PL189833B1

PL189833B1 - Barwne szkło sodowo-wapniowe o niebieskim odcieniu oraz jego zastosowanie

Info

Publication number: PL189833B1
Application number: PL99350238A
Authority: PL
Inventors: Marc Foguenne; Dominique Coster
Original assignee: Glaverbel
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1999-12-13
Publication date: 2005-09-30
Also published as: CZ293930B6; CZ20012052A3; EP1140718B1; PL350238A1; BR9917070A; US20040157721A1; DE69910616D1; BR9917070B1; JP2002532380A; ES2205929T3; EP1140718A1; RU2255912C2; US7033967B2; DE69910616T2; ID29357A; ATE247606T1; EP1013620A1; JP4546646B2; AU3037800A; WO2000037372A1

Abstract

1. Barwne szklo sodowo-wapniowe o niebieskim odcieniu, zlozone z glównych skladników szklotwórczych, w tym ponad 2% tlenku magnezowego, oraz srodków bar- wiacych, znamienne tym, ze szklo 1,1% wagowego Fe2O 3, mniej niz 0,53% wagowego FeO oraz od 0,003% do 0,13% wagowego tlenku manganu, przy czym ma calkowita przepuszczalnosc swiatla dla srodka oswietlajacego A zmierzona dla grubosci szkla 4 mm TLA4 w zakresie od 15 do 70%, selektywnosc zmierzona dla grubosci szkla 4 mm SE4 wyzsza niz 1,2, oraz ma taka dominujaca dlugosc fali ?D i czystosc wzbudzenia P, ze leza one na wykresie chromatycznosci wedlug C.I.E. z 1931 roku wewnatrz trójkata, którego wierzcholki sa wyznaczone punktem przedstawiajacym zródlo srodka oswietlajacego C i punktami, których wspólrzedne ( ?D , P) wynosza odpowiednio (490, 19) i (476, 49). 13. Zastosowanie szkla okreslonego w zastrz. 1 do wytwarzania okien samochodowych. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest barwne szkło sodowo-wapniowe o niebieskim odcieniu, złożone z głównych składników szkłotwórczych oraz środków barwiących, jak również jego zastosowanie.

Określenie „szkło sodowo-wapniowe” stosuje się tu w szerokim sensie i dotyczy ono wszelkiego szkła, które zawiera następujące składniki (w procentach wagowych):

Na₂O	10do 20%
CaO	0 do 21%
SiO2	60 2o 27%
K₂O	0 do 10%
MgO	0 do 21%
Al₂O3	Odo 5%
BaO	0 2o 2%
BaO + CaO + MgO	10 do 20%
K₂O + Na₂O	10 do 20%.

Ten rodzaj szkła jest stosowany bardzo szeroko, na przykład w dziedzinie oszklenia budynków albo samochodów. Wytwarza się je zwykle w postaci wstęgi drogą procesu flotowego. Taką wstęgę można ciąć na arkusze, które można następnie zginać albo poddawać obróbce w celu polepszenia właściwości mechanicznych, na przykład etapowi hartowania cieplnego.

Na ogół konieczne jest powiązanie właściwości optycznych szkła ze standardowym środkiem oświetlającym. W niniejszym opisie wykorzystuje się 2 standardowe środki oświetlające, a mianowicie środek oświetlający C i środek oświetlający A, określone przez Commission Internationale de l'Eclairage (C.I.E.). Środek oświetlający C odpowiada średniemu światłu dziennemu o temperaturze barwy 6700 K. Ten środek oświetlający jest szczególnie użyteczny do oceny optycznych właściwości oszklenia przeznaczonego do budynków. Środek oświetlający A oznacza promieniowanie promiennika Plancka o temperaturze około 2856 K. Ten środek oświetlający opisuje światło wyemitowane przez główne światła samochodowe i jest w zasadzie przeznaczony do oceny właściwości optycznych okien przeznaczonych do samochodów. Commission Internationale de l'Eclairage opublikowała także dokument zatytułowany „Colorimetrie, Recommandations Officielles de la C.I.E. (Colorimetry and Official

189 833

Recommendations of the C.I.E.)” (maj 1970), w którym opisuje się teorię, zgodnie z którą współrzędne kolorymetryczne światła o każdej długości fali widma widzialnego są tak określone, aby można było je przedstawić na wykresie o ortogonalnych osiach x i y, nazywanym wykresem chromatyczności według C.I.E. z roku 1931. Ten wykres chromatyczności pokazuje locus reprezentatywny dla światła o każdej długości fali (wyrażonej w nanometrach) widma widzialnego. Ten locus jest nazywany „linią barw widmowych” i o świetle, którego współrzędne leżą na tej linii barw widmowych, mówi się, że ma 100% czystość wzbudzenia dla odpowiedniej długości fali. Linia barw widmowych jest zamknięta linią nazywaną granicą purpury, która łączy punkty linii barw widmowych, których współrzędne odpowiadają długościom fali 380 nm (fiolet) i 780 nm (czerwień). Obszar leżący pomiędzy linią barw widmowych i granicą purpury jest obszarem dostępnym dla współrzędnych chromatycznych każdego światła widzialnego. Współrzędne światła wyemitowanego na przykład przez środek oświetlający C odpowiadają wartości x = 0,3101 i y — 0,3162. Ten punkt C uważa się za punkt reprezentujący światło widzialne, a skutek tego ma czystość wzbudzenia równą zero dla każdej długości fali. Od punktu C do linii barw widmowych można poprowadzić linię przy każdej pożądanej długości fali i każdy punkt leżący na tych liniach można określić nie tylko jego współrzędnymi x i y, lecz także jako funkcję długości fali odpowiadającej linii, na której on leży, oraz odległości od punktu C względem całkowitej długości linii odpowiadającej długości fali. W konsekwencji, barwę światła przesyłanego przez taflę szkła barwnego można opisać jego dominującą długością fali i jego czystością wzbudzenia wyrażoną w procentach.

