PL177282B1

PL177282B1 - Barwiona kompozycja szklana

Info

Publication number: PL177282B1
Application number: PL92299429A
Authority: PL
Inventors: Pedro Alvarez-Casariego; Jean-Jacques Massol
Original assignee: Saint Gobain Vitrage
Priority date: 1991-10-03
Filing date: 1992-10-02
Publication date: 1999-10-29
Also published as: ATE201191T1; ES2107515T3; EP0536049B1; ATE156103T1; DE69221244T2; DE69221244D1; DK0536049T3; KR930703212A; CA2097189C; UA29401C2; KR100253606B1; US5545596A; JP3749251B2; SK280660B6; CZ121093A3; EP0768284A2; FR2682101B1; ES2158987T3; WO1993007095A1; DK0768284T3

Abstract

1. Barwiona kompozycja szklana krzemowo-sodo-wapniowa zawierajaca 64-75% wa- gowych SiO2, 0-5% wagowych Al2 O3, 0-5% wagowych B2 O3, 5-15% wagowych CaO, 0-5% wagowych MgO, 10-18% wagowych Na2 O, 0-5% wagowych K2O, znamienna tym, ze jako skladniki barwiace zawiera 0,001-0,02% wagowych CoO, do 0,0025% wagowych Se, oraz tlenki zelaza, których calkowita zawartosc wyrazona w postaci Fe2O3 wynosi 0,4-2,5% wago- wych, przy czym zawartosc FeO stanowi 16-55% calkowitej zawartosci zelaza. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest barwiona kompozycja szklana, przeznaczona do wytwarzania szyb przydatnych zwłaszcza do montowania w pojazdach samochodowych. W szczególności wynalazek dotyczy kompozycji szklanej, z której można wytwarzać szyby nadające się do stosowania jako boczne tylne szyby i szyby tylne w pojazdach samochodowych.

Projektanci samochodów proponują swoim klientom szyby z barwionego szkła, nie tylko z uwagi na ich walory estetyczne, ale również z uwagi na funkcje, które mogą one spełniać, w szczególności poprawę widzialności w krytycznych warunkach oświetlenia i/lub większy komfort pasażerów'.

Ponadto w związku z tym, że udział oszklonych powierzchni wzrasta co roku w nowych modelach samochodów, efekt cieplarniany staje się coraz poważniejszym czynnikiem, który musi być uwzględniany przy projektowaniu klimatyzacji pojazdu.

Jednym ze sposobów obniżania tego efektujest stosowanie szyb o małej przepuszczalności promieniowania w obszarze bliskiej podczerwieni, w których przepuszczalność w obszarze widzialnym, mimo że mniejsza niż w przypadku zwykłych szyb przednich, jest do zaakceptowania przez pasażerów.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4104076 przedstawiono szkła oparte na tlenkach żelaza, kobaltu, chromu i/lub uranu, ewentualnie zawierające również selen. Szkła te można podzielić na dwie kategorie: szkła brązowe o współczynniku przepuszczalności światła 40-55%, oraz szkła szare, w przypadku których współczynnik ten wynosi od 35-45%. Szkła te, przeznaczone do wytwarzania szyb okiennych w budynkach, wykazują konwencjonalny współczynnik przenoszenia całkowitej energii poniżej 50% przy grubości 6,2 mm.

Z kolei w opisie europejskiego zgłoszenia patentowego nr EP 0349909 przedstawiono szkła o odcieniu szarym, oparte na tlenkach żelaza i kobaltu, do których dodano co najmniej 30 ppm selenu. Szkła te charakteryzują się, przy grubości 5,56 mm, współczynnikiem przepuszczalności światła od 5 do 20%, oraz współczynnikiem przenoszenia całkowitej energii poniżej

177 282

40%. W przypadku wszystkich szkieł podanych jako przykłady współczynnik przenoszenia energii jest większy od współczynnika przepuszczalności światła.

Istotąbarwionej kompozycji szklanej według wynalazku, zawierającej podstawowe składniki tlenkowe w ilości 64-75% wagowych SiO₂,0-5% wagowych Al₂O₃,0-5% wagowych B₂O₃,

5-15% wagowych CaO, 0-5% wagowych· MgO, 10-18% wagowych Na₂O oraz 0-5% wagowych K2O, jest to, że zawierajako składniki barwiące 0,45-2,5% wagowych Fe₂O₃ (całkowita ilość żelaza) o równoważnej zawartości FeO wynoszącej 16-55% wagowych, 0,001-0,02% wagowych CoO i 0-0,0025% wagowych Se. Kompozycja szklana charakteryzuje się współczynnikiem całkowitego przenoszenia energii (T_E) mniejszym od współczynnika przepuszczalności światła przy oświetlaczu A (TL_A), przy czym współczynnik T_E wynosi od 10 do 48%, a współczynnik TL_a wynosi od 20 do 60% przy grubości 3,85 mm.

Korzystne jest, jeżeli kompozycja według wynalazku, w całkowitej ilości żelaza wyrażonej jako Fe₂O3, zawiera 20-40% wagowych równoważnego Fe.

