PL190600B1

PL190600B1 - Zielone szkło sodowo-wapniowe i jego zastosowanie

Info

Publication number: PL190600B1
Application number: PL99345122A
Authority: PL
Inventors: Marc Foguenne
Original assignee: Glaverbel
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2005-12-30
Also published as: CZ301522B6; EP1097112B1; DE69924116T2; ID28355A; WO2000001633A1; AU4354699A; US6589897B1; DE69924116D1; ATE290516T1; CZ20004846A3; BE1012997A5; PL345122A1; EP1097112A1; ES2238834T3

Abstract

1. Zielone szklo sodowo-wapniowe skladajace sie z glównych skladników substancji szklotwórczych oraz srodków barwiacych, znamienne tym, ze zawiera nastepujace ilosci srodków barwiacych wyrazone w procentach wagowych, przy czym calkowita ilosc zelaza jest wyrazona w postaci Fe2O3: Fe2O3 0,7 do 1,3% FeO 0,18 do 0,27% Co 0 do 0,0040% oraz zawiera alternatywnie nastepujace ilosci albo tlenku wanadu albo tlenku chromu w yra- zone w procentach wagowych: V2O5 0,0050 do 0,1000% albo Cr2O3 0,0015 do 0,0250% przy czym przy grubosci szkla wynoszacej 4 mm szklo to m a dla czynnika oswietlaja- cego A przepuszczalnosc swiatla TLA4 w zakresie 40 do 70%, selektywnosc SE4 w ieksza lub równa 1,50 oraz przepuszczalnosc promieniowania ultrafioletowego TUV4 m niejsza niz 20%. 12. Zastosowanie szkla okreslonego w zastrz. 1 do wytwarzania arkuszy szkla. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku ject zielone szkło codowo-wapniowe składające cię z głównych składników substancji czkłotwórczych oraz środków barwiących, jak też jego zastosowanie.

Wyrażenie „szkło codowo-wapniowe” stosuje się w niniejszym opicie w szerokim znaczeniu i dotyczy ono każdego szkła, które zawiera następujące składniki (w procentach wagowych):

Na₂0	10 do 20%
CaO	Odo 16%
Si0₂	60 do 75%
K₂O	Odo 10%
MgO	0 do 10%
Ai₂o3	0 do 5%
BaO	0 do 2%
Bao + CaO + MgO	10 do 20%
K20 + N,20	10 do 20%.
Ten typ szkła jest szeroko wykorzystywany przykładowo w dziedzinie szyb stosowa-

nych w budynkach lub szyb samochodowych. Produkuje cię je zwykle w postaci wstęgi za pomocą ciągnienia lub sposobu flotacyjnego. Wstęgę tę można pociąć na arkusze, które następnie można zginać lub poddawać obróbce poprawiającej własności mechaniczne, na przykład cieplnemu hartowaniu.

Gdy mowa o własnościach optycznych arkusza szkła konieczne jest zwykle odniasiania tych własności do standardowego czynnika oświetlającego. W niniejszym opicie stosuje się 2 sl^^i^<^^i^(^^'we czynniki oświetlające, mianowicie standardowy czynnik oświetlający C i standardowy czynnik oświetlający A zdefiniowane przez „Commicsion Internątionala de EEclairage” (C.I.E.). Czynnik oświetlający C oznacza średnie światło dzienne mające temperaturę barwową 6427°C (6700°K). Ten czynnik oświetlający ject szczególnie użyteczny przy ocenie własności optycznych szkła przeznaczonego do szklenia budynków. Czynnik oświetlający A oznacza promieniowanie promiennika Plancka w temperaturze około 2583°C (2856°K). Czynnik oświetlający oznacza światło wyemitowane przez reflektor samochodowy i jest przeznaczony zasadniczo do oceny własności optycznych okien przeznaczonych do samochodów. Commiscion Intarnationąla de rEclairage opublikowała również dokument zatytułowany „Colorimatria, Racommąndątionc ΟΑί^Ι^” C.I.E. (Kolorymetrią i Oficjalne Zalecenia C.I.E.) (Maj 1970), który przedstawia teorię, według której kolorymetryczne współrzędne dla światła każdej długości fali widma widzialnego są określone tak, aby można je przedstawić na wykresie mającym prostopadłe osie x i y, zwanym wykresem chromatycznym C.I.E. Ten wykres chromatyczny przedstawia typowe położenie światła każdej długości fali (wyra4

190 600 żonej w nanometrach) widma widzialnego. To położenie zwane jest „lokus widma” i mówi się, że światło, którego współrzędne usytuowane są w tym lokus widma ma 100% czystość wzbudzenia dla odpowiedniej długości fali. Lokus widma zamyka się linią zwaną purpurową granicą, która łączy punkty lokus widma, którego współrzędne odpowiadają długości fal 380 nm (fiolet) i 780 nm (czerwień). Obszar leżący między lokus widma i purpurową granicą jest tym, który jest dostępny dla współrzędnych trój chromatycznych światła widzialnego. Współrzędne światła wyemitowanego przez czynnik oświetlający C, na przykład odpowiadają x = 0,3101 i y = 0,3162. Ten punkt C uważany jest za odpowiadający światłu białemu, a zatem ma on czystość wzbudzenia równą zero dla każdej długości fali. Linie można rysować z punktu C do lokus widma przy każdej pożądanej długości fali i każdy punkt leżący na tych liniach można określić nie tylko przez jego współrzędne x i y, lecz również jako funkcje długości fali odpowiadającej linii, na której się on znajduje i na jego odległości od punktu C w stosunku do całkowitej długości 1 inni długońci fair Odcień światła przepuszczanego przez arkusz szkła kolorowego można zatem przedstawić za pomocą jego głównej długości fali i jego czystości wzbudzenia wyrażonej procentowo.