Współrzędne C.I.E. światła przesyłanego przez taflę szkła barwnego będą zależeć nie tylko od składu szkła, lecz także od jego grubości. W niniejszym opisie i w zastrzeżeniach wszystkie wartości czystości wzbudzenia P i dominującej długości fali λβ przepuszczonego światła oblicza się z widmowych specyficznych transmisji wewnętrznych (SIT>.) arkusza szkła o grubości 5 mm. Widmowa specyficzna transmisja wewnętrzna arkusza szkła zależy tylko od absorpcji szkła i można ją wyrazić za pomocą prawa Beera-Lamberta:

SITx= e'^E'\ gdzie Αχ jest współczynnikiem absorpcji (w cm'¹) szkła przy danej długości fali, a E jest grubością szkła (w cm). W pierwszym przybliżeniu SIT), można przedstawić także wzorem:

(I₃ + R₂)/(I₁-Ri)

A w którym Ii jest natężeniem światła widzialnego padającego na pierwszą powierzchnię czołową arkusza szkła, Ri jest natężeniem światła widzialnego odbitego od tej powierzchni, I₃ jest natężeniem światła widzialnego przesłanego z drugiej czołowej powierzchni arkusza szkła, a R₂ jest natężeniem światła widzialnego odbitego przez tę drugą powierzchnię czołową w kierunku wnętrza arkusza.

W niniejszym opisie i zastrzeżeniach stosuje się następujące określenia:

- dla środka oświetlającego A całkowita przepuszczalność (transmisja) wiatła (TLA) zmierzona dla grubości 4 mm (TLA4); ta transmisja całkowita jest wynikiem integracji pomiędzy długościami fal 380 i 780 nm w wyrażeniu: ΣΤχ.Εχ.Ξχ/ΣΕχ.Βχ, w którym Τχ oznacza transmisję przy długości fali λ, Εχ oznacza rozkład widmowy środka oświetlającego A, a Sz jest czułością normalnego ludzkiego oka jako funkcji długości fali λ,

- całkowita przepuszczalność (transmisja) energii (TE) zmierzona dla grubości 4 mm (TE4); całkowita transmisja jest wynikiem integracji pomiędzy długościami fal 300 i 2500 nm w wyrażeniu: ΣΤχ.Εχ/ΣΕχ, w którym Εχ jest widmowym rozkładem energii słońca na wysokości 30° nad horyzontem,

- selektywność (SE) zmierzona jako stosunek całkowitej transmisji światła dla środka oświetlającego Ado całkowitej transmisji energii (TLA/TE),

- całkowita przepuszczalność (transmisja) w nadfiolecie zmierzona dla grubości 4 mm (TUV4); ta całkowita transmisja jest wynikiem integracji pomiędzy długościami fal pomiędzy 280 i 380 nm w wyrażeniu: Τχ.υχ/Συ_χ, w którym Uzjest widmowym rozkładem promieniowania nadfioletowego, które przeszło przez atmosferę, określonym w normie DIN 67507.

Przedmiotem niniejszego wynalazku są zwłaszcza selektywne szkła o zabarwieniu niebieskim. Te szkła można wykorzystać w zastosowaniach architektonicznych oraz do okna pojazdów szynowych i pojazdów silnikowych. Przy zastosowaniach architektonicznych stosu189 833 je się na ogół szkła o grubości od 4 do 6 mm, natomiast w dziedzinie samochodów stosuje się powszechnie szkła o grubości od 1 do 5 mm, zwłaszcza przy wytwarzaniu okien bocznych i dachów słonecznych.

Według wynalazku barwne szkło sodowo-wapniowe o niebieskim odcieniu, złożone z głównych składników szkłotwórczych, w tym ponad 2% tlenku magnezowego, oraz środków barwiących, charakteryzuje się tym, że szkło zawiera ponad 1,1% wagowego Fe2O3, mniej niż 0,53% wagowego FeO oraz od 0,003% do 0,13% wagowego tlenku manganu, przy czym ma całkowitą przepuszczalność światła dla środka oświetlającego A zmierzoną dla grubości szkła 4 mm TLA4 w zakresie od 15 do 70%, selektywność zmierzoną dla grubości szkła 4 mm SE4 wyższą niż 1,2, oraz ma taką dominującą długość fali λο i czystość wzbudzenia P, że leżą one na wykresie chromatyczności według C.I.E. z 1931 roku wewnątrz trójkąta, którego wierzchołki są wyznaczone punktem przedstawiającym źródło środka oświetlającego C i punktami, których współrzędne (λο, P) wynoszą odpowiednio (490, 19) i (476, 49).

Szkło według wynalazku korzystnie ma dominującą długość fali λο mniejszą niż 489 nm i/lub czystość wzbudzenia P większą niż 12%. Korzystnie szkło według wynalazku ma całkowitą przepuszczalność promieniowania w nadfiolecie zmierzoną dla grubości szkła 4 mm TUV4 mniejszą niż 10%. Szkło korzystnie ma wartość redoks mniejszą niż 41%. Korzystnie szkło według wynalazku jako środki barwiące zawiera co najmniej jeden z takich pierwiastków jak Cr, Co, Se, Ce, V, Ti.

