso del vetro):

le proporzioni degli agenti coloranti essendo tali che il vetro ha una trasmissione luminosa totale, misurata per l'illuminante A per uno spessore del vetro di 4 mm (TLA4), superiore al 62 %, una selettività, misurata per uno spessore del vetro di 4 mm (SE4), superiore a 1,1, ed una purezza di eccitazione (P) inferiore al 6 %. 2.- Vetro colorato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la trasmissione di energia totale, misurata per uno spessore di 4 mm (TE4), non superiore al 65 % . 3.- Vetro colorato secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che ha una lunghezza d’onda dominante ( 4D) compresa tra 460 e 550 nm. 4.- Vetro colorato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che gii agenti coloranti sono presenti in una quantità corrispondente alle seguenti proporzioni (espresse nella forma indicata come percentuale in peso del vetro):

5.- Vetro colorato secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la trasmissione' luminosa totale, misurata per lilluminante A per uno flessore di 4 mm (TLA4), è superiore al 70 %. 6.- Vetro colorato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che è sotto forma di lastra. 7.- Vetro colorato secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che forma un finestrino per automobile. 8.- Composizione vetrificabile per formare vetro secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che comprende costituenti che formano il vetro, tra cui sabbia, e che comprende inoltre sia coke, in una quantità corrispondente alle proporzioni seguenti (espresse come percentuale in peso della sabbia):

sia solfato in una quantità corrispondente alle proporzioni seguenti (espresse come percentuale in peso della composizione). solfato da 0,5 a 1,0 %