Faktycznie współrzędne C.I.E. światła przepuszczanego przez arkusz szkła kolorowego będą zależeć nie tylko od składu szkła, lecz również od jego grubości. W niniejszym opisie i zastrzeżeniach wszystkie wartości czystości wzbudzenia P głównej długości fali λο światła przepuszczanego - i współczynnika przepuszczania światła szkła (TLC5) oblicza się na podstawie określonego wewnętrznego przepuszczania widmowego (TSL\) arkusza szkła o grubości 5 mm. Określone wewnętrzne przepuszczanie widmowe arkusza szkła określa się jedynie za pomocą absorpcji szkła i można wyrazić prawem Beer-Lamberta:

TSLx e , w którym Αχ jest współczynnikiem abso^^c (w cm'¹) szkka przy ddugości faHi o któree mowa i E jest grubością (w cm) szkła. Do pierwszego przybliżenia TSLλ można również przedstawić w postaci wzoru:

(I3 + R₂)/(I,-Ri), w którym Ii oznacza natężenie światła widzialnego padającego na pierwszą powierzchnię arkusza szkła, Ri oznacza natężenie światła widzialnego odbitego przez tę powierzchnię, I3 oznacza natężenie światła widzialnego przepuszczonego z drugiej powierzchni arkusza szkła i R₂ oznacza natężenie światła widzialnego odbitego przez tę drugą powierzchnię w kierunku wnętrza arkusza.

W przedstawionym poniżej opisie i zastrzeżeniach stosuje się również następujące pojęcia:

- całkowite przepuszczanie światła dla czynnika oświetlającego A (TLA) mierzone dla grubości 4 mm (TLA4). To całkowite przepuszczanie jest rezultatem integracji między długościami fal 380 i 780 nm o formule: Σ Tx · Εχ · S%/ Σ Εχ · S_x, w której Tx jest to przepuszczanie przy λ, Εχ jest to rozkład widmowy czynnika oświetlającego A i Sx jest to wrażliwość normalnego oka ludzkiego jako funkcja długości λ;

- całkowite przepuszczanie energii (TE) mierzone dla grubości 4 mm (TE4). To całkowite przepuszczanie jest rezultatem integracji między długościami fal 300 i 2150 nm o formule: Σ Tx · Εχ / Σ Εχ, w której Εχ jest to rozkład widmowy energii słońca przy 30° powyżej horyzontu;

- selektywność ^Ε) mierzona jako stosunek całkowitego przepuszczania światła dla czynnika oświetlającego A do całkowitego przepuszczania energii (TLA/ΪΕ);

- całkowite przepuszczanie w ultrafiolecie mierzone dla grubości 4 mm (TUV4). To całkowite przepuszczanie jest rezultatem integracji między długościami fal 280 i 380 nm o formule: Σ Tχ · υχ/ Σ υχ, w której υχ jest rozkładem widmowym promieniowania ultrafioletowego, które przechodzi przez atmosferę, określonym w normie DIN 67507.

Egrnpejski opis patentowy ΕΡ 0 803 479 ujawnia ciemnozielone szkło sodowo-wapniowo-krzemowe o niskiej przepuszczalności światła widzialnego i o znacznie zmniejszonych przepuszczalnościach promieniowania słonecznego i gltrafinljłowjgn, przy czym

190 600 szkło to jako środek barwiący zawiera tlenek tytanu i jedynie ewentualnie może zawierać chrom i/lub wanad.

Z polskiego opisu patentowego PL 183 841 znane jest ciemne, zabarwione na szaro szkło sodowo-wapniowe o dużej selektywności i o zmniejszonej przepuszczalności w nadfiolecie, przy czym jako środki barwiące zawiera Fe203, CoO, Se oraz Ć^Cb; jednakże opis ten nie ujawnia możliwości zastosowania w tym celu wanadu ani żelaza w postaci FeO.

Niniejszy wynalazek dotyczy szczególnie szkieł zielonych. Szkła zielone wybiera się zwykle z uwagi na ich działanie ochronne w stosunku do promieniowania słonecznego i znane jest ich stosowanie w budynkach. Szkła zielone stosuje się w architekturze i częściowo w szybach niektórych samochodów lub przedziałów wagonów kolejowych.

Niniejszy wynalazek dotyczy wysoce selektywnego szkła zielonego, które jest szczególnie odpowiednie do stosowania jako okna samochodowe, a szczególnie okna boczne przednie i tylne oraz jako okno tylne. Powodem tego jest to, że w dziedzinie motoryzacyjnej w przypadku okien pojazdów ważne jest zapewnienie dostatecznego przepuszczania światła przy przepuszczaniu energii tak małym, jak jest to tylko możliwe, co ma na celu zapobieganie przegrzewaniu przestrzeni, w której znajduje się pasażer przy słonecznej pogodzie.

Szkła o wysokiej selektywności wymagają zwykle wysokiej absorpcji promieniowania podczerwonego, co czyni je trudnymi w produkcji w typowych piecach szklarskich.