Szkło według wynalazku korzystnie ma taką, dominującą długość fali λο i czystość wzbudzenia P, że leżą one na wykresie chromatyczności według C.I.E. z 1931 roku wewnątrz trójkąta, którego wierzchołki są wyznaczone punktem przedstawiającym źródło środka oświetlającego C i punktami, których współrzędne (λο, P) wynoszą odpowiednio (490, 19) i (480, 38). Szkło korzystnie ma selektywność zmierzoną dla grubości szkła 4 mm SE4 wyższą niż 1,6.

Korzystnie szkło według wynalazku ma następujące wagowe udziały procentowe środków barwiących, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe2O3:

Fe2O3 1,2 do 1,6%

FeO 0,34 do 0,50%

Co 0,0030 do 0,0100%

C2O3 0 do 0,0200%

V2O5 0 do 0,0500%

Se 0 do 0,0020%

CeO2 0 do 0,5%

T1O2 0 do 1,5%.

Korzystniej szkło według wynalazku ma następujące wagowe udziały procentowe środków barwiących, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe2O3:

Fe2O3	I22 do 1,5%
FeO	0,34 do 0,45%
Co	0,0030 do 0,0100%
^Cr2^O3	0 do 0,0150%
V2O5	0 do 0,0400%

Szkło według wynalazku korzystnie ma następujące właściwości optyczne:

35% < TLA4 < 45%

20% < TE4 < 30%

TUV4 < 9% λο > 483 nm P> 12%, przy czym TLA4 oznacza całkowitą przepuszczalność światła dla środka oświetlającego A zmierzoną dla grubości szkła 4 mm, TE4 oznacza całkowitą przepuszczalność energii zmierzoną dla grubości szkła 4 mm, TUV4 oznacza całkowitą przepuszczalność promieniowania w nadfiolecie zmierzoną dla grubości szkła 4 mm, λο oznacza dominującą długość fali, a P oznacza czystość wzbudzenia.

189 833

Korzystniej szkło według wynalazku ma następujące wagowe udziały procentowe środków barwiących, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci FctCR:

Fe2O3	1,3 do 1,8%
FeC	0,30 do 0,50%
Co	0,0160 do 0,0270%
Cr2Cs	0 do 0,0200%
V₂O₅	0 do 0,0500%
Se	0 do 0,0040%
CeC2	0 do 0,5%

Szkło według wynalazku korzystnie ma następujące właściwości optyczne:

16% < TLA4 < 24%

12%<TE4< 18%

TUV4< 5%

476 nm < λο < 483 nm P> 18%.

Przedmiotem wynalazku jest także zastosowanie takiego szkła do wytwarzania okien samochodowych.

A zatem, wynalazek dotyczy barwnego szkła sodowo-wapniowego o niebieskim odcieniu, złożonego z głównych składników szkłotwórczych, w tym ponad 2% tlenku magnezowego, oraz środków barwiących, charakteryzuj ego się tym, że szkło zawiera ponad 1,1% wagowego Fe2C3, mniej niż 0,53% wagowego FeC oraz od 0,003% do 0,13% wagowego tlenku manganu, przy czym ma całkowitą przepuszczalność światła TLA4 w zakresie od 15 do 70%, selektywność SE4 wyższą niż 1,2, oraz ma taką dominującą długość fali λο i czystość wzbudzenia P, że leżą one na wykresie chromatyczności według C.I.E, z 1931 roku wewnątrz trójkąta, którego wierzchołki są wyznaczone punktem przedstawiającym źródło środka oświetlającego C i punktami, których współrzędne (λο, P) wynoszą odpowiednio (490, 19) i (476, 49).

Połączenie tych właściwości optycznych jest szczególnie korzystne w tym sensie, że daje ono szczególnie estetyczne niebieskie zabarwienie, zapewniając jednocześnie wystarczającą przepuszczalność światła przez szkło i wysoką selektywność, która umożliwia ograniczanie wewnętrznego nagrzewania pomieszczeń ograniczonych szybami ze szkła według wynalazku.

W przypadku głównych składników tworzących szkło według wynalazku korzystna jest koncentracja MgC większa niż 2%, ponieważ ten związek sprzyja stapianiu się wymieniowych składników.

Co się tyczy żelaza, to jest ono obecne w większości szkieł dostępnych w handlu albo jako zanieczyszczenie albo jest wprowadzone celowo jako środek barwiący. Obecność Fe³⁺nadaje szkłu nieznaczną absorpcję światła widzialnego o małej długości fali (410 i 440 nm) i bardzo silne pasmo absorpcji w nadfiolecie (pasmo absorpcji wypośrodkowane przy 380 nm), natomiast obecność jonów Fe²⁺ powoduje silną absorpcję w podczerwieni (pasmo absorpcji wypośrodkowane przy 1050 nm). Skutkiem tego, gdy wzrasta stężenie Fe²⁺, to spada wartość TE, zwiększając przez to wartość SE. Co więcej, jony żelazowe nadają szkłu lekko żółte zabarwienie, podczas gdy jony żelazawe nadają bardziej wyraźne zabarwienie niebieskozielone. Wysoka zawartość Fe2O3 w szkle według wynalazku powoduje jego bardzo wysoką nieprzepuszczalność dla promieniowania nadfioletowego, natomiast niska zawartość w nim FeC oznacza, że szkło można wytwarzać w konwencjonalnym piecu, który może mieć dużą pojemność, ponieważ jego ograniczona absorpcja promieniowania podczerwonego nie jest przeszkodą dla rozchodzenia się ciepła w takim piecu. Aktualnie bardziej ekonomiczne jest stosowanie tego rodzaju pieca niż małych elektrycznych pieców stosowanych normalnie przy wytwarzaniu szkieł o wysokiej selektywności. W rzeczywistości w takich przypadkach wysoka zawartość FeC powoduje trudność topienia szkła i wymaga zwykle stosowania pieców elektrycznych o małej pojemności.

