PL178725B1

PL178725B1 - Szkło sodowo-wapniowo-krzemionkowe

Info

Publication number: PL178725B1
Application number: PL94310087A
Authority: PL
Inventors: Kenneth M. Fyles; Helen L. Mcphail
Original assignee: Pilkington Plc
Priority date: 1993-02-04
Filing date: 1994-01-25
Publication date: 2000-06-30
Also published as: CZ292624B6; DE69411543T2; CN1117288A; CN1044357C; FI953712L; MX9400900A; EP0682646B1; DE69411543D1; JP3253086B2; FI953712A7; BR9406245A; GB2274841B; AU694726B2; CZ188795A3; EP0682646A1; GB9401373D0; PL310087A1; KR960700198A; GB9302186D0; DE69411543T4

Abstract

1. Szklo sodowo-wapniowo-krzemionkowe absorbujace IR i UV o neutralnym zabar- wieniu (jak zdefiniowano w opisie), znamienne tym, ze zawiera zwiazki zelazawe w ilosci obliczonej wedlug wzoru: i lacznie zelazo, w ilosci wyrazonej w przeliczeniu na Fe2O3, w zakresie od 0,25 do 1,75% wa- gowych, przy czym szklo zabarwia sie na kolor neutralny przy pomocy jednego lub kilku skladników takich jak Sc, CO 3O4, Nd2O2, NiO, MnO, V2O5, CeO2, TiO2, CuO 1 SnO, przy gru- bosci 4 mm wykazuje ono przepuszczalnosc swiatla widzialnego co najmniej 32%, przepusz- czalnosc UV nie wieksza niz 25%, przepuszczalnosc bezposredniego ciepla slonecznego nizsza o co najmniej 7% od przepuszczalnosci swiatla widzialnego, a takze dominujaca dlugosc fali korzystnie nizsza niz 570 nm; pod warunkiem, ze gdy dominujaca dlugosc fali przekracza 570 nm i przepuszczalnosc swiatla widzialnego przekracza 60%, czystosc koloru nie przekracza 4, a korzystnie 2, a gdy w szkle wystepuje Se, wystepuje takze co najmniej je- den inny barwnik taki jak C03O4, Nd2O3, NiO, MnO, CuO, SnO, V2O5, CeO2 i TiO2, w ilosci wagowej 1,5-krotnie, a korzystnie dwukrotnie wiekszej niz ilosc Se. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku są absorbujące podczerwień (IR) i nadfiolet (UV) kompozycje szkła sodowo-wapniowo-krzemionkowego do stosowania jako szyby. Dokładniej, przedmiotem wynalazku są szyby o neutralnym zabarwieniu z przeznaczeniem przede wszystkim, choć nie jedynie, na szyby pojazdów, takich jak samochody.

Do stosowania w samochodach opracowano specjalne szkła wykazujące niski poziom przepuszczalności bezpośredniego ciepła słonecznego (DSHT) i przepuszczalności nadfioletu (UVT). Szkła te mają za zadanie zmniejszyć problemy związane z nadmiernym ogrzewaniem wnętrz samochodu w słoneczne dni i zabezpieczyć wyposażenie wewnętrzne samochodu przed degradacją spowodowaną promieniowaniem nadfioletowym. Szkła dobrze pochłaniające promieniowanie podczerwone wytwarza się zwykle redukując żelazo zawarte w szkle do związków żelazawych lub dodając miedź. Takie substancje nadają szkłu niebieski kolor. Substancje dodawano w celu uzyskania dobrej absorpcji nadfioletu to Fe³⁺, Ce, Ti lub V. Ilości substancji dodawanych w celu zapewnienia żądanego stopnia absorpcji są takie, że szkło może zabarwić się na kolor żółty. A więc jeśli chce się zapewnić dobrą absorpcję zarówno IR, jak i UV, kolor takiego szkła w nieunikniony prawie sposób jest zielony lub niebieski. Gdy kolor szkła definiuje się w układzie CIELAB, takie przemysłowe szkła o grubości 4 mm i przepuszczalności światła ponad 60% są albo bardzo zielone (-a*>8) lub bardzo niebieskie (-6^7), przy czym żadne z tych zabarwień nie jest pożądane ze względów estetycznych.

Próbowano wytwarzać szyby samochodowe koloru szarego lub brązowego, dobrze zabezpieczające przed promieniowaniem IR i UV, jednak takie szkło ma tendencję do wykazywania odcienia zielono-zółtawego. Np. we francuskim opisie patentowym nr 2672587 dominująca

178 725 długość fali (λϋ) przykładowych szkieł waha się od 571 do 580 nm, a czystość koloru waha się od 4,4 do 15,9%. Liczby te wskazują, że szkła takie mają odcień zielono-żółtawy. Neutralne szare szkło ANTISUN (znak handlowy Pilkington Group) Grey, dostępne z Piklington Glass Limited z St. Helens, England, ma dominującą długość fali 454 i czystość kolom 2,1 % przy grubości 4 mm.