Według wynalazku zielone szkło sodowo-wapniowe składające się z głównych składników substancji szkłotwórczych oraz środków barwiących, charakteryzuje się tym, że zawiera następujące ilości środków barwiących wyrażone w procentach wagowych, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe2Cb:

Fe203 C,7 do 1,3%

FeO C,18 do C,27%

CoO do C,CC4C% oraz zawiera alternatywnie następujące ilości albo tlenku wanadu albo tlenku chromu wyrażone w procentach wagowych:

V2C>5 C^C do C, 1 GGC% albo

Cr2C>3 C,CC15 do C,C25C% przy czym przy grubości szkła wynoszącej 4 mm szkło to ma dl a czynnik a oświetlająeego A przepuszczalność światła TLA4 w zakresie 4C do 7C%, selektywność SE4 większą lub równą 1,5C oraz przepuszczalność promieniowania ultrafioletowego TUV4 mniejszą niż 2C%.

Korzystnie szkło według wynalazku przy grubości szkła wynoszącej 4 mm szkło to ma selektywność SE4 większą lub równą 1,55, a korzystnie większą niż 1,6C; a ponadto przy grubości szkła wynoszącej 4 mm szkło to ma dla czynnika oświetlającego A przepuszczalność światła TLA4 większą niż 5C%, a korzystnie większą niż 55%; korzystnie także szkło według wynalazku ma długość fali dominującej Xd mniejszą niż 55C nm, a korzystniej mniejszą niż 52C nm, wyliczoną na podstawie wewnętrznej widmowej przepuszczalności właściwej dla grubości szkła 5 mm.

Korzystnie szkło według wynalazku zawiera nie więcej niż trzy środki barwiące.

Szkło według wynalazku korzystnie ma następujące własności optyczne:

55% < TLA4 < 7C%

3C% < TE4 < 45%

6% < TUV4 < 2C%

49C nm < Ad < 52C nm

2% < P < 1C%, przy czym TLA4 oznacza przepuszczalność światła Dla czynnika oświetlającego A przy grubości szkła wynoszącej 4 mm, TE4 oznacza przepuszczalność energii przy grubości szkła wynoszącej 4 mm, TUV4 oznacza przepuszczalność promieniowania ultrafioletowego przy grubości szkła wynoszącej 4 mm, Xd oznacza długość fali Dominującej wyliczoną na podstawie wewnętrznej widmowej przepuszczalności właściwej dla grubości szkła 5 mm, natomiast P oznacza czystość wzbudzenia.

190 600

Jeszcze korzystniej szkło według wynalazku ma następujące własności optyczne:

63% < TLA4 < 67%

37% < TE4 <41%

11%<TUV4< 18%

500 nm < Ad < 505 nm

4% < P < 6%.

Szkło według wynalazku korzystnie zawiera następujące ilości środków barwiących wyrażone w procentach wagowych, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe20)3:

Fe203 0,88 do 0,98%

FeO 0,22 do 0,25%

CoO, 0003 do 0,0009%

V205 0,0200 do 0,0400%.

Szkło według wynalazku korzystnie zawiera następujące ilości środków barwiących wyrażone w procentach wagowych, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe203:

Fe203 0,88 do 0,98%

FeO 0,22 do 0,25%

Co 0,0003 do 0,0011%

Cr203 0,0020 do 0,0100%.

Korzystnie w szkle według wynalazku zawartość FeO wyrażona w procentach wagowych jest mniejsza niż 0,25%.

Korzystnie szkło według wynalazku dla grubości szkła wynoszącej 5 mm ma dla czynnika oświetlającego C przepuszczalność światła TLC5 mieszczącą się w zakresie 50 do 70%.

Według wynalazku szkła według wynalazku stosuje się do wytwarzania arkuszy szkła.

Korzystnie wytwarzane ze szkła według wynalazku arkusze szkła są powlekane warstwą tlenków metali.

Korzystnie wytwarzane arkusze szkła (powlekane lub nie) stosuje się jako oszklenie do okien samochodowych.

A zatem, wynalazek przedstawia zielone szkło sodowo-wapniowe składające się z głównych składników szkłotwórczych i środków barwiących, charakteryzujące się tym, że zawiera nie więcej niż 0,27% wagowego FeO i ma dla czynnika oświetlającego A i dla grubości szkła 4 mm, przepuszczanie światła (TLA4) między 40 i 70%, selektywność (SE4) większą niż lub równą 1,50 i przepuszczanie promieniowania ultrafioletowego (TUV4) mniejsze niż 20%.

Połączenie tych własności optycznych jest szczególnie korzystne z uwagi na to, że daje ono, zapewniając dobre przepuszczanie światła przez szkło, wysoką wartość selektywności i małą wartość przepuszczania w ultrafiolecie. Dzięki temu możliwe jest uniknięcie zarówno wewnętrznego ogrzewania przestrzeni ograniczonej oknami według wynalazku, jak i nieatrakcyjnego ze względów estetycznych odbarwienia przedmiotów umieszczonych wewnątrz tych przestrzeni spowodowanego słonecznym promieniowaniem ultrafioletowym.

Korzystnie szkło według wynalazku ma selektywność (SE4) większą niż lub równą 1,55, a nawet korzystniej większą niż 1,6. Takie wartości selektywności umożliwiają optymalizację skuteczności filtrowania termicznego okna dla danego przepuszczania światła i w konsekwencji poprawę komfortu w obrębie oszklonych przestrzeni przez ograniczenie zakresu, przy którym stają się one przegrzane po ekspozycji na silne światło słoneczne.