W celu uzyskania wysokiej selektywności szkło według wynalazku zawiera także mniej niż 0,13% MnO2, ponieważ ten środek jest niekorzystny dla selektywności na skutek swojej utleniającej roli.

189 833

Szkło zabarwione według wynalazku ma korzystnie taką dominującą długość fali (Ad) i czystość wzbudzenia (P), że leżą one na wykresie chromatyczności według C.I.E. 1931 wewnątrz trójkąta, którego wierzchołki są wyznaczone punktem przedstawiającym źródło środka oświetlającego C i punktami, których współrzędne (Xd, P) wynoszą odpowiednio (490,19) i (480,38), co odpowiada zabarwieniom uważanym za szczególnie atrakcyjne.

Jeszcze korzystniej szkło według wynalazku ma dominującą długość fali mniejszą niż 489 nm i ewentualnie czystość wzbudzenia większą niż 12%, co odpowiada szczególnie korzystnym zabarwieniom.

Szkło według wynalazku ma także korzystnie TUV4 mniejsze niż 10%. Taka wartość umożliwia uniknięcie jakiejkolwiek zmiany barwy przedmiotów znajdujących się w przestrzeni ograniczonej przez powierzchnię oszkloną szkłem według wynalazku. Ta właściwość jest szczególnie korzystna w sektorze samochodowym. Niska przepuszczalność promieniowania nadfioletowego w rzeczywistości zapobiega starzeniu i zmianie barwy wewnętrznych wyłożeń pojazdu, stale wystawionych na działanie światła słonecznego.

2+ W przypadku szkła według wynalazku korzystne jest aby miało ono wartość redoks (Fe² /Feogóem) mniejsza niż 41%. Takie wartości powodują szczególnie łatwe topienie się w konwencjonalnych piecach szklarskich.

Szkło według wynalazku zawiera korzystnie jako środek barwiący co najmniej jeden z takich pierwiastków, jak chrom, kobalt, cer, tytan, selen i wanad. Stosowanie tych pierwiastków umożliwia optymalnie regulowanie właściwości optycznych szkła i przyczynia się do uzyskiwania szkła o wysokiej selektywności.

Możliwe jest wytwarzanie szkła, które ma zabarwienie podobne do zabarwienia szkła według wynalazku, stosując nikiel jako główny środek barwiący. Jednak obecność niklu powoduje niedogodności, zwłaszcza wtedy, gdy szkło musi być wytwarzane drogą procesu flotowego. W takim procesie taśmę gorącego szkła przenosi się wzdłuż powierzchni kąpieli ze stopionej cyny, tak aby jej powierzchnie czołowe były płaskie i równoległe. W celu zapobieżenia utlenianiu się cyny obecnej na powierzchni kąpieli, co prowadziłoby do tlenku cyny porywanego przez taśmę, nad kąpielą utrzymuje się atmosferę redukującą. Jeżeli szkło zawiera nikiel, to ten ostatni częściowo redukuje się w tej atmosferze, co powoduje pojawienie się zamglenia w wyprodukowanym szkle. Ten pierwiastek nie sprzyja uzyskiwaniu wysokiej wartości selektywności szkła, które go zawiera, ponieważ nie pochłania światła w obszarze podczerwieni, co daje w wyniku wysoką wartość TE. Poza tym nikiel obecny w szkle powoduje tworzenie się NiS. Ten siarczek istnieje w różnych postaciach krystalicznych, które są trwałe w różnych zakresach temperatur i których przekształcenia od jednej postaci do drugiej są szkodliwe, gdy szkło jest wzmacniane drogą obróbki za pomocą hartowania termicznego, jak to jest w dziedzinie samochodowej i w przypadku niektórych zastosowań architektonicznych (balkony, ściany zasłonowe, itp.). Skutkiem tego szkło według wynalazku nie zawiera niklu. Wpływy różnych środków barwiących branych pod uwagę indywidualnie przy wytwarzaniu szkła są następujące (według „Le Verre” (Glass) H. Scholzego, przetłumaczone przez J. Le Du, Institut du Verre (Glass Institute), Paryż):

- kobalt: grupa CoO4 daje intensywne niebieskie zabarwienie, którego dominująca długość fali jest pozornie przeciwieństwem długości fali dawanej przez chromofor żelazowoselenowy,

- chrom: obecność grupy Cr¹¹^ daje pasma absorpcyjne przy 650 nm i barwę jasnozieloną; dalsze utlenianie daje grupę Cr^O^ która daje intensywne pasmo absorpcyjne przy 365 nm i zabarwienie żółte,

- cer: obecność jonów ceru w kompozycji umożliwia uzyskanie silnej absorpcji w zakresie nadfioletu; tlenek ceru istnieje w dwóch postaciach: Ce¹'⁷ pochłania w nadfiolecie przy około 240 nm, a Ce^m pochłania w nadfiolecie przy około 314 nm,

- selen: kation Se⁴⁺ pozornie nie ma wpływu barwiącego, natomiast nienaładowany pierwiastek SeO daje zabarwienie różowe; anion Se²' tworzy chromofor z obecnymi jonami żelazowymi, skutkiem czego daje szkło o zabarwieniu czerwono-brązowym,

- wanad: przy zwiększaniu zawartości tlenków metali alkalicznych barwa zmienia się od zielonej do bezbarwnej, przy czym jest to spowodowane przez utlenianie grupy V^mC6 do grupy V^v04,

189 833

- mangan: pojawia się w szkle w postaci Mnⁿ06, który jest pozornie bezbarwny; szkła bogate w metale alkaliczne mająjednak fioletowe zabarwienie na skutek istnienia grupy Mn^mC>6,

- tytan: T1O2 w szkle nadaje mu zabarwienie żółte; w przypadku dużych ilości możliwe jest uzyskanie, drogą redukcji, grupy TiⁱⁿO6, która zabarwia na fioletowo, a nawet na brązowo.

