MXPA97002323A - Composicion de vidrio verde absorbente de la radiacion infrarroja y ultravioleta - Google Patents

Abstract

La presente invención proporciona un vidrio coloreado de verde utilizando una composición base de vidrio sodo-cálcico silícico estándar y adicionalmente hierro, cerio, cromo y opcionalmente titanio como materiales absorbentes de la radiación infrarroja y ultravioleta y colorantes. En particular, el vidrio coloreado de verde incluye aproximadamente 0,50 a 1,0%en peso de hierro total, aproximadamente 0,35 a 0,65%en peso de Fe2O3, aproximadamente 0,8 a 1,5%en peso de CeO2 y aproximadamente 20 a 150 PPM de Cr2O3. El vidrio también puede incluir o a aproximadamente 0,7%peso de TiO2. La relación redox del vidrio de la presente invención se mantiene entre aproximadamente 0,20 y 0,40 y las composiciones tiene una transmitancia luminosa (LTA) de al menos aproximadamente 65%, preferiblemente al menos 70%, y una transmitancia ultra-violeta solar total (TSUV) de no más de aproximadamente 38%, preferiblemente no más aproximadamente 35%, una transmitancia infrarroja solar total (TSIR) de no más de aproximadamente 35%, preferiblemente no más de aproximadamente 30%, y una transmitancia de energía solar total (TSET) de no más de aproximadamente 50%, preferiblemente, no más de aproximadamente 48%. Además, se prefiere que el vidrio tenga una transmitancia ultravioleta (ISO UV) de no más de aproximadamente 15%, preferiblemente no más de 10. El vidrio de la presente invención tiene un color verde caracterizado por una longitud de onda dominante en el rango de 500 a 550 manómetros, con una pureza de excitación de no más de 5%.

Description

COMPOSICIÓN DE VIDRIO VERDE ABSORBENTE DE LA RADIACIÓN INFRARROJA Y ULTRAVIOLETA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a una composición de vidrio 5 sodocálcico silícico coloreada de verde que tiene una transmitancia luminosa que la hace altamente deseable para uso en las áreas de visión de un vehículo, tales como el parabrisas y las ventanillas laterales y posterior. En particular, el vidrio tiene una transmitancia luminosa del 65% o más, preferiblemente 70% o más. Además, el vidrio de la presente invención muestra generalmente una transmitancia de radiación infrarroja y ultravioleta más baja cuando se compara con los cristales verdes típicos ) utilizados en aplicaciones de automoción. El vidrio es también compatible con los métodos de fabricación de vidrios planos . Se conocen en la técnica diversos sustratos de vidrio absorbentes de la radiación infrarroja y ultravioleta. El colorante primario en los cristales para automoción teñidos de verde típicos es el hierro, que está usualmente presente en ambas formas Fe203 y FeO. El cristal para automoción teñido de verde típico tiene aproximadamente 0,5 por ciento en peso de hierro total, siendo la relación de FeO a hierro total de aproximadamente 0,25. Muchos vidrios utilizan cerio en combinación con hierro para controlar adicionalmente la radiación infrarroja y ultravioleta, por ejemplo, como se describe en las Patentes U.S. Nos. 1.63- 7.439 de Coblentz; 1.936.231 de Gelstharp y col.; y 2.52- 4.719 de Tillyer. Otros también incluyen titanio como se describe en la Patente U.S. Nos. 2.444.976 de Bro n; 2.8 60.059 de Molter y col.; y 4.792.536 de Pecoraro y col. En particular, la Patente U.S. No. 5.077.133 de Cheng describe una composición de vidrio verde absorbente del infrarrojo y ultravioleta que utiliza hierro, cerio y titanio para producir el color deseado y eficacia espectral. Esta - patente describe adicionalmente que la cantidad total de hierro y cerio así como las cantidades relativas de óxido férrico y óxido ferroso son críticas para producir el vidrio deseado. Las Patentes U.S. Nos. 5.320.986 de 5 Taniguchi; 5.344.798 de Morimoto y col; y 5.362.689 de Morimoto y col . describen un vidrio absorbente de la radiación ultravioleta e infrarroja que incluye hierro, cerio, titanio y manganeso. El manganeso se utiliza para controlar la reducción del hierro en la composición de vidrio y además como un colorante. También se ha utilizado el cromo para controlar la transmitancia ultravioleta en vidrios verdes. Por ejemplo, la Patente U.S. No. 2. 991.185 •n de Smith y col. combina óxidos de cromo, arsénico y cobre. Las Patentes U.S. Nos. 2.974.052 de Bacon y col. y 3.332.790 de Penberthy utilizan cromo en vidrios que contienen poco hierro para producir botellas y contenedores de vidrio. En la producción de vidrios absorbentes de la radiación infrarroja y ultravioleta, las cantidades relativas de hierro y otros aditivos deben ser estrechamente oni- torizadas y controladas con rangos operativos muy estrechos para proporcionar el color y propiedades espectrales deseados . Sería deseable tener un cristal verde que pudiera utilizarse para las áreas de visión de un vehículo, con propiedades de eficacia solar superiores, que sea compatible con las técnicas de fabricación de vidrios planos comerciales y que proporcione medios adicionales para controlar el color del vidrio sin incluir grandes cantidades de materiales adicionales . 30 COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un vidrio coloreado verde utilizando una composición base de vidrio sodocálcico silícico estándar y adicionalmente hierro, cerio, cromo y opcionalmente titanio como materiales absorbentes de la radiación infrarroja y ultravioleta y colorantes. En particular, el vidrio coloreado de verde incluye aproximadamente 0,50 a 1,0% en peso de hierro total, preferiblemente aproximadamente 0,6 a 0,8% en peso y más preferiblemente aproximadamente 0,6 a 0,7 % en peso; aproxima- 5 damente 0,35 a 0,65% en peso de Fe203, preferiblemente aproximadamente 0,4 a 0,5% en peso y más preferiblemente menos de aproximadamente 0,48% en peso; aproximadamente 0,8 a 1,5% en peso de Ce02, preferiblemente aproximadamente 0,9 a 1,4% en peso y más preferiblemente aproximadamente 1,0 a 1,3 % en peso,- y aproximadamente 20 a 150 PPM de Cr203, preferiblemente aproximadamente 40 a 90 PPM y más preferiblemente aproximadamente 40 a 75 PPM. Si se desea, la composición puede incluir 0 hasta aproximadamente 0,7% en peso de Ti02, preferiblemente aproximadamente 0,2 a 0,6% en peso y más preferiblemente aproximadamente 0,3 a 0,5 % en peso. La relación redox para el vidrio de la presente invención se mantiene entre aproximadamente 0,20 y 0,40, preferiblemente entre aproximadamente 0,267 y 0,35, y más preferiblemente aproximadamente 0,27 a 0,31. 