Godne uwagi jest to, że wynik ten uzyskuje się, gdy szkło ma niską górną granicę zawartości wagowej FeO. Ta wartość zawartości FeO oznacza, że szkło można produkować z zastosowaniem typowego pieca, który może mieć dużą przepustowość. Stosowanie takiego pieca jest ekonomiczne w porównaniu ze stosowaniem małych pieców elektrycznych, które zwykle musi się stosować w produkcji wysoce selektywnego szkła. Co więcej w takich przypadkach wysokie zawartości FeO utrudniają topienie, czasami powodując konieczność stosowania pieców elektrycznych o małej przepustowości.

Żelazo jest faktycznie obecne w większości dostępnego w handlu szkła albo jako zanieczyszczenie, albo celowo jest wprowadzane jako środek barwiący. Obecność Fe3⁺nadaje szkłu

190 600 nieznaczną absorpcję widzialnego światła o małej długości fali (410 i 440 nm) i bardzo silne pasmo absorpcyjne w ultrafiolecie (pasmo absorpcyjne ześrodkowane na 380 nm), natomiast obecność jonów Fe ^J powoduje silną absorpcję w podczerwieni (pasmo absorpcyjne ześrodkowane na 1050 nm). Jony żelazowe nadają szkłu lekko żółte zabarwienie, natomiast jony żelazawe nadają wyraźniejsze zabarwienie niebiesko-zielone. W takich samych okolicznościach jony Fe są odpowiedzialne za absorpcję w zakresie podczerwieni, a zatem określają TE. Wartość TE zmniejsza się, tym samym zwiększa się wartość SE, gdy stężenie Fe²⁺ zwiększa się. Preferując obecność jonów Fe2+ w stosunku do Fe³⁺ uzyskuje się w ten sposób większą selektywność.

Korzystnie szkło według wynalazku zapewnia TL większą niż 50%, nawet korzystniej większą niż 55%. W skutek tego szkło charakteryzuje się przepuszczaniem światła, które łatwo odpowiada niższym granicom zalecanym ze względów bezpieczeństwa w tyłach pojazdów

Korzystnie główna długość fal szkła według wynalazku jest mniejsza niż 550 nm i korzystnie mniejsza niż 520 nm. Zielone szkła z odcieniem odpowiadającym tym górnym granicom uważa się za atrakcyjne.

Korzystnie szkło kolorowe według wynalazku zawiera nie więcej niż trzy środki barwiące. Jest to korzystne z uwagi na łatwość kontrolowania własności partii składników, którą topi się w celu wytwarzania szkła w porównaniu z kompozycjami zawierającymi większą liczbę środków barwiących, których jednorodność jest trudniejsza w utrzymaniu.

Korzystnie szkło według wynalazku zawiera jako środek barwiący, poza żelazem i kobaltem, alternatywnie albo chrom, albo wanad. Dodanie bardzo małych ilości tych pierwiastków umożliwia dostosowanie własności optycznych szkła w sposób optymalny, a zwłaszcza otrzymywanie szkła wysoko selektywnego.

Możliwe jest wytworzenie szkła mającego kolor z grubsza podobny do koloru szkła według wynalazku, stosując szczególnie jako środek barwiący nikiel. Jednakże obecność niklu ma wady, zwłaszcza gdy musi się wytwarzać szkło za pomocą sposobu flotacyjnego. W sposobie flotacyjnym wstęgę gorącego szkła przenosi się wzdłuż powierzchni kąpieli roztopionej cyny, tak, że jej powierzchnie są płaskie i równoległe. W celu zapobieżenia utleniania cyny na powierzchni kąpieli, co prowadziłoby do powstawania tlenku cynowego porywanego przez wstęgę, powyżej kąpieli utrzymuje się atmosferę redukującą. Gdy szkło zawiera nikiel jest on częściowo redukowany w atmosferze powyżej kąpieli cynowej, powodując zamglenie wytwarzanego szkła. Ten pierwiastek nie sprzyja również otrzymywaniu wysokiej wartości selektywności szkła go zawierającego, ponieważ nie absorbuje ono światła w zakresie podczerwieni, dając w rezultacie wysoką wartość TE. Ponadto nikiel obecny we szkle może tworzyć siarczek NiS. Siarczek ten ma różne krystaliczne formy, które są stabilne w różnych zakresach temperatur, a przekształcenia jednej postaci w drugą stwarzają problemy, gdy szkło musi być wzmocnione przez termiczne hartowanie, jak ma to miejsce w przypadku dziedziny motoryzacyjnej, a również w przypadku pewnych produktów do szklenia budynków (balkony, ścianki pod biegami schodowymi, itp.). Szkło według wynalazku, które zawiera nikiel jest zatem szczególnie bardzo odpowiednie do wytwarzania za pomocą procesu flotacyjnego i do zastosowań architektonicznych lub w dziedzinie pojazdów silnikowych i tym podobnych.

Działania różnych środków barwiących analizowane indywidualnie pod kątem wytwarzania szkła są następujące (według „Le verre (Szkło)” H. Scholze, przetłumaczonej przez J. Le Du, Institut du Verre (Instytut Szkła), Paryż):

- kobalt: grupa CoⁿO4 wytwarza intensywne niebieskie zabarwienie;

- chrom: obecność grupy Crⁿⁱ06 powoduje widma absorpcyjne przy 650 nm i daje jasno zielony kolor. Większe utlenianie powoduje powstawanie grupy CUΌ4, która tworzy bardzo intensywne pasmo absorpcyjne przy 365 nm i daje żółte zabarwienie;

- wanad: przy wzrastających zawartościach tlenków metali alkalicznych następuje zmiana od koloru zielonego do stanu bezbarwnego, co jest spowodowane utlenianiem grupy VⁱⁿC)_(ldo VV04.