Właściwości cieplne i optyczne szkła zawierającego kilka środków barwiących są zatem wynikiem złożonego oddziaływania pomiędzy nimi. W rzeczywistości zachowanie się tych środków barwiących zależy bardzo od ich stanu redoks, a zatem od obecności innych pierwiastków odpowiedzialnych za wpływ na ten stan.

Szkło według wynalazku ma korzystnie selektywność (SE4) większą niż 1,6. Szczególnie korzystne jest otrzymywanie szkła, które ma taką wysoką selektywność, chociaż ma niską górną granicę wagowej zawartości FeO.

Szkło według wynalazku może mieć następujące udziały procentowe wagowo środków barwiących, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe2O3:

Fe2O3	1,2 do 1,6%
FeO	0,34 do 0,50%
Co	0,0030 do 0,0100%
Cr₂O₃	0 do 0,0200%
v₂o₅	0 do 0,0500%
Se	0 do 0,0020%
CeO2	0 do 0,5%
TiO₂	Odo 1,5%

Obydwa pierwiastki cer i wanad są korzystne dla uzyskiwania niskich wartości przepuszczalności nadfioletu i podczerwieni szkła według wynalazku. Jeżeli chodzi o stosowanie chromu i ceru, to nie jest ono niekorzystne dla zabezpieczenia ogniotrwałych ścian pieca szklarskiego, względem których te pierwiastki nie stwarzają żadnego ryzyka korozji.

Jednak liczba środków barwiących obecnych w takim szkle jest korzystnie ograniczona w celu łatwiejszego jego wytwarzania. Zwłaszcza może okazać się korzystne unikanie stosowania selenu, który jest kosztowny i wprowadza się go do szkła nieefektywnie.

Skutkiem tego szkło może mieć korzystnie następujące udziały procentowe wagowo środków barwiących, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe2O3:

Fe2C>3	1,2 do 1,5%
FeO	0,34 do 0,45%
Co	0,0030 do 0,0100%
Cr₂O₃	0 do 0,0150%
v₂o₅	0 do 0,0400%

Z tymi kompozycjami są związane następujące właściwości optyczne:

35%<TLA4<45%

20% < TE4 < 30%

TUV4 < 9% λο > 483 nm P> 12%

Tak wyznaczony zakres przepuszczalności światła nadaje szkłu według wynalazku szczególną użyteczność przy unikaniu efektu oślepiania przez światła reflektorów samochodowych, gdy szkło wykorzystuje się do tylnych okien bocznych albo tylnego okna pojazdu. Tak jak w przypadku odpowiedniego zakresu przepuszczalności energii nadaje to szkłu jego wysoką selektywność.

Szkło, które ma powyższe własności optyczne, nadaje się szczególnie do tylnego okna bocznego albo okna tylnego pojazdów samochodowych.

Inne szkło według wynalazku może mieć następujące udziały procentowe wagowo środków barwiących, przy czym ogólna ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe2C>3:

Fe₂O₃ 1,3 do 1,8%

FeO 0,30 do 0,50%

Co 0,0160 do 0,0270%

189 833

C2O3	0 do 0,0200%
V2O5	0 do
Se	0 do 0,0040%
CeO2	0 do 0,5%

Właściwości optyczne związane z tymi zakresami składu są następujące:

16% < TLA4 < 24%

12%<TE4< 18%

TUV4 < 5%

476 nm < λο < 483 nm P> 18%

Takie szkła są zwłaszcza przydatne do słonecznych dachów pojazdów samochodowych. Szkło według wynalazku można pokryć warstwą tlenków metali, które zmniejszają jego nagrzewanie przez promieniowanie słoneczne, a stąd i pasażerskiej kabiny pojazdu, przy zastosowaniu takiego szkła jako oszklenia.

Szkła według niniejszego wynalazku można wytwarzać konwencjonalnymi sposobami. Z punktu widzenia materiałów wsadowych możliwe jest stosowanie materiałów naturalnych, szkła zawróconego, wypałków hutniczych albo połączenia tych materiałów. Środki barwiące nie muszą być dodawane w podanej postaci, przy czym ten sposób podawania ilości dodanych środków barwiących, w równoważnikach w podanych postaciach, odpowiada praktyce standardowej. W praktyce żelazo dodaje się w postaci czerwonego tlenku żelaza, kobalt dodaje się w postaci uwodnionego siarczanu, takiego jak CoSO4.7H2O albo CoSO4.6H2O, a chrom doOaje się w postaci dwuchromianu, takiego jak K2C2O7. Cer wprowadza się w postaci tlenku albo węglanu. Co się tyczy wanadu, to wprowadza się go w postaci tlenku albo wanaOanu sodowego. Selen, jeżeli jest obecny, OoOaje się w postaci elementarnej albo w postaci seleninu, takiego jak Na2SeO3 albo ZnSeO3.

Inne pierwiastki są czasami obecne w postaci zanieczyszczeń w materiałach wsadowych stosowanych do wytwarzania szkła według wynalazku, czy to w materiałach naturalnych, w szkle zawróconym, czy też w wypałkach hutniczych. GOy te zanieczyszczenia nie nadają szkłu właściwości, które leżą poza określonymi wyżej granicami, to szkła uważa się za odpowiadające niniejszemu wynalazkowi. Niniejszy wynalazek będzie zilustrowany za pomocą następujących specyficznych przykładów właściwości optycznych i składów

Przykłady 1 do88

W tabeli 1 przedstawiono Orogą nieograniczającej wskazówki podstawowy skład szkła i składników topionego wsadu szklarskiego do wytwarzania szkieł według wynalazku. W tabeli IIa, IIb, IIc i IId przedstawiono właściwości optyczne i proporcje wagowe środków barwiących szkła zawierającego wśród swoich środków barwiących odpowiednio selen, cer, tytan albo żaden z tych pierwiastków. Te proporcje oznacza się drogąfluorescencji rentgenowskiej szkła i przekształca we wskazane indywidua cząsteczkowe.