20 Las composiciones de vidrio de la presente invención tienen una transmitancia luminosa (LTA) de al menos aproximadamente 65%, preferiblemente al menos 70%, una transmitancia ultravioleta solar total (TSUV) de más de aproximadamente 38%, preferiblemente no más de aproximadamente 35%, una transmitancia ultravioleta (ISO UV) de no más de aproximadamente 15%, preferiblemente no más de aproximadamente 10%, una transmitancia infrarroja solar total (TSIR) de no más de aproximadamente 35%, preferiblemente no más de aproximadamente 30%, y una transmitancia de energía solar total (TSET) de no mas de aproximadamente 50%, preferiblemente, no más de aproximadamente 48%. La longitud de onda dominante de los vidrios en la presente invención puede variar algo de acuerdo con las preferencias de color particulares . En la presente inven- 35 ción, se prefiere que el vidrio sea de un color verde caracterizado por una longitud de onda dominante en el rango de aproximadamente 500 a 550 nano etros, preferiblemente aproximadamente 515 a 540 nanometros, y más preferiblemente aproximadamente 520 a 535 nanometros. La pureza de excitación del vidrio no será mayor de aproximadamente 5%, preferiblemente no mas de aproximadamente 4%, más preferiblemente no más de aproximadamente 3%. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El vidrio base de la presente invención, esto es, los constituyentes principales del vidrio sin materiales absorbentes de infrarrojo o ultravioleta y/o colorantes, que son el objeto de la presente invención, es vidrio sodocalcico silícico comercial caracterizado como sigue: Po] rcentaj e en peso Si02 66 - 75 Na20 10 -20 CaO 5- 15 MgO 0 - 5 A1203 0 - 5 K20 0 - 5 Como se utiliza aquí, todos los valores de "porcentaje en peso (% en peso)" se basan en el peso total de la composición final de vidrio. A esta base de vidrio, la presente invención incor-pora materiales absorbentes de la radiación infrarroja y ultravioleta y colorantes en forma de hierro, cerio, cromo y opcionalmente titanio. Como se describe aquí, el hierro se expresa en términos de Fe203 y FeO, el cerio se expresa en términos de Ce02, el cromo se expresa en tér-minos de Cr203 y el titanio se expresa en términos de Ti02. Se apreciará que las composiciones de vidrio descritas aquí pueden incluir pequeñas cantidades de otros materiales, por ejemplo, adyuvantes de la fusión y el refinado, materiales contaminantes o impurezas. Se observará adicionalmente que en una realización de la invención, pueden incluirse pequeñas cantidades de materiales adicionales en el vidrio para mejorar la eficacia solar del vidrio como se discutirá más adelante con más detalle. Los óxidos de hierro en una composición de vidrio realizan varias funciones. El óxido férrico, Fe203, es un buen absorbente de la radiación ultravioleta y funciona como un colorante amarillo en el vidrio. El óxido ferroso, FeO, es un buen absorbente de la radiación infrarroja y funciona como un colorante azul. La cantidad total de hierro presente en los vidrios aquí descritos se expresa aquí en términos de Fe203 de acuerdo con la práctica ana-lítica típica, pero que no implica que todo el hierro esté realmente en la forma de Fe203. De igual modo, la cantidad de hierro en el estado ferroso se reseña como FeO, incluso aunque realmente pueda no estar presente en el vidrio como FeO. Con el fin de reflejar las cantidades relativas de hierro ferroso y férrico en las composiciones de vidrio descritas aquí, el término "redox" significará la cantidad de hierro en el estado ferroso (expresada como FeO) dividida por la cantidad de hierro total (expresada como Fe203) . Adicionalmente, a menos que se establezca de otra forma, el término "hierro total" en esta memoria designará el hierro total expresado en términos de Fe203, el término "Fe203" designará el hierro en el estado férrico expresado en términos de Fe203 y el término "FeO" significará el hierro en el estado ferroso expresado en términos de FeO. El Ce02 es un fuerte absorbente de la radiación ultravioleta que proporciona poco color al vidrio. El Ti02 es de igual modo un fuerte absorbente de la radiación ultravioleta que también opera como un colorante impar-tiendo un color amarillo a la composición de vidrio. El Cr203 se añade para impartir un color verde al vidrio y ayudar a controlar el color final del vidrio. Se cree que el cromo puede también proporcionar cierta absorción a la radiación ultravioleta. Se requiere un equilibrio apro-piado entre el contenido de hierro, esto es, óxidos férrico y ferroso, cerio, cromo y opcionalmente titanio para obtener el vidrio coloreado de verde deseado con las propiedades espectrales deseadas. El vidrio de la presente invención puede fundirse y retinarse en una operación de fusión comercial, a gran escala, en continuo y conformarse en láminas de vidrio planas de espesores variables por el método de flotación en el que el vidrio fundido está contenido en un recipiente de metal fundido, habitualmente estaño, como supo-ne una configuración en cinta y se enfría. Se observará que como resultado de la formación del vidrio sobre estaño fundido, pueden migrar cantidades medibles de óxido de estaño en zonas de la superficie del vidrio en el lado que estuvo en contacto con el estaño. Típicamente, una pieza de vidrio de flotación tiene una concentración de Sn02 de al menos 0,05 % en peso en las primeras pocas mieras por debajo de la superficie del vidrio que estuvo en contacto con el estaño. Las operaciones de fusión y conformado utilizadas para producir la composición de vidrio incluyen, pero no se limitan a una operación de fusión continua de quemado en la cabeza convencional, como es bien conocido en la técnica, o una operación de fusión multi-etapas, como se describe en las Patentes U.S. No. 4.381.934 y 4.792.536 de Kunkle y col., 4.792.536 de Pecoraro y col. y 4.886.5-39 de Cerutti y col. Si se requiere puede emplearse una instalación de agitación sin las etapas de fusión y/o conformado de la operación de producción de vidrio para homogeneizar el vidrio con el fin de producir vidrio de la más elevada calidad óptica.