Energia i własności optyczne szkła zawierającego kilka środków barwiących jest więc wynikiem złożonego wzajemnego oddziaływania między nimi. Co więcej, zachowanie tych środków barwiących zależy w znacznym stopniu od ich stanu redoks, a zatem od obecności innych pierwiastków mogących wpływać na ten stan.

190 600

W korzystnych przykładach wykonania szkło według wynalazku ma własności optyczne, które leżą w zakresie określonym poniżej:

55% < TLA4 < 70%

30% < TE4 < 45%

6% < TUV4 < 20%

490 nm < Ad < 520 nm

2%<P< 10%.

Tak zdefiniowany zakres przepuszczania światła daje szkło według wynalazku szczególnie użyteczne z uwagi na zmniejszony efekt oślepiający powodowany przez światło z reflektorów samochodowych, gdy stosuje się je do okien bocznych tylnych lub jako okna tylne pojazdów. Właściwy zakres przepuszczania energii zapewnia szkło o wysokiej selektywności. W przypadku okien bocznych przednich Do pojazdów szkło według wynalazku musi mieć TL większe niż lub równe 70%. Aby spełnić to wymaganie stosuje się zatem szkło o grubości 3 mm. Co się tyczy głównej Długości fałi i zakresu czystości wzbudzenia odpowiadają one odcieniom i natężeniu koloru, które uważa się za szczególnie atrakcyjne, zwłaszcza biorąc pod uwagę Dzisiejsze gusty w Dziedzinie architektonicznej i motoryzacyjnej.

Własności te uzyskuje się przy następujących zawartościach w procentach wagowych środków barwiących, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe^^3:

Fe203 0,7 do 1,3%

FeO 0,18 do 0,27%

CoO do 0,0040%

V205 0,0050 do 0,1%.

Z uwagi na to, że wanad jest niedrogim pierwiastkiem, zaletą stosowania go jako środka barwiącego jest zmniejszenie kosztów produkcji szkła według wynalazku. Ponadto, wanad jest również korzystny z uwagi na ochronę środowiska, ponieważ mniej zanieczyszcza środowisko, jak również z uwagi na uzyskiwanie małego przepuszczania promieniowania ultrafioletowego szkła według wynalazku. Wanad ma również wysoką absorpcję w zakresie promieniowania podczerwonego, co pomaga w otrzymywaniu szkła mającego małe przepuszczanie energii i wysoką selektywność.

Jest również możliwe uzyskanie tych samych zakresów własności optycznych przy obecności w szkle następujących zawartości w procentach wagowych środków barwiących:

Fe203 0,7 do 1,3% (całkowite żelazo)

FeO 0,18 do 0,27%

CoO Do 0,0040%

Cr20₃ 0,0015 Do 0,0250%.

Połączenie tych środków barwiących, a szczególnie stosowanie chromu nie jest niekorzystne ze względu na zabezpieczenie truDnotopliwych ścian pieca Do wytwarzania szkła, gdyż nie ma ryzyka powodowania przez nie korozji tych ścian.

Według pewnych szczególnie korzystnych przykładów wykonania szkło według wynalazku ma własności optyczne, które zawarte są w następujących zakresach:

63% < TLA4 < 67%

37% < TE4 <41%

11% < TUV4 < 18%

500 nm < λο < 505 nm

4% < P < 6%.

Szkło mające własności optyczne zawarte w bardziej ograniczonych zakresach określonych powyżej jest szczególnie efektywne ponieważ przy stosowaniu go jako okna boczne tylne i okno tylne pojazdu łączy ono doskonałe własności przepuszczania światła i przepuszczania energii. Przy grubości 3 mm można je również stosować jako przednie okno boczne pojazdu. Przy jego zastosowaniu architektonicznym łączy ono zalety estetyczne ze znacznymi oszczędnościami energii, dzięki mniejszym obciążeniom instalacji klimatyzacyjnej.

190 600

Własności takie uzyskuje się przy następujących zawartościach w procentach wagowych środków barwiących, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe^^3:

Fe_s03 0,^^ do 0,98%

FeO 0,22 do 0,25%

Co 0,0003 do 0,0009%

V20i O/^^^O do 0,0400%.

Możliwe jest również uzyskanie tych samych zakresów własności optycznych przy obecności w szkle następujących zawartości w procentach wagowych środków barwiących:

Fe203 0,88 do 0,98%

FeO 0,22 do 0,25%

Co 0,0003 do 0,0011%

Cr203 0,0020 do 0,0100%.

Korzystnie szkło według wynalazku ma zawartość w procentach wagowych FeO mniejszą niż 0,25. Daje to szczególną łatwość topienia w powszechnie stosowanym piecu szklarskim w porównaniu ze szkłem, które ma znacznie większe zawartości FeO.

Szkło według wynalazku korzystnie stosuje się w postaci arkuszy mających grubość 3 lub 4 mm dla szyb bocznych tylnych i okien tylnych pojazdów i grubość większą niż 4 mm dla szyb do stosowania w budynkach..

Szkło według wynalazku ma również korzystnie całkowite przepuszczanie światła dla czynnika oświetlającego C dla grubości 5 mm (TLC5) zawarte między 50 i 70%, co czyni je korzystnym w eliminowaniu efektu oślepiającego światła słonecznego podczas stosowania go w budynkach.