Zgłaszający stwierdzili istnienie zapotrzebowania na szkła o neutralnym zabarwieniu, takim, że w układzie CIELAB szkło ma współrzędne barwne a* od -6 do +5, b* od -5 do +5, jeśli przepuszczalność światła widzialnego wynosi ponad 60% i a* od -12 do +5, b* od -5 do +10, jeśli przepuszczalność światła widzialnego wynosi poniżej 60%. Termin „neutralne zabarwienie” stosowany poniżej oznacza szkła o takich współrzędnych barwnych.

Zgłaszający stwierdzili także istnienie zapotrzebowania na szkło o zabarwieniu neutralnym, które wykazuje przepuszczalność światła widzialnego ponad 32% (przy grubości 4 mm), ale wykazuje także przepuszczalność bezpośredniego ciepła słonecznego mniejszą o co najmniej 7% (korzystnie 10%) od przepuszczalności światła widzialnego. Znane są szkła o niskiej przepuszczalności bezpośredniego ciepła słonecznego, ale wszystkie wykazują niską przepuszczalność światła widzialnego, a więc w zasadzie mają ograniczone zastosowanie w samochodach. Szkła spełniające podane wyżej wymagania powinny zgodnie z przewidywaniami mieć szersze zastosowanie w dziedzinie szyb samochodowych dzięki wyższej przepuszczalności światła, ponieważ niższa przepuszczalność bezpośredniego ciepła słonecznego pozwala na utrzymanie niższej temperatury wnętrza samochodu pomimo wyższej przepuszczalności światła.

Ponadto zgłaszający sądzą, że pożądane byłoby, aby szkło wykazywało przepuszczalność nadfioletu najlepiej niższą niż 25%, ponieważ można przypuszczać, że taka niska przepuszczalność zminimalizuje szkodliwe skutki działania nadfioletu na tworzywa i tkaniny, szczególnie w pojazdach. Na str. 5, wiersze od 32 do 35 francuskiego opisu patentowego nr 2672587 wskazano, że zarówno CoO, jak i NiO redukują przepuszczalność światła widzialnego nie dając wkładu w absorpcję promieniowania nadfioletowego i podczerwonego, zatem me jest wskazane dodawanie tych składników. Proponuje się 0,005% jako górną granicę zawartości CoO, ale najwyższa wymieniona w przykładach wynosi 0,001%. Potwierdza to opinie z opisu, że nie należy stosować tych substancji, a jeśli już występują, to powinny to być niewielkie ilości.

We francuskim opisie patentowym nr 2672587 ilość Se wymieniana w przykładach jest taka sama lub większa niż zawartość barwnika, poza przykładem 9, w którym zawartość Fe₂O₃wynosi tylko 0,178, a czystość koloru ma wysoką wartość 9,6, wskazując na zdecydowane odstępstwo od neutralnego zabarwienia szkła 4 mm o przepuszczalności ponad 60%.

Dziedzina barwionego szkła charakteryzuje się tym, że niewielka zmiana może spowodować znaczną zmianę zabarwienia. Jak stwierdził jeden ze zgłaszających, przypomina to poszukiwanie igły w stogu siana. Szerokie zakresy opisane w dotychczasowych opisach patentowych mogą obejmować wiele możliwości, i tylko opis w poszczególnych przykładach może być punktem oparcia dla identyfikacji wpływu poszczególnych zabarwień i zakresami absorpcji promieniowania nadfioletowego i podczerwonego. Jest oczywiste, że we francuskim opisie patentowym nr 2672587 nie podano prawidłowych proporcji składników w celu osiągnięcia braku zabarwienia przy niedopuszczalnej dominacie o długości fali około 570 nm. W celu osiągnięcia niskiej wartości DSHT we francuskim opisie stosowano dużą ilość FeO, i nie wspomniano o tym, że, według niniejszego wynalazku, można ja zrównoważyć dodatkiem barwników, nie tracąc przepuszczalności światła widzialnego.

Wynalazek nasz opiera się na zaskakującym odkryciu, że włączenie pewnych względnie małych ilości pewnego barwnika kompensuje zieloną barwę powstającą w obecności składników absorbujących promieniowanie nadfioletowe i podczerwone.

Według wynalazku jego przedmiotem jest absorbujące IR i UV szkło sodowo-wapniowo-krzemionkowe o neutralnym zabarwieniu (jak zdefiniowano w opisie) o zwartości związków żelazawych obliczonej według wzoru:

gęstość optyczna - 0,036 % wagowych FeO >0,007 +--------—------178 725 i zawartości łącznej żelaza, wyrażonej w przeliczeniu na Fe2O3, w zakresie od 0,25 do 1,75% wagowych, przy czym szkło zabarwia się neutralnie przy pomocy jednego lub kilku składników takich jak Se, CO3O4, NdiCh, NiO, MnO, V20s, CeO2, T1O2, CuO i SnO, i przy grubości 4 mm wykazuje przepuszczalność światła widzialnego co najmniej 32%, przepuszczalność UV nie większą niż 25%, przepuszczalność bezpośredniego ciepła słonecznego mższąo co najmniej 7% od przepuszczalności światła widzialnego, i dominującą długość fali korzystnie niższą mz 570 nm; pod warunkiem, że gdy dominująca długość fali przekracza 570 nm i przepuszczalność światła widzialnego przekracza 60%, czystość koloru nie przekracza 4, a korzystnie 2, a gdy w szkle występuje Se, występuje także co najmniej jeden inny barwnik taki jak CO3O4, Nd2O3, NiO, MnO, CuO, SnO, V2Os, CeO2 i T1O2, w ilości wagowej 1,5-krotnie, a korzystnie dwukrotnie większej niż ilość Se. Korzystnie przepuszczalność bezpośredniego ciepła słonecznego jest o co najmniej 10% niższa, niż przepuszczalność światła widzialnego.

Ilość Se jest korzystnie tak niska, jak tylko możliwe z zachowaniem zgodności z wymaganiem wytworzenia neutralnego koloru. Możliwe jest uzyskanie zadowalających wyników przy zawartości mniejszej niż 5 ppm Se i przepuszczalności światła widzialnego wyższej niż 60%.

Dla celów mniejszego opisu 1 zastrzeżeń odniesienia do przepuszczalności światła widzialnego odnoszą się do przepuszczalności światła (LT) mierzonej dla czynnika oświetlającego A CIE, odnośniki do UVT odnoszą się do przepuszczalności zgodnie z międzynarodową normą ISO 9050 w zakresie długości fal od 280 do 380 nm, odnośniki do przepuszczalności bezpośredniego ciepła słonecznego (DSHT) odnoszą się do przepuszczalności ciepła słonecznego scałkowanej po zakresie długości fal od 350 do 2100 nm zgodnie ze względnym rozkładem spektralnym światła słonecznego Parry Moon dla masy powietrza 2, łączna przepuszczalność ciepła słonecznego (TSHT) równa się DSHT plus ciepło słoneczne absorbowane 1 wypromieniowywane w kierunku padania promieni słonecznych.

W ogólnym zakresie wynalazku mieści się kilka różnych typów kompozycji będących przedmiotem szczególnego zainteresowania.

Tak więc w korzystnym aspekcie niniejszego wynalazku jego przedmiotem jest szkło o przepuszczalności światła widzialnego do 60%, całkowitej zawartości żelaza wyrażonej w przeliczeniu na Fe₂O₃ co najmniej 0,7% i zawierające kombinację Co₃O₄, NiO i Se jako środki barwiąc.

Zastosowanie niklu jako środka barwiącego jest nieco zaskakujące. Wiadomo od dawna w przemyśle szklarskim, że obecność niklu prowadzi do inkluzji NiS w szkle i szkło pęka w czasie hartowania. Ponadto kompozycje szklane zawierające nikiel mają skłonność do zmiany zabarwienia w czasie hartowania, a w szczególności zginania. Z tego powodu większość dotychczasowych sposobów uznaje, że należy unikać stosowania niklu. Stwierdziliśmy, że z powodów niezbyt obecnie zrozumiałych możliwe jest stosowanie niklu we względnie dużych ilościach, do 275 części wagowych na milion, bez napotykania tego rodzaju trudności.

Stosowanie niklu prowadzi do pewnych niespodziewanych korzyści. Po pierwsze, jeśli wytwarza się serię szkieł zawierających nikiel, możliwe jest łatwe przejście fazowe od jednego roztopu do drugiego. Innymi słowy, ilość stosowanego niklu można zmienić nie wytwarzając zbyt wiele szkła odpadowego zawierającego niewłaściwą ilość niklu. Ponadto zastosowanie selenu jako barwnika stwarza pewne problemy. Jest on zarazem lotny i trujący, a także trudno jest osiągnąć jego chemiczne zatrzymanie w szkle. W istocie do 90% selenu wprowadzonego do roztopu może opuścić środowisko w gazach wylotowych. Poza właściwościami trującymi selen jest niekorzystny dla środowiska ze względu na niemiły zapach, podobny ogólnie do zapachu zepsutej kapusty. Wiadomo także, że im więcej selenu doda się do roztopu szklanego, tym więcej proporcjonalnie ucieka. Stosując nikiel w połączeniu z niewielkimi ilościami selenu stwierdziliśmy, ze możemy uzyskać zasadniczo ten sam kolor, jaki osiągano przedtem stosując duże ilości selenu w nieobecności niklu. Postępując w taki sposób minimalizuje się niekorzystne działanie na środowisko związane ze stosowaniem selenu.

W innym korzystnym aspekcie wynalazku jego przedmiotem jest szkło o przepuszczalności światła widzialnego co najmniej 60%, całkowitej zawartości żelaza wyrażonej w przeliczeniu

178 725 na Fe₂O₃ od około 0,25% do 0,77% wagowych i zawierające kombinacje V₂O₅, CeO₂, TiO₂, Se, Co₃O₄, NiO, SnO, Nd₂O₃ i MnO jako środki barwiące.