Para las composiciones de vidrio que tienen un redox de menos de 0,30, se prefiere la primera operación y para composiciones de vidrio que tienen un redox de 0,30 ó más, se prefiere la última operación, aunque cada una de estas operaciones puede producir vidrio fuera de sus rangos preferidos. En particular, una operación de fusión convencional opera típicamente a un nivel redox de hasta 0,30 y preferiblemente a aproximadamente 0,23-0,27. Cuando se produce vidrio a niveles redox en el extremo supe-rior de este rango y más alto, pueden añadirse aditivos tales como material conteniendo carbón al material del lote para aumentar el nivel redox, por ejemplo como se describe en la Patente U.S. No. 4.551.161 de Savolskis y col. Similarmente, pueden conseguirse niveles redox infe-riores a 0,30 por la operación multi-etapas aumentando la cantidad de constituyentes de oxidación en el lote de vidrio. Por ejemplo, puede añadirse óxido de manganeso para rebajar el nivel redox. El redox también puede controlarse ajustando la relación gas/02 de los quemadores. Las Tablas l, 2 y 3 ilustran ejemplos de composiciones de vidrio que constituyen los principios de la presente invención. Las propiedades espectrales mostradas por las Tablas 1 y 3 están basadas en un espesor de referencia de 0,160 pulgadas (4,06 mm) y las de la Tabla 2 están basadas en un espesor de referencia de 0,139 pulgadas (3,53 mm) . Solamente se listan en las tablas porciones de hierro, cerio, titanio y cromo de los ejemplos. Con respecto a los datos de transmitancia proporcionados en las Tablas l, 2 y 3, la transmitancia luminosa (LTA) se midió utilizando un iluminante estándar C.I.E. "A" en un rango de longitud de onda de 380 a 770 nanometros y el color del vidrio, en términos de longitud de onda dominante y pureza de excitación, se midió utilizando un iluminante estándar C.I.E. "C" con un 2 ° observador, si-guiendo procedimientos establecidos en ASTM E308-90. La transmitancia ultravioleta (ISO UV) se basa en los patrones ISO 9050:1990 (E) , Sección 2,5 (ISO UV) y se mide en un rango de longitud de onda de 280 a 380 nanometros. La transmitancia ultravioleta solar total (TSUV) se midió en 5 un rango de longitud de onda de 300 a 400 nanometros, la transmitancia infrarroja solar total (TSRI) se midió en el rango de longitud de onda de 720 a 2000 nanometros, y la transmitancia de energía solar total (TSET) se midió en el rango de longitud de onda de 300 a 2000 nanometros.

Los datos de transmitancia TSUV, TSIR y TSET se calcularon utilizando datos de irradiación solar directa 2,0 de masa de aire Parry Moon y se integraron utilizando la ' I Regla Trapezoidal, como es conocido en la técnica. La información proporcionada en las Tablas l y 2 se basa en fundidos de laboratorio experimentales que tienen aproximadamente los componentes de lote básicos: arena 500 g sosa 162, 8 g caliza 42 g dolomita 121 g sulfato de sodio 2,5 g colorante según se necesite FeO • Cr203 según se necesite Ti02 según se necesite Ce02 según se necesite Se añadió carbón a cada fundido para controlar el redox.

En la preparación de los fundidos, se pesaron los ingredientes y se mezclaron en un mezclador. La mitad del material se colocó después en un crisol de sílice refractario y se calentó a 2650 °F (1454 °C) durante 30 minutos. El material restante se añadió después al crisol y se calen- 25 tó a 2650°F (1454 °C) durante VA horas. Después el vidrio fundido se fritó en agua, se secó y se recalentó a 2650°F (1454 °C) durante 1 hora. El vidrio fundido se fritó después una segunda vez en agua, se secó y se recalentó a 2650 °F (1454 °C) durante 2 horas. El vidrio fundido se vertió después fuera del crisol y se laminó hasta un es- 5 pesor de aproximadamente 0,25 pulgadas (0,635 cm) y se templó. El análisis químico de las composiciones de vidrio se determinó utilizando un espectrofotómetro de fluorescencia de rayos X RIGAKU 3370. El contenido de FeO se determinó utilizando técnicas de química húmeda, como es bien conocido en la técnica. Las características espectrales del vidrio se determinaron sobre muestras templadas utilizando un espectrofotómetro UV/VIS/NIR Perkin-t j, Elmer Lambda 9 antes del atemperado del vidrio o de la exposición prolongada a la radiación ultravioleta, lo que tendrá efecto sobre las propiedades espectrales como se discutirá más adelante. Lo siguiente es representativo de los óxidos básicos de los vidrios descritos en las Tablas l y 2 : Si02 71,5 % p. Na20 12,6 % p . K20 0,036 % p. CaO 8,3 % p . A1203 0,13 % p . 20 Se espera que los constituyentes del óxido básico de las composiciones de vidrio generadas por ordenador en la Tablas 3 sean similares. Los ejemplos mostrados en las Tablas 1 y 2 incluían 25 entre 25 y 35 partes por millón (PPM) de Mn02, lo que se considera que es un contaminante y/o nivel de material residual. Las composiciones en la Tabla 3 se diseñaron para incluir 27 PPM Mn02, para reflejar mejor las propiedades espectrales esperadas del vidrio.