Szkło według wynalazku można pokryć warstwą tlenków metali, co zmniejsza jego nagrzanie powodowane promieniowaniem słonecznym i w konsekwencji nagrzanie przestrzeni w pojeździe, w którym zastosowano takie szkło jako szybę.

Szkła według niniejszego wynalazku można wytwarzać za pomocą powszechnie stosowanych sposobów.

Co się tyczy materiałów zestawowych możliwe jest zastosowanie materiałów naturalnych, szkła poddanego recyklingowi, żużlu lub połączenia tych materiałów:

Barwniki dodaje się niekoniecznie w przedstawionej postaci, lecz ten sposób podawania ilości dodawanych środków barwiących, w postaciach równoważnych przedstawionym, odpowiada standardowej praktyce.

W praktyce żelazo dodaje się w postaci czerwieni żelazowej sztucznej, kobalt dodaje się w postaci uwodnionego siarczanu, takiego jak C0SO4 · 7H20 lub C0SO4.6H20 i chrom dodaje się w postaci dwuchromianu, takiego jak KtytyCę Co się tyczy wanadu, wprowadza się go w postaci tlenku lub wanadanu sodowego.

Inne pierwiastki są czasem obecne jako zanieczyszczenia w materiałach zestawowych stosowanych do wytwarzania szkła według wynalazku (na przykład, tlenek manganowy w ilości około 100 do 300 ppm), czy to w materiałach naturalnych, w szkle poddanych recyklingowi czy w żużlu, lecz gdy obecność tych zanieczyszczeń nie nadaje szkłu własności leżących poza zakresem określonym powyżej, szkła te uważane są za zgodne z niniejszym wynalazkiem.

Niniejszy wynalazek zilustrują następujące konkretne przykłady własności optycznych i składów.

Przykłady ldo74

Tabela 1 podaje, w formie wskazówki, podstawowy skład szkła i składniki zestawu do topienia w celu wytworzenia szkła według wynalazku. Zestaw może, w razie potrzeby, zawierać środek redukujący, taki jak koks, grafit lub żużel lub środek utleniający, taki jak azotan. W tym przypadku, udziały innych materiałów modyfikuje się tak, aby skład szkła pozostał niezmieniony.

Tabele 2a i 2b podają własności optyczne i udziały wagowe środków barwiących szkła zawierającego kolejno albo wanad, albo chrom wśród jego środków barwiących. Udziały te określa się za pomocą fluorescencji rentgenowskiej szkła i przekształca w podaną postać cząsteczkową.

190 600

Tabela 1

Skład szkła podstawowego (% wagowe)	Składniki szklą podstawowego (kg)
SiO₂	71,5 do 71,9%	Piasek	571,3
Al _zOi	0,8%	Skaleń	29,5
CaO	8,8%	Wapno	35,7
MgO	4,2%	Dolomit	167, ;
Ma,0	14, 1%	NćioCOji	188,6
K₂Ó	0,1%	Siarczan	6 ,1
SCL	0,1 do 0,5%

Tabela 2a

Przykł ad	1	2	3	4		6	7	8	9	10
Fe_z0, (%)	0,79	0,80	0, 78	0,86	0,8 7	0,87	0,93	0,93	0,94	c, 79
FeO (%)	0, 20	0,19	0, 19	0,23	0,21	0,22	0, 24	0,23	0,23	0,22
Co (ppm)	9	9	12	16	13	15	15	13	12	4
V₂C,(ppm)	169	322	343	12 4	277	473	121	283	382	81
TLA4(%)	68,2C	67,75	67,23	63,87	54, 25	63, 33	62,46	62, 60	61,99	69,18
TE4(%)	44,30	44,80	44,20	40, 2	+1, 4	40, 6	38,7	39, 4	39	42,9
λρ ’ (nm)	494 , C	496, 4	497, 3	492,1	495,0	495, C	493,1	495,2	496,8	495,4
8 *	6, 49	5,64	5,55	8,41	6,52	7,05	8,18	6,68	6,64	6,2
TUV4 !%)	17, 9C	15,80	15, 20	16,1	13, 9	1 3, 5	14,1	12,3	11,8	18,8
SE	1, Ξ	1,5	1,5	1 _f o	1,6	1, 6	1,6	1, 6	1,6	1,6

Przykład	11	12	13	14	15	16	17	18	19	2C
Fe₂O₃ (%)	0, BC	•0, 80	0, 79	0,79	0.80	0, 94	0, 97	0, 9~	0, 85	0, 84
FeO (%)	0,2 0	0,20	0, 22	0,20	0.20	0,24	0, 2.4	0,24	0,20	0,21
Co (ppm)	4	4	15	15	12	4	4	4	4	4;
V₂O₅(ppm)	279	377	105	365	360	76	268	401	106	333
TLA4 (%)	68, 34	68, 94	65, 14	64,96	65.23	65, 72	65, 00	64, 12	68,80	67,43
TE4 (%)	43,9	43, 6	41,7	42,5	4 3.1	39, 7	39, 5	38, 8	43,8	4:2, R
λη * (:im)	499, 5	500,6	491,4	492, 9	494.6	498,2	502,9	503, 5	498,3	499,.4
5 * (%)	4, 92	4,3	8, 54	7, 64	6.7	5,83	4,91	4,93	5, 08	5,12.
tcv4 ;%)	16,2	15, 6	18,1	16, 4	15	13, 9	11,8	11,1	16	14, 6
SE	1, 6	1, 6	1, 6	1, 5	1.5	1,7	1, 6	1,7	1,6	1,6