Mieszanina szklana może zawierać, jeżeli jest to konieczne, środek redukujący, taki jak koks, grafit albo żużel, albo środek utleniający, taki jak azotan. W takim przypadku udziały innych materiałów dostosowuje się w taki sposób, aby skład szkła pozostał niezmieniony.

Tabela 1

Skład szkła podstawowego (procenty wagowe)	Składniki szkła podstawowego (kg/tona zestawu)
1	2	3	4
S1O2	71,5 do 71,9	piasek	571,3
Al₂O₃	0,8	skaleń	29,6
CaO	8,8	wapno	35,7
MgO	4,2	dolomit	167,7
Na2O	14,1	Na₂CO₃	189,4

189 833

c.d. tabeli 1

1	2	3	4
K₂O	0,1	siarczan	5,0
so₃	0,05 do 0,45

Tabela IIa

Nr przy- kładu	Fe₂O₃ (%)	FeO (%)	Co (ppm)	Cr₂O₃ (ppm)	v₂o₅ (ppm)	Se (ppm)	MnO₂ (PPm)	TLA4 (%)	TE4 (%)	TUV4 (%)	SE4	λϋ (nm)	P (%)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1	1,55	0,42	100	ślady	102	10	50	29,47	17,62	2,99	1,67	488,89	15,13
2	1,65	0,45	108	25	ślady	5	75	27,78	15,93	2,45	1,74	488,26	19,32
3	1,51	0,42	88	15	58	8	100	32,04	18,55	3,44	1,72	489,59	14,90
4	1,62	0,43	120	ślady	ślady	12	50	25,27	15,73	2,51	1,60	487,5	16,84
5	1,39	0,47	54	ślady	ślady	5	100	37,32	19,12	4,87	1,95	489,94	15,62
6	1,42	0,49	65	ślady	ślady	4	150	35,19	17,84	4,70	1,97	488,54	18,60
7	1,40	0,32	88	ślady	ślady	2	200	38,78	24,33	4,15	1,59	487,09	17,59
8	1,72	0,49	121	25	ślady	14	60	21,39	12,38	1,91	1,72	489,28	15,64
9	1,68	0,49	145	25	50	20	80	16,61	10,91	2,06	1,52	487,28	16,40
10	1,44	0,38	72	ślady	ślady	2	90	38,40	22,18	4,04	1,73	488,94	16,27
11	1,39	0,45	65	ślady	ślady	5	75	36,55	19,51	4,80	1,87	488,72	16,93
12	1,41	0,39	84	ślady	ślady	12	150	33,84	20,33	4,31	1,66	489,15	12,65
13	1,81	0,47	135	41	10	12	120	19,31	11,78	1,05	1,63	489,08	17,07
14	1,91	0,45	146	36	21	2	30	19,95	12,15	0,10	1,64	487,59	23,76
15	1,89	0,42	147	ślady	ślady	8	65	19,53	12,81	0,10	1,52	487,64	19,73
16	1,29	0,33	80	17	25	6	45	39,42	24,69	6,88	1,59	488,06	14,97
17	1,27	0,45	51	ślady	ślady	7	60	38,42	18,71	7,70	2,05	489,79	14,49
18	1,15	0,31	78	ślady	12	12	80	40,14	26,05	8,39	1,54	487,39	12,25
19	1,31	0,38	95	ślady	ślady	8	90	33,74	20,49	6,86	1,64	486,41	18,22
20	1,39	0,45	77	ślady	ślady	3	100	35,44	19,22	4,75	1,84	487,21	20,43
21	1,41	0,39	102	ślady	15	15	150	30,41	19,19	4,21	1,58	487,33	13,85
22	1,65	0,42	145	41	10	7	250	22,76	15,07	2,22	1,51	485,87	23,40
23	1,91	0,45	146	ślady	ślady	5	300	19,48	12,06	0,03	1,61	487,35	22,24
24	1,89	0,42	147	ślady	ślady	2	450	21,25	13,49	0,10	1,57	486,87	23,86
25	1,21	0,34	148	26	ślady	34	200	22,01	16,72	0,17	1,31	489,51	11,67
26	1,34	0,38	175	23	ślady	36	150	17,62	13,10	0,45	1,34	488,64	10,39
27	1,35	0,34	176	22	ślady	32	50	17,32	14,02	0,23	1,23	489,25	8,85

189 833

c.d. tabeli IIa

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
28	1,23	0,36	210	ślady	ślady	28	75	13,70	10,63	0,04	1,28	485,77	11,51
29	1,31	0,34	204	ślady	ślady	28	90	15,09	12,56	0,08	1,20	494,49	12,75
30	1,32	0,34	230	10	ślady	8	60	20,11	14,59	0,01	1,37	483 ,25	28,35
31	1,50	0,32	195	12	ślady	12	250	22,13	17,19	0,23	1,28	487,62	15,01
32	1,78	0,35	205	ślady	ślady	5	300	21,72	15,04	0,19	1,44	488,9	16,91
33	1,82	0,34	231	ślady	ślady	8	350	16,13	13,08	0,00	1, 23	487,41	20,42
34	1,34	0,34	225	ślady	ślady	20	100	17,51	13,51	0,19	1, 29	483,81	18,68
35	1,27	0,35	235	ślady	ślady	12	200	17,87	13,44	0,60	1, 32	482,65	17,77
36	1,31	0,36	169	15	20	28	50	24,22	14,64	0,31	1, 65	488,51	4,80
37	1,25	0,37	177	ślady	ślady	26	100	23,37	14,03	1,05	1, 66	489,15	8,44
38	1,29	0,32	228	ślady	ślady	13	80	20,34	15,63	0,28	1,30	483,04	24,17
39	1,32	0,29	223	ślady	ślady	13	200	22,59	17,69	0,14	1, 27	483,48	21,52