TABLA 1 Ej . 1 Ej . 2 Ej . 3 Ej . 4 Ej . 5 Ej . 6 Ej . 7 Ej . 8 E Hierro total (% p.) 0,593 0,609 0,624 0,628 0,631 0,632 0,632 0,634 0, Fe203 (% p.) 0,406 0,402 0,417 0,352 0,411 0,370 0,436 0,441 0, FeO ( p.) 0,168 0,186 0,186 0,248 0,198 0,236 0,176 0,174 0, Redox 0,283 0,305 0,298 0,395 0,314 0,373 0,278 0,274 0, Ce02 (% p.) 1,29 1,19 1,34 1,29 1,46 1,25 1,32 1,36 1 Ti02 (% p.) 0,397 0,383 0,506 0,396 0,403 0,387 0,456 0,359 0, Cr203 (PPM) 59 47 46 54 48 2 44 45 LTA (%) 72,95 72,29 71,23 68,79 71,94 69,75 72,39 72,73 7 TSUV (%) 29,76 29,84 25,78 28,45 26,72 29,02 26,49 28,46 2 ISO UV (%) 10,33 10,55 8,43 9,90 8,62 10,19 8,70 9,53 8 TSIR (%) 27,69 25,33 25,51 18,41 27,22 18,83 27,02 28,06 2 TSET (%) 46,51 45,01 44,31 39,63 45,60 40,49 45,69 46,55 4 DW (nm) 522,3 514,5 532,9 505,8 532,7 501,7 538,1 527,1 5 Pe (%) 2,73 2,67 3,53 3,72 3,43 3,91 3,75 2,90 3 :»* • + - 11 - TABLA 1 ( cont . ) Ej . 12 Ej . 13 Ej . 14 Ej. 15 Ej. 16 Ej. 17 Ej . 18 Ej. 19 Ej . 20 Ej. 21 Ej .

Hierro total (% p.) 0,643 0, 649 0,665 0,655 0, 666 0, 668 0,719 0,724 0,739 0,798 0,8 Fe203 ( % p . ) 0,443 0,467 0,415 0,436 0,484 0,484 0,541 0,553 0,535 0, 607 0,6 FeO (% p.) 0,180 0,164 0,216 0, 198 0,164 0, 166 0, 160 0,154 0,184 0, 172 0, 1 Redox 0,280 0,253 0,330 0,302 0,246 0,249 0,223 0,213 0,249 0,216 0,2 Ce02 (% p.) 1,35 1,34 1,32 1,35 1,43 1,34 0,95 1,16 1,17 1,15 1, Ti02 (% p.) 0,458 0, 404 0,314 0,408 0,197 0,312 0,266 0,214 0,214 0,188 0,0 Cr203 (PPM) 46 54 42 59 48 46 74 44 49 45 10 LTA (%) 71,80 72,11 70,44 71,20 73,16 71,84 73,18 72,81 71,59 72,22 72, TSUV (%) 25,98 26,92 28,40 26,77 30,82 28,14 30,05 28,91 28, 06 28,11 30, ISO UV (%) 8,37 8,84 9, 69 8, 84 10,58 9,45 10, 90 9, 95 9,52 9,59 10, TSIR (%) 27,05 28, 13 22,44 25,59 29,16 26,55 31,45 29,74 25, 10 28,82 29, TSET (%) 45,40 46,16 42,57 44,38 47,69 45,36 48,59 47,56 44,54 46,76 47, DW (nm) 534,2 534,8 511,1 529,9 515,6 521,9 533, 9 529,1 522,8 534,4 526 Pe (%) 3,55 3,53 2,95 3,37 2,42 2,77 3,26 2,90 2,76 3,26 2, TABLA 2 Ej. 23 Ej. 24 Ej. 25 Ej . 26 E j . 27 Ej . 28 Ej . 29 Hierro total (% p.) 0,624 0,628 0,632 0,632 0,636 0,639 0,640 Fe203 (% p.) 0,417 0,352 0,370 0,403 0,432 0,368 0,424 FeO (% p.) 0,186 0,248 0,236 0,206 0,184 0,244 0,194 Redox 0,298 0,395 0,373 0,326 0,289 0,382 0,303 Ce02 (% p.) 1,34 1,29 1,25 1,48 1,24 1,43 1,34 Ti02 (% p.) 0,506 0,396 0,387 0,405 0,387 0,305 0,409 Cr203 (PPM) 46 54 2 0,409 56 45 43 LTA (%) 73,59 71,37 72,24 73,22 73,72 71,72 73,31 TSUV {%) 28,95 31,61 32,17 30,16 31,78 30,62 30,18 ISO UV (%) 10,28 11,82 12,13 10,65 11,82 10,98 10,77 TSIR (%) 29,99 22,50 22,95 27,95 29,44 24,10 28,61 TSET (%) 48,00 43,20 44,03 46,83 47,96 44,21 47,25 D (nm) 533,0 505,7 501,6 520,2 518,2 507,3 520,7 Pe (%) 3,07 3,2 3,41 2,56 2,44 2,95 2,52 TABLA 2 (cont. ) Ej. 30 Ej. 31 Ej. 32 Ej . 33 Ej . 34 E j . 35 Hierro total (% p.) 0,640 0,645 0,655 0,656 0,668 0,683 Fe203 (% p.) 0,424 0,434 0,415 0,436 0,484 0,445 FeO {% p.) 0,195 0,190 0,216 0,198 0,166 0,214 Redox 0,303 0,295 0,330 0,302 0,249 0,313 Ce?2 (% p.) 1,49 1,34 1,32 1,35 1,34 1,35 Ti?2 (% p.) 0,409 0,458 0,314 0,408 0,312 0,360 Cr203 (PPM) 56 57 42 59 46 48 LTA (%) 73,36 73,44 72,87 73,56 74,14 71,33 TSUV (%) 29,79 29,05 31,54 29,91 31,27 30,24 ISO UV (%) 10,45 10,18 11,63 10,66 11,36 10,92 TSIR (%) 29,03 29,82 26,79 30,07 31,06 23,50 TSET (%) 47,44 47,83 46,21 48,07 49,02 43,67 DW (nm) 527,5 530,4 511,1 530,0 522,0 509,3 Pe (%) 2,82 2,99 2,56 2,93 2,40 2,88 TABLA 3 Ej . 36Ej. 37Ej. 38Ej. 39Ej. 40Ej. 41Ej. 42Ej. 43 Ej . 44 Ej . 45 Ej . 46 Hierro total (% p.) 0,630 0,630 0,630 0,630 0,630 0,600 0,660 0,630 0,630 0, 630 0, 630 Fe203 (% p.) 0,434 0,434 0,434 0,454 0,413 0,413 0,454 0,434 0,434 0,434 0,434 FeO (% p.) 0,176 0,176 0,176 0,158 0,195 0,168 0,185 0,176 0,176 0, 176 0, 176 Redox 0,280 0,280 0,280 0,250 0,310 0,280 0,280 0,280 0,280 0,280 0,280 Ce02 ( p.) 