Przykład	21	22	23	24	25	-	27	TS-	29	30
7e,O, (%)	0. 84	0.85	0. 85	0.85	0.84	0,35	0,86	0,86	0, 88	0,86
FeO (%>	0,19	0,21	0, 19	0,21	0,22	0,21	0,22	0,21	0,20	0,22
Co (ppm)	4	8	8	9	5	4	4	21	42	23
V₂O₅(ppm)	510	92	390	532	89	290	439	188	183	270
TLA4 (%)	68,22	67,19	67,20	65, 85	67,81	67,71	66, 61	62,72	57,44	62, 25
TE4 (%)	44,1	42, 5	43,9	41, 9	41,6	42,8	41,7	40,8	39,5	40,2
,λ₀ * (nm)	504,4	496, 0	500, 9	499, 3	496,8	501,6	502,5	4 92,9	488,5	493,0
P *· (%)	4,11	6,05	4,56	5,35	5,93	4,65	4,73	7,93	11,62	8,15
T(JV4 (%)	13,4	15,9	13,6	13,5	16, 4	u-	13, 1	14,2	13,4	13,9
SE	1,5	1,.6	1, 5	©,6	1,6	iii	iii	77s—	iii	1,5

Przykład	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40
Ee_a0₂ (%)	0, 89	0,38	0,87	c, e3	0,85	0,83	0,84	0,85	0, 85	0,83
FeO (%)	0, 21	0,21	0,21	0, 20	0,20	0,20	0,21	0,20	0,20	0,22
Co (ppm)	2	4	7	2	3	4	2	4	5	iź
ν₇Ο-,{ρρπ·.)	94	162	385	276	274 '	264	471	421	445	92
TLA4 (%)	68,4 7	67,31	65,49	69, 02	68, 35	67, 36	67,92	68,23	67,20	65, 78
1Έ4 (%)	42,50	41, 90	41,30	43,80	43, 60	43, 60	4 2,50	43,80	42,90	41,30
λ₀ * (nm)	500, 4	□ 00,7	501,3	504,4	□ C2, 5	50C, 6	502,1	503,8	500, 5	<93, 3
P * (%)	4,80	4,90	5,04	4,05	4,35	4,72	4,65	4, 21	4, 90	7,50
TUV4 (%j	15, 00	14,00	12,60	14,10	14, 00	14, 30	14, 4	13, 60	14,00	16,70
5F.	1, 61	1, 61	1,59	1, 58	-f⁵⁷—	1,56	1,60	1,56	1, 57	1,59

190 600 ciąg Dalszy tabeli

Przykład	41	42	43	44	45	46	47	49	59	5 Λ >>
FfiiOa. (%)	0,84	0,84	0, 83	0,83	0,86	0, 86	0,96	0, 85	o, as	0,86
FeO (%)	0,22	0,21	0,20	0,21	0,21	0,21	0^23	0,22	0,21	0,20
Co (ppm)	12	12	21	22-	14	14	11	87	16	13
V₁O₅(ppm.)	209	401	401	358	209	134	200	195	161	158
TLA4 (%)	65,39	64, 63	63, 26	62,30	65,00	65,27	64,86	47,74	64, 33	65,91
TE4 (%)	41,30	41,50	41,50	40,70	41,40	41, 50	40,50	35,00	41, 30	42, 60
d (nm)	494,3	496, 1	492,7	493,0	495, 5	495,4	495,0	493,5	494,4	496,5
P * (%)	7,09	6, 44	7,95	8,07	6,52	6, 47	6,92	20, 89	7,01	5,88
TUV4 (%	15,07	13, 90	14,70	13,90	14,70	14, 90	15,10	14,50	14,70	14,40
ss	1,58	1,56	1,52	1,53	1*57	1,56	1,60	1,36	1,56	1,55

Przykład	51	52	53	54	55	56	57	53	59	60
F.S2O3 (%)	0, 87	0, 87	0,85	0, 96	0,87	0, 88	0,86	0,85	0, 84	0, 85
FeO (%)	0,21	0, 23	0,21	0,22	0,22	0,22	0,21	0,21	0,23	0,22
Co (ppm)	13	13	16	12	10	12	11	15	12	12
V2O (ppm)	158	153	279	195	180	229	200	2C4	195	278
TLA 4 (%)	65, 36	64,08	64,99	65, 05	65,01	64,42	65,79	64,19	64,63	64,52
TE4 (%)	41,7C	39,70.	41,70	41,20	41,20	40,60	42,00	41,10	40, 40	40, 50
% * (nm)	495,9	494,2	495,0	494, 7	495,7	495,8	496,1	494,1	493,7	494,5
P * (%)	6,28	7,43	6, 63	6,90	6,49	6,58	6,16	7,22	7,55	7,12
TUV4	14,60	15,00	14,80	15, 20	14,50	14, 00	14,70	14,6C	15, 80	14,90
SE	1,57	Τ6Ϊ	1, 56	1,58	1, 53	1,59	1,57	1,56	1, 6 0	1,59

Tabela 2b

Przykład	61	62	63	64	65	66	67
Fe2O3 (%)	0,93	0,93	1,02	1,02	0,84	0, 84	0, 93
FeO (%)	0,23	0, 23	0. 25	0,25	0, 21	0, 22	0, 23
Co (ppm)	14	15	15	15	15	Ts-	11
Cr₂O_: (ppm)	22	51	29	56	27	54	22
TLA4 (%)	63,77	63,23	61,58	61,20	66, 04	65,22	63, 77
TE4 (%)	39, 4 3	39, 05	37,00	36,86	42,27	41,31	39, 40
d (nm)	494, 1	495, 5	495,8	497,1	493,4	494, 1	434, 1
P * (%)	7,49	7,20	7, 31	6,96	7, 26	7,41	7,49
TUV4 (%)	15,25	14,94	12, 64	12,46	17,52	17,73	15,25
SE	1, 62	1, 62	1,66	1, (36	1, 56	1,58	1,62