W takim przypadku pożądane jest, aby całkowita zawartość żelaza wynosiła najwyżej 0,3% wagowych, abarwnik stanowił co najmniej jedną substancję wybraną spośród V₂O₅, CeO₂ i TiO₂ w połączeniu z co najmniej jedną substancją z grupy złożonej z Se, Co₂O₄, NiO, Nd₂O₃1 MnO.

Jeśli całkowita zawartość żelaza wynosi co najmniej 0,3% wagowych, korzystne jest, aby barwnik stanowił co najmniej jedną substancję wybranąspośród Se, Co₂O₄, NiO, Nd₂O₃ i MnO. Można w razie potrzeby dodać co najmniej jedną substancję z grupy złożonej z V₂O₅, CeO₂ i TiO₂.

Takie kompozycje szklane mają zaskakujące właściwości i są bardzo przydatne. Jest to prawdą szczególnie gdy przepuszczalność światła wynosi ponad 70%, ponieważ obecnie ta wartość stanowi minimalną dopuszczalną wartość dla przednich szyb samochodowych. Jak już wspomniano, większość szkieł o pożądanej przepuszczalności IR, światła widzialnego i UV jest zabarwiona na zielono. Ponadto szkła o dużej zawartości żelaza przepuszczają zwykle mało światła. Odkryliśmy, że zielone zabarwienie można z łatwością zmieniać dodając niewielkie ilości innych barwników, a w szczególności selenu, bardziej aktywnego optycznie, szczególnie jeśli duża ilość żelaza występuje w postaci związków żelazawych. Duża zawartość związków żelazawych oznacza, że małe różnice rzędu jednej lub dwu części na milion zawartości innych barwników mogą stanowić znaczne różnice w zabarwieniu szkła.

Na załączonym rysunku występuje jedna figura, która jest wykresem przepuszczalności (UV, ciepło i światło) względem zawartości FeO dla serii szkieł zabarwionych na szaro, pokazującym polepszenie właściwości, jakie można osiągnąć według wynalazku, zwiększając zawartość FeO znanego szkła (szkło 1) i wprowadzając barwniki, zgodnie z opisem, w celu zachowania neutralnego zabarwienia. Szkło 1 jest handlowo dostępnym szarym szkłem o DHST bliskiej przepuszczalności światła i przepuszczalności UV około 40%. W szkłach 2, 3 i 4 ilość jonu żelazawego zwiększono, co bez kompensujących zmian powinno prowadzić do zniebieszczenia szkła i znacznie zmniejszyć jego przepuszczalność. Zmniejszyła się również przepuszczalność UV, co powinno normalnie wprowadzić zieleń do niebieskiego szkła. Przepuszczalność światła i jego neutralne zabarwienie zachowano w istocie dzięki właściwej równowadze dodatków kobaltu, neodymu i selenu przy jednoczesnym sterowaniu stosunkiem ilości związków żelazawych do żelazawych.

Selen wprowadza składową różową do szkła, uzupełniając błękit szkła i neutralizując jego kolor. Jednak selen występuje także w postaciach bezbarwnych w szkłach utlenionych, podczas gdy szkła zredukowane zawierają najprawdopodobniej brunatne lub bezbarwne poliselenki. Utlemame/redukcja szkła musi więc być szczegółowo kontrolowana w celu utrzymania selenu w postaci zabarwionej na różowo.

Retencja selenu jest największa przy około 20% stosunku ilości związków żelazawych do żelazowych i znacznie maleje przy tym stosunku niższym niż 10% lub wyższym niż 40%. W szkłach wykorzystujących selen jako środek neutralizujący stosunek ilości związków żelazawych do żelazowych powinien wynosić od 10 do 40%, aby zatrzymanie selenu w postaci barwnej było najskuteczniejsze.

Chociaż kobalt sam zabarwia szkło na niebiesko, jest przydatny jako środek neutralizujący kolor, ponieważ absorbuje w czerwonej części widma widzialnego, a wiec może być przydatny do redukowania efektu zmniejszonej absorpcji żelaza z podczerwieni przy 1050 nm.

Tlenekneodymu jest także przydatny w podobny sposób, ale jest lepszym czynnikiem neutralizującym niż kobalt, ponieważ jest dichroiczny i wytwarza niebieskie i różowe zabarwienie w zależności od rodzaju oświetlenia, przy którym jest oglądany. Jednak tlenek neodymu jest kosztowny i korzystnym środkiem neutralizującym jest kobalt w połączeniu z selenem.

Dla szkieł o DSHT wynoszącym co najmniej o 7% mniej niż przepuszczalność światła widzialnego i o przepuszczalności UV mniejszej niż 25% w szkle 4 mm potrzebne są następujące dodatki.

Łączna zawartość żelaza w przeliczeniu na Fe₂O₃ ma wynosić 0,25-1,75%, zwykle 0,25-1,25%.