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,14 1,26 1,2 1,2 TiOz (% p.) 0,37 0,37 0,37 0,37 0,37 0,37 0,37 0,37 0,37 0,31 0,43 Cr203 (PPM) 19 49 79 49 49 49 49 49 49 49 49 LTA (%) 73,31 72,54 71,79 73,73 71,38 73,24 71,86 72,56 72,53 72, 64 72,44 TSUV (%) 28,73 28,65 28,57 28,15 29,17 29,16 28,15 28,98 28,33 29,32 27,99 ISO UV (%) 9,76 9,76 9,76 9,54 9,99 9,98 9,54 10,02 9,51 10,05 9,48 TSIR (%) 25,89 25,86 25,84 29,47 22,73 27,40 24,42 25,86 25,86 25, R6 25, 86 TSET (%) 45,68 45,19 44,72 47,55 43,09 46,35 44,09 45,22 45,17 45,32 45,06 DW (nm) 523,0 527,8 531,6 542,3 513,1 530,6 525,0 526,9 528,6 522,0 533,0 Pe (%) 2,60 3,04 3,52 3,98 2,82 3,09 3,00 2,98 3,09 2,74 3,40 Con referencia a las Tablas l, 2 y 3, la presente invención proporciona un vidrio coloreado de verde utilizando una composición base de vidrio sodocálcico silícico estándar y adicionalmente hierro, cerio, cromo y opcio- 5 nalmente titanio como materiales absorbentes de la radiación ultravioleta e infrarroja y colorantes. Como puede verse, no todos los ejemplos son del mismo color verde como está indicado por las longitudes de onda dominantes (DW) y purezas de excitación (PE) . En la presente inven- 10 ción, se prefiere que el vidrio tenga un color verde caracterizado por una longitud de onda dominante en el rango de aproximadamente 500 a 550 nanometros, preferible- } mente aproximadamente 515 a 540 nanometros, y mas preferiblemente aproximadamente 520 a 535 nanometros, con una pureza de excitación no mayor del 5% aproximadamente, preferiblemente no mayor de aproximadamente 4%, más preferiblemente no mayor de aproximadamente 3%. En la presente invención, el vidrio coloreado de verde incluye aproximadamente 0,50 a 1,0% en peso de hierro total, preferiblemente aproximadamente 0,6 a 0,8% en peso y más preferiblemente aproximadamente 0,6 a 0,7% en peso,- aproximadamente 0,35 a 0,65% en peso de Fe203, preferi-jkg, blemente aproximadamente 0,4 a 0,5% en peso y más prefe- ~f riblemente menos de aproximadamente 0,48% en peso; apro- 25 ximadamente 0,8 a 1,5% en peso de Ce02, preferiblemente aproximadamente 0,9 a 1,4 % en peso y más preferiblemente aproximadamente 1,0 a 1,3 % en peso,- 0 a aproximadamente 0,7% en peso de Ti02, preferiblemente aproximadamente 0,2 a 0,6 % en peso y más preferiblemente aproximadamente 0,3 a 0,5 % en peso,- y aproximadamente 20 a 150 PPM de Cr203, preferiblemente aproximadamente 40 a 90 PPM y más preferiblemente aproximadamente 40 a 75 PPM. La relación redox para el vidrio de la presente invención está mantenida entre aproximadamente 0,20 a 0,40, preferiblemente entre aproximadamente 0,267 a 0,35, y más preferiblemente aproximadamente 0,27 a 0,31.

Las composiciones de vidrio descritas en la presente invención tienen un LTA de al menos aproximadamente 65%, preferiblemente al menos 70%, un TSUV de no mas de 38%, preferiblemente no mas de 35%, un TSIR de no mas de apro- 5 ximadamente 35%, preferiblemente no más de aproximadamente 30%, y un TSET de no mas de aproximadamente 50%, preferiblemente, no más de aproximadamente 48%. Además, el vidrio tiene preferiblemente un ISO UV de no más de aproximadamente 15%, preferiblemente no más de aproximadamen- 10 te 10%. Se espera que estas propiedades espectrales del vidrio cambiarán después de atemperar el vidrio y además , > tras la exposición prolongada a la radiación ultravioleta, comúnmente llamada solarización. En particular, se estima que atemperando y solapzando las composiciones de vidrio descritas aquí se reducirá el LTA en aproximadamente 1,5 a 2%, se reducirá el TSUV, ISO UV y TSIR en aproximadamente 2 a 3%, y se reducirá el TSET en aproximadamente 1 a 2,5%. Como resultado, en una realización de la invención, la composición de vidrio tiene propiedades espectrales seleccionadas que inicialmente caen fuera de los rangos deseados previamente discutidos pero caen den-g , tro de los rangos deseados después del atemperado y/o la V solarización. Por ejemplo, se anticipa que las composi- 25 ciones de vidrio descritas en los ejemplos 23-35 de la Tabla 2 tendrán un ISO UV de menos del 10% después de atemperar y solarizar. Se apreciará también que la transmitancia luminosa también está reducida por estas condiciones. Como resul- 30 tado, con el fin de mantener la transmitancia luminosa por encima de un nivel mínimo deseado, y en particular mayor del 70%, el LTA inicial del vidrio después de la producción será suficientemente alto de modo de cualesquiera pérdidas atribuibles al atemperado y la solariza- 35 ción no reducirán la transmitancia luminosa hasta un nivel inaceptable .