P rzyklaD	69	69	70	71	72	7 '3	74
FS2O3 (%)	C, 93	1,02	1,02	0, 84	0, 84	0,93	0, 94
FeO (%)	0, 23	0,25	0,25	0,21	0,21	0,23	0,22
Co (ppm)	15	15	15	15	15	46	45
C^Oj (ppm)	51	29	56	27	54	39	62
TLA4 (%)	63,23	61,58	61,20	66,04	65, 22	55,71	55, 97
TE4 (%)	35,05	37,00	36,86	42,27	41, H	36,51	37,13
7\d * (nm)	495, 5	495,8	497,1	493, 4	494,1	437, 9	4 88,8
P * (%)	7,20	7,31	6, 96	7,26	7,41	13,42	12, 46
TUV4 (%)	14,94	12,64	12,46	17,52	17, 73	14,85	14,33
SE	1,62	1,66	1, 66	1,56	1, 5-8	1,53	1,51

190 600

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Zielone szkło sodowo-wapniowe składające się z głównych składników substancji szkłotwórczych oraz środków barwiących, znamienne tym, że zawiera następujące ilości środków barwiących wyrażone w procentach wagowych, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe₂O3:

Fe₂O₃ 0,7 do 1,3%

FeO 0,18 do 0,27%

Co 0 do 0,0040%o oraz zawiera alternatywnie następujące ilości albo tlenku wanadu albo tlenku chromu wyrażone w procentach wagowych:

V₂O5 0,0050 do 0,1000% albo

Cr,O3 0,0015 do 0,0250% przy czym przy grubości szkła wynoszącej 4 mm szkło to m a dl a czyrmika a świetlającego A przepuszczalność światła TLA4 w zakresie 40 do 77%, εεΐε^λ^νι^ό SE4 wiekszz lub równą 1,50 oraz przepuszczalność promieniowania ultrafioletowego TUV4 mniejszą niż 20%.
2. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że przy grubości szkła wynoszącej 4 mm szkło to ma selektywność 4E4 większą lub równą 1,55, a korzystnie większą niż 1,60.
3. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że przy grubości szkła wynoszącej 4 mm szkło to ma dla czynnika oświetlającego A przepuszczalność światła TLA4 większą niż 50%, a korzystnie większą niż 55%.
4. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że ma długość fali dominującej λο mniejszą niż 550 nm, a korzystnie mniejszą niż 520 nm, wyliczoną na podstawie wewnętrznej widmowej przepuszczalności właściwej dla grubości szkła 5 mm.
5. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera nie więcej niż trzy środki barwiące.
6. Szkło według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienne tym, że ma następujące własności optyczne:

55% < TLA4 < 70%

30% < TE4 < 45%

6% < TUV4 < 20%

490 nm < λο < 520 nm

2% < P < 10%, przy czym TLA4 oznacza przepuszczalność światła dla czynnika oświetlającego A przy grubości szkła wynoszącej 4 mm, TE4 oznacza przepuszczalność energii przy grubości szkła wynoszącej 4 mm, TUV4 oznacza przepuszczalność promieniowania ultrafioletowego przy grubości szkła wynoszącej 4 mm, A® oznacza długość fali dominującej wyliczoną na podstawie wewnętrznej widmowej przepuszczalności właściwej dla grubości szkła 5 mm, natomiast P oznacza czystość wzbudzenia.
7. Szkło według zastrz. 6, znamienne tym, że ma następujące własności optyczne:

63% < TLA4 < 67%

37% < TE4 < 41%

11 % < TUV4 < 18%

500 nm < λ® < 505 nm

4% < P < 6%.
8. Szkło według zastrz. 7 znamienne tym, że zawiera następujące ilości środków barwiących wyrażone w procentach wagowych, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe2O3:

Fe2O3 θ>88 do 0,98%

FeO 0,22 do 0,25%

Co 0,0003 do 0,0009%

V2O5 0,0200 do 0,0400%.

190 600
9. Szkło według zastrz. 1, zna mi enne tym, że zawiera następujące ilości środków barwiących wyrażone w procentach wagowych, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe203:

Fe₂03 0,88 do 0,98%

FeO 0,22 do 0,25%

Co 0,0003 do 0,0011%

Cr,03 0,0020 do 0,0100%.
10. Szkło według zactrz. 1 albo 5, albo 8, albo 9, znamienne tym, że zawartość FeO wyrażona w procentach wagowych ject mniejsza niż 0,25%.
11. Szkło według zactrz. 1 albo 5, albo 8, albo 9, znamienne tym, że dla grubości czkta wynoszącej 5 mm czkło to ma dla czynnika oświetlającego C przepuszczalność światła TLC5 mieszczącą cię w zakresie 50 do 70%.
12. Zastosowanie szkła określonego w zactrz. 1 do wytwarzania arkuszy szkła.
13. Zastosowanie według zastrz. 12, znamieane tym, że wytwarzane arkusze szkła są powlekane warstwą tlenków metali.
14. Zastosowanie według zastrz. 12 albo 13, znamienne tym, że wytwarzane arkusze szkła stosuje się jako oszklenie do okien samochodowych.