178 725

Minimalna zawartość FeO zapewniająca pożądaną wartość DSHT zmienia się z gęstością optyczną według równania:

% FeO > 0,007 + gęstość optyczna - 0,036

2,3 gdzie gęstość optyczna = logio T/100, gdzie T oznacza przepuszczalność światła widzialnego w procentach dla szkła 4 mm.

W przybliżeniu równa się to:

Przepuszczalność światła	Minimalna zawartość FeO
80%	0,033%
70%	0,058%
60%	0,087%
50%	0,122%
40%	0,153%
30%	0,218%

Absorpcję ultrafioletu zapewnia tlenek żelaza w stanie Fe³⁺, ewentualnie uzupełniony V₉O₅ i/lub CoO₂ i/lub TiO₂. Dla większości zabarwień, przepuszczalność UV mniejsza niż 25% jest osiągana po prostu dzięki związkom żelazawym. Jednak gdy występuje mniej niż 0,3% takiego żelaza w przeliczeniu na Fe₂O₃, przepuszczalność UV może zostać zmniejszona poniżej 25% dodatkiem:

0,1 - 1,0 CeO₂ (jeśli nie ma wanadu)

0,05 - 0,2 V₂O₅ (jeśli nie ma ceru)

Wiele szkieł zawiera co najmniej 0,3% jonów żelazawych w przeliczeniu na Fe₂O₃, a ponadto pewne ilości CeO₂ i V₂O₅, w celu polepszenia ochrony przed nadfioletem.

Korzystnie DSHT powinna wynosić co najmniej 10% mniej niż przepuszczalność światła widzialnego: minimalna zawartość FeO w szkle zapewniająca spełnienie tego korzystnego warunku wynosi:

(gęstość optyczna- 0,036) % FeO <0,012+

1,84

W przybliżeniu równa się to: Przepuszczalność światła 80% 70% 60% 50% 40% 30%

Minimalna zawartość FeO

0,045%

0,076%

0,113%

0,156%

0,208%

0,276%

Dla osiągnięcia najbardziej neutralnego zabarwienia stosunek ilości związków żelazawych do żelazowych powinien nie być niższy niz 10%, a korzystnie me niższy niż 18%.

Żądane zabarwienie można osiągnąć dodając więcej Se, Co₃O₄, Nd₂O₃, NiO, MnO, CuO i SnO. Ilości barwnika i jego rodzaj wybrany do odbarwiania zależy od głębokości zabarwienia, zgodnie z poniższymi wskazówkami. Se w ilości do 50 części na milion Se pozostawianego Co₃O₄ w ilości do 200 części na milion Nd₂O₃ w ilości do 2,5% wagowych.

178 725

Do szkła można także dodawać tlenek manganu w celu wprowadzenia zabarwienia różowego związanego z obecnościąjonu Mn³⁺, jednak jego ilość korzystnie jest ograniczyć do najwyżej 1% wagowych, ze względu na niebezpieczeństwo zmiany zabarwienia wskutek solaryzacji. Podobnie, absorbenty nadfioletu, tlenek ceru i wanadu, należy stosować ostrożnie, ponieważ szkło może zmieniać zabarwienie wskutek solaryzacji.

Inne składniki, które mogą występować w szkłach według wynalazku, obejmują tlenek miedzi, CuO, zwykle w ilości do 0,1% wagowych, który w pewnych warunkach może zmniejszać przepuszczalność ciepła słonecznego.

Szkła według wynalazku są przydatne zarówno w architekturze, jak i w przemyśle samochodowym, zatem przedmiotem wynalazku są także szyby okienne ze szkła według wynalazku. Szybami samochodowymi mogąbyć nie tylko szyby przednie, ale i pozostałe szyby samochodowe. Mogą to być np. tylne boczne szyby o przepuszczalności światła widzialnego tak niskiej, jak 30% oraz podobne tylne szyby.

Przykłady, poza przykładem 1, porównawczym, ilustrują wynalazek, ale go nie ograniczają. W przykładach wszystkie części i procenty są wyrażone jako wagowe, oraz:

(a) ilości Fe₂O₃, FeO, Nd₂O₃, CeO₂, TiO₂, V₂O₅, SnO i MnO są wyrażone w procentach, ilości Se, Co₃O₄ i NiO w częściach na milion:

(b) łączna zawartość żelaza jest wyrażona w przeliczeniu na tlenek żelazowy;

(c) zawartość procentowa całkowita żelaza jako Fe²⁺jest wyliczana z krzywej spektralnej szkła zgodnie z wyrażeniem:

_{% rcQ}_ 115,2 (OD,₀₀₀ - 0,036) t x Fe₂O₃ gdzie OD₁₀₀₀t Fe₂O₃ = gęstość optyczna szkła przy długości fali 1000 nm;

= grubość szkła w milimetrach;

= zawartość procentowa łączna żelaza, w przeliczeniu Fe₂O₃, w szkle; oraz (d) zawartość żelaza jest wyliczana z równania %Fe % FeO=-----x Fe,O, 100 ^{2 3}