En base a lo anterior, para vidrios templados antes de atemperar y/o solarizar, las composiciones de vidrio de la presente invención tendrán una transmitancia luminosa de al menos aproximadamente 71,5%, preferiblemente 5 al menos 72%, un TSUV de no mas de 40%, preferiblemente no mayor de 37%, un TSIR de no mas de aproximadamente 37%, preferiblemente no mas de aproximadamente 32%, y un TSET de no mas de aproximadamente 51%, preferiblemente, no mayor de aproximadamente 49%. Adicionalmente, el vi- 10 drio tiene preferiblemente un ISO UV de no mas de aproximadamente 17%, preferiblemente no mas de aproximadamente 12%. Con referencia a la Tabla 3 , puede verse que la cantidad relativa de cromo en la composición de vidrio tiene un efecto mayor sobre el color del vidrio que el hierro, cerio o titanio. En particular, como se muestra en los Ejemplos 36, 37 y 38, variando el Cr203 de 19 a 79 PPM se cambió la longitud de onda dominante en casi 10 nm. Esto puede compararse con los Ejemplos 41, 37 y 42 donde el hierro total se varió de 0,6 a 0,66% en peso (una diferencia de 600 PPM) produciendo un cambio en la longitud de onda dominante de aproximadamente 5 nm y los Ejemplos 43, 37 y 44 donde el Ce02 se varió de 1,14 a 1,26 % en -fSL peso (una diferencia de 1200 PPM) produciendo un cambio en la longitud de onda dominante de menos de 2 nm. En los Ejemplos 45, 37 y 46 el nivel de Ti02 se varió de 0,31 a 0,43 % en peso y la longitud de onda dominante se cambió en aproximadamente 11 nm. Sin embargo, se observa que este cambio en la longitud de onda dominante estuvo acom- 30 panado por una variación de 1200 PPM en el contenido de Ti02 mientras que se efectuó un cambio comparable utilizando una cantidad mucho mas pequeña de Cr203, y en particular 60 PPM (que es 1/20 de la cantidad de Ti02 utilizada) . 35 El vidrio hecho por el proceso de flotación oscila típicamente entre un espesor de lámina de aproximadamente l milímetro y 10 milímetros. Para las aplicaciones de vidriado de vehículos, se prefiere que las láminas de vidrio tengan una composición como se describe aquí con un espesor dentro del rango de 0,071 a 0,197 pulgadas (1,8 a 5 mm) . Se ha anticipado que cuando se utiliza un 5 único pliegue de vidrio, el vidrio se atemperará, por ejemplo, para una ventana trasera o lateral de automóvil, y cuando se utilizan múltiples pliegues, el vidrio se templará y laminará junto utilizando un adhesivo termo- plástico, por ejemplo, un parabrisas de automóvil que lamina dos pliegues de vidrio templado juntos utilizando polivinil butiral. Como se discutió anteriormente, también pueden aña¬ > dirse otros materiales a las composiciones de vidrio descritas aquí para reducir adicionalmente la transmisión de la radiación infrarroja y ultravioleta y/o el color del vidrio de control. En particular, se contempla que pueden añadirse los siguientes materiales al vidrio sodocálcico silícico conteniendo hierro, cerio, titanio y cromo descrito aquí: 20 Mn02 0 a o, ,5 % p. Sn02 0 a 2, , 0 % p. ¿3& ZnO 0 a 0, ,5 % p. Mo 0 a 0, ,015 % p. V205 0 a 0, ,04 % p. Se 0 a 3 PPM CoO 0 a 5 PPM Como se observará, puede tener que hacerse un ajuste en los constituyentes básicos de hierro, cerio, cromo y/o titanio para explicar cualquier coloreado y/o redox que 25 afecte al poder de estos materiales adicionales. Pueden establecerse otras variaciones conocidas por los expertos en la técnica sin apartarse del alcance de la invención como se define por las reivindicaciones que siguen.

Claims (34)

1. REIVINDICACIONES 1. Una composición de vidrio absorbente de la radiación infrarroja y ultravioleta coloreada de verde que comprende aproximadamente 66 a 75 por ciento en peso de Si02; aproximadamente 10 a 20 por ciento en peso de Na20, aproximadamente 5 a 15 por ciento en peso de CaO, 0 a aproximadamente 5 por ciento en peso de MgO, 0 a aproximadamente 5 por ciento en peso de A1203, 0 a aproximadamente 5 por ciento en peso de K20, aproximadamente 0,50 a 1 por ciento en peso de hierro total, aproximadamente 0,35 a 0,65 por ciento en peso de Fe203, aproximadamente 0,8 a 1,5 por ciento en peso de Ce02, 0 a aproximadamente 0,7 por ciento en peso de Ti02 y aproximadamente 20 a 150 PPM de Cr203, donde el vidrio tiene una transmitancia luminosa (LTA) de aproximadamente 65 por ciento o más .