T a b e l a IIb

Nr przy- kładu	Fe₂O3 (%)	FeO (%)	Co (ppm)	^Cr2^O3 (ppm)	V₂O₅ (ppm)	CeO₂ (ppm)	MnO2 (ppm)	TLA4 (%)	TE4 (%)	TUV4 (%)	SE4	λο (nm)	P (%)
40	1,20	0,37	52	ślady	ślady	0,047	300	47,47	25,84	8,65	1,83	489,46	15,29
41	1,15	0,35	65	38	29	0,239	250	44,35	25,18	7,40	1,76	488,84	16,57
42	1,71	0,45	128	27	ślady	0,482	150	24,73	13,83	1,80	1,78	489,65	19,52
43	1,45	0,39	112	38	ślady	0,244	100	33,63	20,72	5,60	1,62	488,37	19,27
44	1,83	0,38	145	40	50	0,245	50	26,65	16,82	1,34	1,58	489,12	19,46
45	1,21	0,29	75	ślady	ślady	0,243	100	46,03	29,14	6,54	1,57	488,28	15,08

Tabela IIc

Nr przy- kładu	Fe₂O₂ (%)	FeO (%)	Co (ppm)	V₂O₅ (ppm)	^Cr2°3 (ppm)	Se (ppm)	TiO2 (%)	MnO2 (ppm)	TLA4 (%)	TE4 (%)	TUV4 (%)	SE4	λϋ (nm)	P (%)
46	1,49	0,37	211	ślady	ślady	8	1,03	100	16,30	13,05	0,00	1,24	485,11	24,60
47	1,35	0,29	195	ślady	ślady	5	0,95	250	25,13	20,08	1,37	1,25	484,88	23,00
48	1,52	0,32	175	ślady	ślady	ślady	1,12	50	27,18	18,70	0,31	1,45	487,10	21,40

189 833

Tabela IId

Nr przy- kładu	Fe₂O3 (%)	FeO (%)	Co (ppm)	Cr₂O3 (ppm)	V₂O₅ (ppm)	MnO₂ (ppm)	TLA4 (%)	TE4 (%)	TUV4 (%)	SE4	λο (nm)	P (%)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
49	1,26	0,33	67	77	7	100	42,70	25,47	7,60	1,67	488,90	16,84
50	1,44	0,32	92	5	410	200	37,17	23,47	3,70	1,58	489,20	16,81
51	1,27	0,31	78	89	312	300	40,69	25,57	6,10	1,59	489,20	16,59
52	1,29	0,31	67	74	7	400	43,43	26,77	7,20	1,62	489,20	15,78
53	1,28	0,32	67	81	7	250	42,91	25,97	7,20	1,65	489,20	16,22
54	1,28	0,29	68	77	7	100	43,64	27,27	7,00	1,59	489,40	15,37
55	1,28	0,32	67	79	7	50	43,17	26,17	7,10	1,64	489,40	15,79
56	1,27	0,32	60	81	7	50	43,37	26,07	7,00	1,66	489,40	15,87
57	1,27	0,30	76	102	326	75	41,05	25,77	6,00	1,59	489,70	15,99
58	1,15	0,35	70	10	50	100	42,66	24,78	8,30	1,72	486,17	20,73
59	1,16	0,38	50	ślady	ślady	200	44,83	24,00	8,49	1,86	487,46	18,47
60	1,15	0,37	27	ślady	15	250	49,55	26,06	8,60	1,90	490,04	14,03
61	1,20	0,37	51	ślady	22	100	44,95	24,73	8,32	1,81	488,48	16,73
62	1,12	0,42	18	15	ślady	50	47,79	22,67	9,61	2,10	490,70	14,50
63	1,14	0,41	36	ślady	ślady	75	54,42	22,62	9,27	2,00	488,80	17,11
64	1,12	0,42	44	ślady	ślady	100	43,32	21,28	9,50	2,03	487,72	19,43
65	1,12	0,36	52	ślady	ślady	300	45,50	25,27	9,19	1,80	487,48	18,07
66	1,14	0,32	68	ślady	ślady	250	44,95	27,28	8,70	1,64	486,58	18,68
67	1,401	0,36	70	5	100	100	40,78	23,63	5,39	1,72	489,49	15,91
68	1,45	0,47	80	96	12	100	32,30	15,63	5,33	2,06	489,23	20,36
69	1,42	0,34	95	23	92	50	36,79	23,02	5,01	159	487,65	19,22
70	1,51	0,36	65	ślady	15	100	35,54	21,48	3,12	1,65	488,43	18,25
71	1,48	0,37	55	32	ślady	50	36,75	21,62	3,62	1,69	489,52	17,12
72	1,55	0,49	50	ślady	ślady	75	33,09	16,90	3,38	1,95	489,12	19,89
73	1,40	0,49	27	ślady	ślady	150	37,53	18,53	4,79	2,02	489,44	18,90
74	1,40	0,40	95	ślady	ślady	200	35,46	20,84	4,38	1,70	485,81	23,57
75	1,39	0,38	102	ślady	ślady	250	35,57	21,52	4,45	1,65	485,26	24,11
76	1,55	0,36	80	10	25	100	37,19	21,94	3,04	1,69	489,61	16,28
77	1,61	0,38	125	31	28	50	29,31	18,56	2,45	1,57	486,34	23,86
78	1,78	0,44	116	ślady	98	100	26,82	15,42	1,06	1,73	488,15	21,63
79	1,69	0,34	137	31	ślady	150	27,91	18,74	1,67	1,48	486,30	23,49