143,7 x---159,7

Fe₂O₃ = zawartość procentowa łączna żelaza, w przeliczeniu Fe₂O₃, w szkle; oraz (143,7 jest masą cząsteczkową 2 x FeO, a 159,7 jest masą cząsteczkową Fe₂O₃)

Przykłady

	Łącznie zelazo jako Fe₂O₃	% FeO	% Fe²*· w całym żelazie	Dodatki chemiczne
Se	CO3O4	Nd₂O₃	CeO₂	TiO₂	V₂O₅	inne
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	0,25	0,043	18	11	41	-	-	-	-	-
2	0,35	0,082	26	3	32	0,15	0,4	-	-	-
3	0,38	0,078	23	5	32	-	0,34	-	-	-
4	0,38	0,099	29	2	32	-	0,4	-	-	-
5	0,25	0,038	17	9	-	-	-	-	0,1	-
6	0,25	0,065	29	3	-	-	-	-	0,1	-

178 725 ciąg dalszy

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
7	0,34	0,098	32	<2	32	-	0,4	-	-	-
8	0,45	0,030	7,5	24	18	-	0,4	-	-	-
9	0,45	0,093	23	5	38	-	0,4	-	-	-
10	0,45	0,142	35	< 2	38	-	0,4	-	-	-
11	0,45	0,154	38	< 2	38	-	0,4	-	-	-
12	0,45	0,117	29	< 2	-	0,2	0,4	-	-	-
13	0,45	0,126	31	<2	-	0,5	0,4	-	-	-
14	0,45	0,122	30	< 2	-	0,3	0,4	-	-
15	0,45	0,142	35	<2	38	-	0,5	0,25	-	-
16	0,45	0,134	33	< 2	-	-	0,4	0,2	-	-
17	0,45	0,142	35	< 2	-	0,3	0,4	-	-	NiO 100 ppm
18	0,45	0,146	36	5	-	0,3	0,4	-	-	-
19	0,45	0,130	32	16	25	-	0,4	-	-	-
20	0,4	0,104	29	8	30	-	0,4	-	-	-
21	0,45	0,150	37	10	38	-	0,4	-	-	SnO 1,0
22	0,4	0,097	27	4	18	-	-	-	0,1	-
23	0,6	0,124	23	< 2	20	-	0,2	-	-	-
24	0,7	0,088	14	< 2	-	0,7	1,0	-	-	-
25	0,7	0,157	25	7	38	-	-	-	-	-
26	0,77	0,090	13	-	-	0,5	1,0	0,5	-	-
27	0,5	0,122	27	12	76	-	0,1	-	-	-
28	0,45	0,146	36	7	80	-	-	-	-	-
29	0,685	0,213	35	9	57	-	-	-	-	-
30	1,23	0,443	40	11	104	-	-	-	-	-
31	0,675	0,182	30	14	57	-	-	-	-	-
32	0,7	0,227	36	20	80	-	-	-	-	-
33	0,7	0,227	36	20	120	-	-	-	-	-
34	0,7	0,258	41	16	120	-	-	-	-	-
35	0,675	0,249	41	3	57	-	0,2	1,0	-	-
36	0,9	0,300	37	10	20	-	-	-	-	-
37	0,7	0,290	46	11	0	2,0	-	-	-	-
38	0,8	0,209	29	24	81	-	-	-	-	-
39	1,0	0,225	25	14	150	-	-	-	-	-
40	0,6	0,086	16	-	20	-	0,4	-	-	MnO₂ 1,0

178 725 ciąg dalszy

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
41	0,6	0,162	30	< 2	20	0,1	-	-	-	-
42	0,7	0,258	41	15	120	-	-	-	-	NiO 275 ppm
43	1,0	0,315	35	9	20	-	-	-	-	-
44	1,23	0,277	25	12	104	-	-	-	-	-
45	1,40	0,252	20	10	104	-	-	-	-	-
46	1,30	0,257	22	5	130	-	-	-	-	NiO 131 ppm
47	0,9	0,186	23	6	65	-	-	-	-	NiO 65 ppm
48	1,1	0,346	35	13	105	-	-	-	-	NiO 131 ppm
49	0,8	0,173	24	12	30	0,5	-	-	-	-
50	0,6	0,167	31	11	30	0,5	-	-	-	-
51	0,5	0,157	29	17	80	1,0	-	-	-	-
52	0,45	0,146	36	7	80	-	-	-	0,05	-
53	0,6	0,119	22	20	-	1,0	-	-	-	-