2. 2. La composición como en la reivindicación 1 donde la concentración total de hierro es de aproximadamente 0,6 a 0,8, la concentración de Fe203 es de aproximadamente 0,4 a 0,5 por ciento en peso, la concentración de Ce02 es de aproximadamente 0,9 a 1,4 por ciento en peso, la concentración de Ti02 es de aproximadamente 0,2 a 0,6 por ciento en peso y la concentración de Cr203 es de aproximadamente 40 a 75 PPM, y además donde el vidrio tiene una transmitancia luminosa (LTA) de aproximadamente 70 por ciento o más, una transmitancia ultravioleta solar total (TSUV) de no mas del 38 por ciento, y un color caracterizado por una longitud de onda dominante en el rango de 500 a 550 nanometros y una pureza de excitación de no mas del 5%.
3. 3. La composición como en la reivindicación 2 donde la concentración de Fe203 es inferior a 0,48 por ciento en peso y el vidrio tiene un redox de 0,27 o más.
4. 4. La composición como en la reivindicación 2 donde el vidrio tiene una transmitancia infrarroja solar total (TSIR) de aproximadamente 35 por ciento o menos, una trans-mitancia de energía solar total (TSET) de aproximadamente 65 por ciento o menos, y una transmitancia ultravioleta (ISO UV) de aproximadamente 15 por ciento o menos.
5. 5. La composición como en la reivindicación 4 donde el vidrio tiene una transmitancia luminosa (LTA) de aproxi- 5 madamente 71,5 por ciento o más y una transmitancia ultravioleta (ISO UV) de aproximadamente 12 por ciento o menos .
6. 6. La composición como en la reivindicación 4 donde el vidrio tiene una transmitancia ultravioleta (ISO UV) de 10 aproximadamente 10 por ciento o menos.
7. 7. La composición como en la reivindicación 4 donde el color del vidrio está caracterizado por una longitud de ? }' onda dominante en el rango de aproximadamente 515 a 540 nanometros y una pureza de excitación de no mas de apro- 15 ximadamente 3% .
8. 8. Una lámina de vidrio fabricada a partir de la composición indicada en la reivindicación 1.
9. 9. Una composición de vidrio absorbente de la radiación infrarroja y ultravioleta, coloreada de verde, que tiene 20 una porción de vidrio base que comprende: Si02 aproximadamente 66 a 75 por ciento en peso Na20 aproximadamente 10 a 20 por ciento en peso - CaO aproximadamente 5 a 15 por ciento en peso MgO 0 a aproximadamente 5 por ciento en peso Al203 0 a aproximadamente 5 por ciento en peso K20 0 a aproximadamente 5 por ciento en peso y una porción colorante y absorbente de la radiación solar que consta esencialmente de: 25 hierro total aproximadamente 0,50 a 1 por ciento en peso Fe203 aproximadamente 0,35 a 0,65 por ciento en peso Ce02 aproximadamente 0,8 a 1,5 por ciento en peso Ti0 0 a aproximadamente 0,7 por ciento en peso Cr203 aproximadamente 20 a 150 PPM, teniendo el vidrio una transmitancia luminosa (LTA) de aproximadamente 65 por ciento o más y una transmitancia ultravioleta solar total (TSUV) de aproximadamente 38 por ciento o menos . 5
10. 10. La composición como en la reivindicación 9 donde la concentración de hierro total es de aproximadamente 0,6 a 0,8 por ciento en peso y la concentración de Fe203 es de aproximadamente 0,4 a 0,5 por ciento en peso.
11. 11. La composición como en la reivindicación 10 donde la 10 concentración de Ce02 es de aproximadamente 0,9 a 1,4 por ciento en peso, la concentración de Ti02 es de aproximadamente 0,2 a 0,6 por ciento en peso y la concentración de Cr203 es de aproximadamente 40 a 75 PPM.
12. 12. La composición como en la reivindicación 11 donde la 15 concentración de hierro total es de aproximadamente 0,6 a 0,7, la concentración de Fe203 es inferior a 0,48 por ciento en peso, la concentración de Ce02 es de aproximadamente 1 a 1,3 por ciento en peso, la concentración de Ti02 es de aproximadamente 0,3 a 0,5 por ciento en peso y 20 la concentración de Cr203 es de aproximadamente 40 a 60 PPM.
13. 13. La composición como en la reivindicación 11 donde la concentración de Fe203 es inferior a 0,48 por ciento en peso y el vidrio tiene un redox de 0,27 o más. 25
14. 14. La composición como en la reivindicación 11 donde el vidrio tiene una transmitancia luminosa (LTA) de aproximadamente 70 por ciento o más y una transmitancia ultravioleta (ISO UV) de no mas de aproximadamente 15 por ciento. 30
15. 15. La composición como en la reivindicación 14 donde el vidrio tiene una transmitancia luminosa (LTA) de aproximadamente 71,5 por ciento o más y una transmitancia ultravioleta (ISO UV) de aproximadamente 12 por ciento o menos . 35
16. 16. La composición como en la reivindicación 14 donde el vidrio tiene una transmitancia ultravioleta (ISO UV) de no mas de aproximadamente 10 por ciento.
17. 17. La composición como en la reivindicación 14 donde el vidrio tiene transmitancia infrarroja solar total (TSIR) de aproximadamente 35 por ciento o menos y una transmitancia de energía solar total (TSET) de aproximadamente 65 por ciento o menos.
18. 18. La composición como en la reivindicación 14 donde el color del vidrio está caracterizado por una longitud de onda dominante en el rango de aproximadamente 500 a 550 nanometros y una pureza de excitación de no mas de apro-ximadamente 5%.
19. 19. La composición como en la reivindicación 18 donde el color del vidrio está caracterizado por una longitud de onda dominante en el rango de aproximadamente 515 a 540 nanometros y una pureza de excitación de no más de apro-ximadamente 4%.
20. 20. Una lámina de vidrio fabricada a partir de la composición como se indica en la reivindicación 9.