Korzystnie kompozycja zawiera jako składniki barwiące 0,45-1% wagowych Fe₂O3 (całkowita ilość żelaza), 0,001-0,01 % wagowych CoO, oraz 0,0002-0,002% wagowych Se, albo 1-1,8% wagowych Fe₂O₃ (całkowita ilość żelaza), 0,005-0,02% wagowych CoO oraz 0,0005-0,0025 wagowych Se albo 0,8-1,8% wagowych Fe2O3 (całkowita ilość żelaza) oraz 0,001-0,01% wagowych CoO albo też 1,,3-2,5% wagowych Fe₂O3 (całkowita ilość żelaza) oraz 0,005-0,015% wagowych CoO.

Kompozycje według wynalazku mogą zawierać ponadto inne składniki w bardzo małych ilościach, pochodzące od związków dodawanych do mieszanki szklarskiej, w celu ułatwienia rafinacji szkła. Jest tak na przykład w przypadku SO3, pochodzącego z rozkładu siarczanu dodanego do mieszanki.

Szkło według kompozycji otrzymanej zgodnie z wynalazkiem można wytwarzać w zwykłych piecach i formować w postaci ciągłej taśmy lub wstęgi, dobrze znanym sposobem wylewania szkła na stopioną kąpiel cynową.

Uzyskane szkło wykazuje niską czystość wzbudzania przy oświetlaczu C. Wynosi ona zazwyczaj poniżej 15%, a najczęściej poniżej 12%. Charakterystyka przepuszczalności szkła oraz dominująca długość fali przy oświetlaczu C zależą od stanu oksyredukcyjnego. W kompozycji według wynalazku 16-55% wagowych całkowitej ilości żelaza wyrażanego jako Fe2O₃ może być w postaci tlenku żelazawego. Jeszcze częściej 20-40% wagowych całkowitej ilości żelaza jest w postaci tlenku żelazawego.

Szkła otrzymane z kompozycji według wynalazku wykazują odcienie szarości i mniej lub bardziej neutralne zabarwienie, które może zmieniać się od niebiesko/zielonego do zielono/ żółtego, przechodząc przez wszystkie odcienie pośrednie, odpowiadające dominującym długościom fali przy oświetlaczu C, w zakresie od 490 do 560 nm. Wykazujątakże pożądaną charakterystykę przepuszczalności, dzięki zastosowaniu jako składników barwiących tlenków żelaza i kobaltu, ewentualnie z dodatkiem selenu, przy czym ten ostatni składnik wpływa na zmniejszenie czystości wzbudzenia.

Szkła otrzymane z kompozycji według wynalazku mogą zawierać jedynie część podanych składników barwiących albo wszystkie składniki barwiące, w proporcjach wybranych w zależności od wymaganej charakterystyki. I tak szkła mogązawierać jako składnik barwiący tlenki żelaza i kobaltu oraz ewentualnie selen. Proporcje wagowe składników barwiących można zmieniać w zależności od wymaganych właściwości.

Szkła o odcieniu szarym, charakteryzujące się wysokim współczynnikiem przepuszczalności światła (TLa>40%) zawierają następujące składniki barwiące w podanych procentach wagowych: ____

I Fe₂O3 (całkowita ilość żelaza)	0,45-1%
CaO	0,001-0,01%
Se	0,0002-0,002%

177 282

Szkła wykazujące również szary odcień, ale charakteryzujące się niższym współczynnikiem przepuszczalności światła (TL_A<40%) oraz współczynnikiem T_E niższym niż szkła (I) zawierają następujące składniki barwiące w podanych procentach wagowych:

(II) Fe₂O3 (całkowita ilość żelaza)	1-1,8%
CaO	0,005-0,02%
Se	0,0005-0,0025%

Wśród szkieł należących do tej grupy, które mogą nie zawierać selenu, wyróżnić można szkła o wysokim współczynniku (TLa> 40%) oraz o względnie niskim współczynniku T_E. Szkła, te zawierają następujące składniki barwiące w podanych procentach wagowych:

(III) Fe₂O3 (całkowita ilość żelaza)	0,8-1,8%
CaO	0,001-0,01%

Wśród szkieł należących do tej grupy, które mogą nie zawierać selenu, wyróżnić można takie szkła, które wykazują współczynnik TLa i współczynnik Te wyraźnie niższy niż szkła (III). Szkła te zawierają następujące składniki barwiące w podanych procentach wagowych:

(IV) Fe₂O3 (całkowita ilość żelaza)	1,3-2,5%
CaO	0,005-0,015%

Szkła (III) i (IV) mogą oczywiście zawierać selen w ilościach w podanych wyżej granicach

W celu wytworzenia szkieł jako kompozycję podstawową wykorzystuje się zwykłą kompozycję szklaną stosowaną w przemyśle szkła płaskiego, dodając do niej składniki barwiące w proporcjach zapewniających uzyskanie wymaganej charakterystyki optycznej i wyglądu przy danej grubości. Skład wybranego szkła podstawowego jest następujący:

SiO₂ 72,10%

Al,O₃ 0,74%

CaO 8,90%

MgO 3,79%

Na₂O 14,16%

K₂O 0,11%

SO₃ 0,20%

Składniki barwiące dodaje się do tego szkła kosztem krzemionki.