189 833

c.d. tabeli IId

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
80	1,75	0,31	165	17	36	50	24,05	17,93	0,85	1,34	484,95	26,81
81	1,27	0,42	74	ślady	ślady	75	38,90	22,20	8,25	1,75	485,80	22,90
82	1,24	0,44	81	ślady	ślady	100	36,94	20,86	7,75	1,77	485,50	24,33
83	1,27	0,39	71	ślady	ślady	150	40,72	23,55	8,18	1,73	486,40	20,87
84	1,29	0,33	90	ślady	25	1000	36,18	23,50	6,44	1,54	489,52	11,28
85	1,35	0,45	81	15	ślady	1250	33,60	17,15	6,37	1,96	488,72	16,35
86	1,15	0,34	161	18	21	789	24,76	19,63	54,99	1,26	486,47	14,01
87	1,51	0,35	244	ślady	ślady	1200	20,00	15,63	2,73	1,28	480,76	31,63
88	1,41	0,40	98	ślady	225	1250	34,05	20,19	3,38	1,69	487,38	20,77

189 833

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Barwne szkło sodowo-wapniowe o niebieskim odcieniu, złożone z głównych składników szkłotwórczych, w tym ponad 2% tlenku magnezowego, oraz środków barwiących, znamienne tym, że szkło 1,1% wagowego Fe2O3, mniej niż 0,53% wagowego FeO oraz od 0,003% do 0,13% wagowego tlenku manganu, przy czym ma całkowitą przepuszczalność światła dla środka oświetlającego A zmierzoną dla grubości szkła 4 mm TLA4 w zakresie od 15 do 70%, selektywność zmierzoną dla grubości szkła 4 mm SE4 wyższą niż 1,2, oraz ma taką dominującą długość fali λ> i czystość wzbudzenia P, że leżą one na wykresie chromatyczności według C.I.E. z 1931 roku wewnątrz trójkąta, którego wierzchołki są wyznaczone punktem przedstawiającym źródło środka oświetlającego C i punktami, których współrzędne (λο, P) wynoszą odpowiednio (490, 19) i (476, 49).
2. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że ma dominującą długość fali λο mniejszą niż 489 nm i/lub czystość wzbudzenia P większą niż 12%.
3. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że ma całkowitą przepuszczalność promieniowania w nadfiolecie zmierzoną dla grubości szkła 4 mm TUV4 mniejszą niż 10%.
4. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że ma wartość redoks mniejszą niż 41%.
5. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że jako środki barwiące zawiera co najmniej jeden z takich pierwiastków jak Cr, Co, Se, Ce, V, Ti.
6. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że ma taką dominującą długość fali λο i czystość wzbudzenia P, że leżą one na wykresie chromatyczności według C.I.E. z 1931 roku wewnątrz trójkąta, którego wierzchołki są wyznaczone punktem przedstawiającym źródło środka oświetlającego C i punktami, których współrzędne (λο, P) wynoszą odpowiednio (490,19) i (480, 38).
7. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że ma selektywność zmierzoną dla grubości szkła 4 mm SE4 wyższą niż 1,6.
8. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że ma następujące wagowe udziały procentowe środków barwiących, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe2O3:

Fe2O3 13 do 1,6%

FeO 0,34 do 0,50%

Co 0,0030 do 0,0100%

Cr2O3 0 do 0,0200%

V2O, 0 do 0,0500%

Se 0 do 0,0020%

CeO2 0 do 0,5%

TiO2 Odo 1,5%.
9. Szkło według zastrz. 8, znamienne tym, że ma następujące wagowe udziały procentowe środków barwiących, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe2O3:

Fe2O3 l,2dol,5%

FeO 034 do 0,45%

Co 0,0030 do 0,0100%

C2O3 Odo 0,0150%

V2O, 0 do 0,0400%
10 Szkło według zastrz. 8 albo 9, znamienne tym, że ma następujące właściwości optyczne: 35% < TLA4 < 45%

20% < TE4 < 30%

TUV4 < 9% λο > 483 nm

P > 12%, ...

przy czym TLA4 oznacza całkowitą przepuszczalność światła dla środka oświetlającego A zmierzoną dla grubości szkła 4 mm, TE4 oznacza całkowitą przepuszczalność energii

189 833 zmierzoną dla grubości szkła 4 mm, TUV4 oznacza całkowitą przepuszczalność promieniowania w nadfiolecie zmierzoną dla grubości szkła 4 mm, λ_ο oznacza dominującą długość fali, a P oznacza czystość wzbudzenia.
11. Szkło według zastrz. 1, albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienne tym, że ma następujące wagowe udziały procentowe środków barwiących, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe2^3:

Fe2^3 1,3 do 1,8% FeO 0,30 do 0,50% Co 0,0160 do 0,0270% C2O3 0 do 0,0200% V2O5 0 do 0,0500% Se 0 do 0,0040% CeO2 0 do 0,5%
12. Szkło według zastrz. 11, znamienne tym, że ma następujące właściwości optyczne:

16% < TLA4 < 24%

12%<TE4< 18%

TUV4 < 5%

476 nm < λο < 483 nm

P> 18%.
13. Zastosowanie szkła określonego w zastrz. 1 do wytwarzania okien samochodowych.