21. 21. La lámina de vidrio como en la reivindicación 20 donde la lámina tiene un espesor entre 1,8 y 5 mm.
22. 22. Una lámina de vidrio fabricada a partir de la composición como se indica en la reivindicación 18.
23. 23. Una composición de vidrio absorbente de la radiación infrarroja y ultravioleta, coloreada de verde, que tiene una porción de vidrio base que comprende: Si02 aproximadamente 66 a 75 por ciento en peso Na20 aproximadamente 10 a 20 por ciento en peso CaO aproximadamente 5 a 15 por ciento en peso MgO 0 a aproximadamente 5 por ciento en peso A1203 0 a aproximadamente 5 por ciento en peso K20 0 a aproximadamente 5 por ciento en peso y una porción colorante y absorbente de la radiación solar que consta esencialmente de hierro total aproximadamente 0,5 hasta pero menos de 0,7 por ciento en peso - Fe203 aproximadamente 0,35 hasta pero menos de 0,48 por ciento en peso Ce02 aproximadamente 0,8 a 1,5 por ciento en peso Ti02 0 a aproximadamente 0,7 por ciento en peso Cr203 aproximadamente 20 a 150 PPM, teniendo el vidrio un redox de 0,27 o más, una transmitancia luminosa (LTA) de aproximadamente 65 por ciento o más y una transmitancia ultravioleta solar total (TSUV) 5 de aproximadamente 38 por ciento o menos, donde el color del vidrio está caracterizado por una longitud de onda dominante en el rango de aproximadamente 515 a 540 nano¬ 7 metros .
24. 24. La composición como en la reivindicación 23 donde el 10 color del vidrio está caracterizado por una longitud de onda dominante en el rango de aproximadamente 520 a 535 nanometros y una pureza de excitación de aproximadamente 4% o menos .
25. 25. La composición como en la reivindicación 23 donde la 15 concentración de Ce02 es de aproximadamente 0,9 a 1,4 por ciento en peso, la concentración de Ti02 es de aproximadamente 0,2 a 0,6 por ciento en peso y la concentración ^* de Cr203 es de aproximadamente 40 a 75 PPM. t
26. 26. La composición como en la reivindicación 25 donde la 20 concentración de Ce02 es de aproximadamente 1 a 1,3 por ciento en peso, la concentración de Ti02 es de aproximadamente 0,3 a 0,5 por ciento en peso y la concentración de Cr203 es de aproximadamente 40 a 60 PPM.
27. 27. La composición como en la reivindicación 25 donde el 25 vidrio tiene una transmitancia luminosa (LTA) de aproximadamente 70 por ciento o mas, una transmitancia infrarroja solar total (TSIR) de aproximadamente 35 por ciento o menos y una transmitancia de energía solar total (TSET) de aproximadamente 65 por ciento o menos . 3028.
28. La composición como en la reivindicación 27 donde el vidrio tiene una transmitancia luminosa (LTA) de aproxi- madamente 71,5 por ciento o mas y una transmitancia ultravioleta (ISO UV) de aproximadamente 12 por ciento o menos .
29. 29. La composición como en la reivindicación 27 donde el 5 vidrio tiene una transmitancia ultravioleta (ISO UV) de aproximadamente 15 por ciento o menos .
30. 30. La composición como en la reivindicación 29 donde el vidrio tiene una transmitancia ultravioleta (ISO UV) de aproximadamente 10 por ciento o menos. 10
31. 31. Una lámina de vidrio fabricada a partir de la composición como se indica en la reivindicación 23.
32. 32. Una composición de vidrio absorbente de la radiación infrarroja y ultravioleta coloreada de verde que tiene una porción de vidrio base que comprende : 15 Si02 aproximadamente 66 a 75 por ciento en peso Na20 aproximadamente 10 a 20 por ciento en peso CaO aproximadamente 5 a 15 por ciento en peso MgO 0 a aproximadamente 5 por ciento en peso A1203 0 a aproximadamente 5 por ciento en peso K20 0 a aproximadamente 5 por ciento en peso y una porción absorbente de la radiación solar y colorante que consta esencialmente de: hierro total aproximadamente 0,50 a 1 por ciento en peso Fe203 aproximadamente 0,35 a 0,65 por ciento en peso Ce02 aproximadamente 0,8 a 1,5 por ciento en peso Cr203 aproximadamente 20 a 150 PPM, Ti02 0 a aproximadamente 0,7 por ciento en peso Mn02 0 a aproximadamente 0,5 por ciento en peso Sn02 0 a aproximadamente 2,0 por ciento en peso ZnO 0 a aproximadamente 0,5 por ciento en peso Mo 0 a aproximadamente 0,015 por ciento en peso V205 0 a aproximadamente 0,04 por ciento en peso Se 0 a aproximadamente 3 PPM CoO 0 a aproximadamente 5 PPM teniendo el vidrio una transmitancia luminosa (LTA) de aproximadamente 65 por ciento o más y una transmitancia ultravioleta total solar (TSUV) de 38 por ciento o menos.
33. 33. La composición como en la reivindicación 22 donde el vidrio tiene una transmitancia luminosa (LTA) de aproximadamente 70 por ciento o mas, una transmitancia ultravioleta (ISO UV) de aproximadamente 15 por ciento o menos, una transmitancia infrarroja solar total (TSIR) de aproximadamente 35 por ciento o menos y una transmitancia de energía solar total (TSET) de aproximadamente 65 por ciento o menos, y además donde el color del vidrio está caracterizado por una longitud de onda dominante en el rango de aproximadamente 500 a 550 nanometros y una pure-za de excitación de aproximadamente 5% o menos.
34. 34. La composición como en la reivindicación 33 donde la composición de vidrio tiene un redox de 0,27 o más y una concentración de Fe203 de menos de 0,48 por ciento en peso y el color del vidrio está caracterizado por una longitud de onda dominante en el rango de aproximadamente 515 a 540 nanometros y una pureza de excitación de aproximadamente 4% o menos.