W załączonej tabeli podano szereg przykładów kompozycji szkła ilustrujących wynalazek, zwłaszcza szkła z grup I-IV, określonych powyżej. Zawartości składników barwiących wyrażono w procentach wagowych. Wartości różnych charakterystyk szkieł określano z wykorzystaniem szyb o grubości 3,85 mm. Poziom czystości uzyskany w przypadku pewnych szkieł jest znaczny, biorąc pod uwagę bardzo małą zawartość selenu w tych szkłach. W przypadku wszystkich szkieł stosunek Fe₂O₃ (całkowita ilość żelaza) do Se jest wyższy od 200.

Jak to zaznaczono wcześniej, szkła uzyskuje się techniką wylewania w postaci ciągłej taśmy. Arkusze szkła uzyskane w wyniku pocięcia takiej taśmy wykazują grubość w zakresie od 2 do 8 mm. Takie arkusze szkła można stosować, same lub w połączeniu z arkuszem szkła kolorowego, do wytwarzania szyb, które można montować w pojazdach samochodowych jako szyby boczne tylne i szybę tylną.

177 282

Szyby takie można dopasować łącząc je w zestaw szyb z innymi szybami tworzącymi szybę przednią i przednie szyby boczne. W ten sposób oszklenie pojazdu samochodowego można wykonać z szyb, których współczynnik całkowitej przepuszczalności światła przy oświetlaczu A będzie dla danej grubości obniżać się stopniowo od szyby przedniej do szyby tylnej. Szyby wykonane ze szkieł można z powodzeniemwykorzystywać w zestawie szyb pojazdu samochodowego. I tak szyby bocznych tylnych okien, bez względu na to, czy są to szyby otwieralne, czy stałe, wytwarzać można ze szkieł wykazujących przy grubości 3,85 mm współczynnik całkowitej przepuszczalności światła przy oświetlaczu A około 30-60%. Możnaje połączyć z szybą tylną wykonaną ze szkieł, w przypadku których, przy tej samej grubości, współczynnik całkowitej przepusztzalności światła przy oświetlaczu A wynosi około 20-45%.

Taki zestaw szkieł można wykonać ze szkieł z przykładów 5 i 3 w załączonej tabeli. Szyba wykonana ze szkła z przykładu 5 może służyć jako szyba boczna tylna, a szyba wykonana ze szkła z przykładu 3 może stanowić szybę tylną.

Tabela

	Przykład
1	2	3	4	5	6	7	8
Fe2O3 (żelazo całkowite)	1,15	1,65	1,95	0,62	1,50	1,2	1,25	1,84
CaO	0,0122	0,0110	0,0066	0,0055	0,0058	0,0032	0,0102	0,006
Se	0,0013	-	-	0,0009	-	-	0,0015	-
Układ redoksy	0,27	0,33	0,25	0,29	0,24	0,29	0,28	0,31
Tl(a)(%)	35	35	35	55,7	45,8	55,0	33,5	34,1
Tf (%)	25,3	18,7	17,8	44,9	26,8	32	21,6	16,8
λιχο(ηπι)	496	488	501	505	490	495	531	494
Pc(%)	3,2	17,4	7,6	1,1	10,8	6,3	2,8	11,7

177 282

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Barwiona kompozycja szklana krzemowo-sodo-wapniowa zawierająca 64-75% wagowych SiO₂,0-5% wagowych Al₂O₃,0-5% wagowych B2O3,5-15% wagowych CaO, 0-5% wagowych MgO, 10-18% wagowych Na20,0-5% wagowych K2O, znamienna tym, że jako składniki barwiące zawiera 0,001-0,02% wagowych CoO, do 0,0025% wagowych Se, oraz tlenki żelaza, których całkowita zawartość wyrażona w postaci Fe2O3 wynosi 0,4-2,5% wagowych, przy czym zawartość FeO stanowi 16-55% całkowitej zawartości żelaza.
2. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że w całkowitej ilości żelaza wyrażonej jako Fe₂O3 zawiera 20-40% wagowych FeO.
3. Kompozycja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że jako składniki barwiące zawiera 0,45-1% wagowy Fe2O3 (całkowita ilość żelaza), 0,001-0,01% wagowych CoO oraz 0,0002-0,002% wagowych Se.
4. Kompozycja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, żejako składniki barwiące zawiera 1-1,8% wagowych Fe2O3 (całkowita ilość żelaza), 0,005-0,02% wagowych CoO oraz 0,0005-0,0025% wagowych Se.
5. Kompozycja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, żejako składniki barwiące zawiera 0,8-1,8% wagowych Fe2O3 (całkowita ilość żelaza), oraz 0,001-0,01% wagowych CoO.
6. Kompozycja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, żejako składniki barwiące zawiera 1,3-2,5% wagowych Fe₂O3 (całkowita ilość żelaza), oraz 0,005-0,015% wagowych CoO.