Kolor przepuszczany

	długość fali dominującego kolom	czystość kolom
	LT	DSHT	UVT	a*	b*	λΌ
1	2	3	4	5	6	7	8
1	70	70	40	-0,3	1,1	454	2,1%
2	69	61	23	-1,9	-1,4	485	2,7%
3	68	59	21	-0,8	+2,0	570	1,2%
4	68	56	22	-2,4	-0,6	489	2,2%
5	82	75	17	-2,2	+4,9	569	3,9%
6	80	69	23	-4,5	+4,5	558	3,1%
7	73	59	25	-3,5	-3,2	486	4,9%
8	80	72	23	-1,4	+1,6	547	0,5%
9	64	55	20	-1,4	+ 1,5	547	0,6%
10	64	48	22	-3,7	-1,9	488	4,0%
11	64	46	23	-4,9	-3,8	487	6,1%
12	72	54	20	-3,0	+2,2	530	0,9%
13	71	55	22	-4,0	-1,6	489	3,9%
14	73	56	22	-3,4	+0,6	495	1,7%
15	64	47	17	-4,3	-0,6	492	3,1%

178 725

1	2	3	4	5	6	7	8
16	74	52	20	-4,6	+3,0	534	1,6%
17	67	49	22	-4,5	+2,3	515	1,3%
18	65	47	18	-2,3	+3,7	564	2,8%
19	57	46	15	+1,0	+9,0	553	3,0%
20	64	54	20	-0,3	+3,8	576	3,4%
21	60	47	19	-1,9	-2,1	553	1,1%
22	69	57	18	-4,7	+4,3	553	3,0%
23	71	54	22	-3,8	+ 1,0	499	1,5%
24	67	58	11	-2,0	+3,7	566	2,7%
25	61	45	21	-4,4	+0,5	493	3,3%
26	73	60	8	-5,7	+3,9	536	2,2%
27	48	41	18	-0,8	+ 1,1	552	0,4%
28	51	42	22	-3,8	-2,1	488	2,8%
29	50	35	20	-4,0	-0,2	493	2,8%
30	30	16	9	-8,8	-4,1	489	10,3%
31	49	36	17	-2,5	+2,5	553	1,7%
32	39	29	13	-0,7	+4,9	574	5,6%
33	33	25	12	-ι,ο	+0,9	511	0,3%
34	37	27	16	-3,3	-4,3	484	6,9%
35	54	36	15	-7,4	-1,3	492	5,5%
36	51	29	16	-6,6	+3,3	521	2,1%
37	40	28	15	-3,5	-3,4	486	6,0%
38	36	27	9	+0,6	+8,4	578	10,9%
39	33	26		-3,9	-5,0	485	8,3%
40	75	60	13	-6,0	+4,4	543	2,7%
41	60	49	23	-5,8	-2,5	489	5,4%
42	34	25	17	-4,0	+ 1,4	504	1,7%
43	52	28	15	-9,5	+0,3	496	5,3%
44	36	24	7	-5,7	+0,4	496	3,6%
45	39	27	5	-7,4	+0,1	496	4,7%
46	35	25	7	-7,8	-ι,ο	493	6,3%
47	53	38	16	-6,7	-1,2	492	5,1%
48	32	20	9	-7,2	+0,8	498	4,3%
49	38	26	8	-3,5	+5,0	563	4,9%
50	41	28	13	-3,4	+ 1,2	501	1,6%
51	35	27	9	-0,5	+4,6	575	5,4%
52	51	42	22	-3,8	-2,1	487	4,5%
53	40	33	8	+2,4	+ 10,0	581	13%

178 725

Kilka podanych przykładów dotyczy szkieł nadających się na doskonałe szyby architektoniczne budynków, ze względu na ich znakomitą absorpcję IR i UV oraz neutralny kolor. Właściwości szkła architektonicznego sączęsto podawane dla grubości 6 mm, a poza DSHT pojawia się całkowita przepuszczalność ciepła słonecznego (TSHT). Kilka przykładów do zastosowań architektonicznych podano niżej.

Przepuszczalność szkła o grubości 6 mm

Przykład	przepuszczalność	DSHT	TSHT	UVT
	światła
3	58%	48%	60%	15%
7	65%	48%	60%	20%
11	55%	36%	51%	17%
13	63%	44%	57%	16%
14	65%	44%	57%	16%
23	63%	44%	57%	16%

118 725

178 725

O.

Szare szkła o poprawionych skutkach DSHT i WT

Przepuszczalność % FEO

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Szkło sodowo-wapniowo-krzemionkowe absorbujące IR i UV o neutralnym zabarwieniu (jak zdefiniowano w opisie), znamienne tym, że zawiera związki żelazawe w ilości obliczonej według wzoru: % wagowych FeO > 0,007 + gęstość optyczna - 0,036
2,3 i łącznie żelazo, w ilości wyrażonej w przeliczeniu na Fe2O3, w zakresie od 0,25 do 1,75% wagowych, przy czym szkło zabarwia się na kolor neutralny przy pomocy jednego lub kilku składników takich jak Se, CO3O4, NdiCh, NiO, MnO, ¥205, CeCh, T1O2, CuO i SnO, przy grubości 4 mm wykazuje ono przepuszczalność światła widzialnego co najmniej 32%, przepuszczalność UV nie większą niż 25%, przepuszczalność bezpośredniego ciepła słonecznego niższąo co najmniej 7% od przepuszczalności światła widzialnego, a także dominującą długość fali korzystnie niższą niż 570 nm; pod warunkiem, że gdy dominująca długość fali przekracza 570 nm i przepuszczalność światła widzialnego przekracza 60%, czystość koloru nie przekracza 4, a korzystnie 2, a gdy w szkle występuje Se, występuje także co najmniej jeden inny barwnik taki jak CO3O4, Nd2O3,NiO> MnO, CuO, SnO, V2Os, CeO2 i T1O2, w ilości wagowej l ,5-krotme, a korzystnie dwukrotnie większej niż ilość Sc.

2. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że przepuszczalność światła widzialnego wynosi do 60%, łączna zawartość żelaza w przeliczeniu na Fe₂O₃ wynosi co najmniej 0,7%, a barwnikami jest połączenie Co₃O₄, NiO i Se.
3. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że przepuszczalność światła widzialnego wynosi co najmniej 60%, łączna zawartość żelaza w przeliczeniu na Fe₂O₃ wynosi około 0,25% do 0,77% wagowych, a barwnikiem jest co najmniej jeden ze związków takich jak V₂O₅, CeO₂, TiO₂, Se, Co₃O₄, NiO, SnO, Nd₂O₃ i MnO.
4. Szkło według zastrz. 3, znamienne tym, że łączna zawartość żelaza wynosi najwyżej 0,3% wagowych, a barwnikiem jest co najmniej jeden ze związków z grupy obejmującej V₂O₅, CeO₂1 TiO₂ w połączeniu z co najmniej jednym związkiem z grupy obejmującej Se, Co₃O₄, NiO, Nd₂O₃ i MnO.
5. Szkło według zastrz. 3, znamienne tym, że łączna zawartość żelaza wynosi najmniej 0,3% wagowych, a barwnikiem jest co najmniej jeden ze związków z grupy obejmującej Se, Co₃O₄, NiO, Nd₂O₃1 MnO.
6. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że barwnikiem jest mieszanina co najmniej trzech ze związków z grupy obejmującej Se, Co₃O₄, Nd₂O₃, CeO₂, TiO₂, V₂O₅, NiO, MnO, SnO i CuO.
7. Szkło według zastrz. 6, znamienne tym, że co najmniej jeden z trzech barwników wybiera się z podgrupy obejmującej V₂O₅, CeO₂ i TiO₂, a co najmniej jeden z pozostałych związków wybiera się z grupy obejmującej Se, Co₃O₄, Nd₂O₃, NiO, MnO, SnO 1 CuO.
8. Szkło według zastrz. 3 albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, znamienne tym, że Nd₂O₃ występuje w ilości do 2,5% wagowych.
9. Szkło według zastrz. 3 albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, znamienne tym, że MnO występuje w ilości do 1% wagowych.
10. Szkło według zastrz. 3 albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, znamienne tym, że CeO₂ występuje w ilości od około 0,1% do 1% wagowych.
11. Szkło według zastrz. 3 albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, znamienne tym, że V₂O₅ występuje w ilości od około 0,05% do 0,2% wagowych.

178 725
12. Szkło według zastrz. 3 albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, znamienne tym, że Se występuje w dości do 50 części na milion wagowo.
13 Szkło według zastrz. 3 albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, znamienne tym, ze Co₃O₄ występuje w ilości do 200 części na milion wagowo.
14. Szkło według zastrz. 3 albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, znamienne tym, że NiO występuje w ilości do 275 części na milion wagowo.
15. Szkło według zastrz. 2, znamienne tym, że zawiera do 275 części na milion wagowo NiO, do 15 części na milion wagowo Se i do 130 części na milion wagowo Co₃O₄.
16. Szkło według zastrz. 3, znamienne tym, że Se występuje w ilości do 5 części na milion wagowo.
17. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że przepuszczalność światła widzialnego wynosi do 60%, łączna zawartość żelaza w przeliczeniu na Fe₂O₃ wynosi co najmniej 0,8% Wagowych, a barwnikiem jest połączenie Co₃O₄ i Se.
18. Szkło według zastrz. 17, znamienne tym, że zawiera do 150 części na milion wagowo Co₃O₄ i do 15 części na milion wagowo Se.
19. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że łączna zawartość związków żelazawych wynosi co najmniej 18% łącznej zawartości żelaza.
20 Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że przy grubości 4 mm wykazuje przepuszczalność bezpośredniego ciepła słonecznego niższą o co najmniej 10% od przepuszczalności światła widzialnego.
21. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że przy grubości 4 mm dominująca długość fali przekracza 570 nm; przepuszczalność światła widzialnego przekracza 60%, a czystość koloru wynosi mniej niż 2.
22. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera Se i co najmniej jeden z barwników takich jak Co₃O₄, Nd₂O₃, NiO i MnO w ilości wagowej co najmniej dwukrotnie wyższej od zawartości Se.
23. Szkło absorbujące IR i UV o neutralnym zabarwieniu, znamienne tym, że opisano je w którymkolwiek z przykładów.

* * *