PL213977B1

PL213977B1 - Szklo float

Info

Publication number: PL213977B1
Application number: PL369097A
Authority: PL
Inventors: Leonid Landa; Ksenia A. Landa; Scott V. Thomsen; Richard Hulme
Original assignee: Guardian Industries; Guardian Industries Corp
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2013-05-31
Also published as: US20030216241A1; US6949484B2; CA2466902C; US20040180775A1; CA2466902A1; PL369097A1; EP1480917B1; US6610622B1; ES2392338T3; WO2003064342A1; US7030047B2; EP1480917A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest szkło float. Bardziej szczegółowo, przedmiotem wynalazku jest szkło o wysokiej przepuszczalności światła w zakresie widzialnym i/lub dość neutralnym zabarwieniu. Takie kompozycje szkła są więc przydatne np. w oknach budowlanych, wyrobach ze wzorzystego szkła, ogniwach słonecznych i/lub szybach samochodowych.

Potrzebne jest niekiedy szkło dość przejrzyste w zabarwieniu i wysoce przepuszczalne dla światła widzialnego (np., przepuszczalność co najmniej 75%, lub jeszcze korzystniej przepuszczalność co najmniej 80%). Jednym ze sposobów uzyskiwania takiego szkła jest zastosowanie bardzo czystych materiałów bazowych szkła (np., zasadniczo pozbawionych barwników, takich jak żelazo). Jednakże, materiały bazowe o wysokim stopniu czystości są kosztowne, a więc nie zawsze pożądane i/lub dogodne. Innymi słowy, np., usuwanie żelaza z surowców na szkło ma pewne praktyczne i/lub ekonomiczne granice.

Jak można zauważyć, surowce na szkło (np., krzemionka, węglan sodowy, dolomit i/lub wapień) typowo zawierają pewne zanieczyszczenia, takie jak żelazo. Łączną ilość żelaza wyraża się w niniejszym opisie w przeliczeniu na Fe2O3 zgodnie ze standardową praktyką. Jednakże, typowo, nie całe żelazo występuje w postaci Fe2O3. Zamiast tego, żelazo występuje w stanie dwuwartościowym (Fe²⁺; wyrażany w niniejszym opisie jako FeO, nawet jeśli nie całe żelazo dwuwartościowe w szkle jest w postaci FeO) i w stanie trójwartościowym (Fe³⁺). Żelazo w stanie dwuwartościowym (Fe²⁺; FeO) jest barwnikiem niebieskozielonym, podczas gdy żelazo w stanie trójwartościowym (Fe³⁺) jest barwnikiem żółto-zielonym. Niebieskozielony barwnik dwuwartościowego żelaza (Fe²⁺; FeO) jest szczególnym problemem przy próbach uzyskania dość przejrzystego lub neutralnie zabarwionego szkła, ponieważ jako silny środek barwiący wprowadza wyraźny kolor w szkło. Chociaż żelazo w stanie trójwartościowym (Fe³⁺) jest również środkiem barwiącym, stwarza mniej problemów przy próbach uzyskania szkła dość przejrzyście zabarwionego, ponieważ żelazo w stanie trójwartościowym jest słabszym środkiem barwiącym niż jego dwuwartościowy odpowiednik.

W świetle powyższego, oczywiste jest, że istnieje zapotrzebowanie w dziedzinie na nową kompozycję szkła, która pozwala uzyskać szkło o dość przejrzystym zabarwieniu i/lub wysokiej przepuszczalności światła widzialnego, nie uciekając się do stosowania wyjątkowo czystych (to jest, wolnych od żelaza) surowców na szkło.

Celem wynalazku jest dostarczenie szkła, które ma dość przejrzyste zabarwienie i/lub wysoką przepuszczalność światła widzialnego.

Przedmiotem wynalazku jest szkło float zawierające:

SiO2 67-75% wagowych,

Na2O 10-20% wagowych,

5-15% wagowych, 0-5% wagowych, 0-5% wagowych, 0-5% wagowych,

CaO

MgO

AI2O3

K2O charakteryzujące się tym, że zawiera ponadto:

łącznie żelazo (wyrażone jako Fe2O3) od 0,03 do 0,15% wagowych, tlenek erbu od 0,03 do 0,13% wagowych, tlenek ceru od 0,03 do 0,12% wagowych, i ewentualnie tlenek neodymu od 0 do 0,15% wagowych, przy czym szkło wykazuje przepuszczalność światła widzialnego co najmniej 75%, wartość koloru a* dla przepuszczania -1,0 do +1,0, i wartość koloru b* dla przepuszczania -1,0 do +1,5.

Korzystnie szkło zawiera ponadto od 0,005 do 0,15% tlenku neodymu, jeszcze korzystniej od 0,010 do 0,050% tlenku neodymu.

Korzystnie szkło posiada wartość redoks (FeO/Fe2O3) <= 0,20, jeszcze korzystniej wartość redoks (FeO/Fe2O3) <= 0,15, a najkorzystniej wartość redoks (FeO/Fe2O3) <= 0,13.

Korzystnie szkło według wynalazku zawiera ponadto 0,020% lub mniej FeO, jeszcze korzystniej 0,015% lub mniej FeO, a najkorzystniej 0,011% lub mniej FeO.

Korzystnie, szkło wykazuje przepuszczalność światła widzialnego co najmniej 80%, a jeszcze korzystniej co najmniej 85%.

Finalne szkło float według wynalazku można uzyskać poprzez sporządzenie zestawu szklarskiego obejmującego:

Składnik % wagowych

SiO2 67-75%

Na2O 10-20%

PL 213 977 B1

CaO 5-15%

MgO 0-5%

Al2O3 0-5%

K2O 0-5% łącznie żelazo (wyrażone jako Fe2O3) 0,03 do 0,15% tlenek erbu 0,003 do 0,13% tlenek ceru i/lub azotan 0,03 do 0,12,0% tlenek neodymu 0,005 do 0,15%;

stopienie powyższego zestawu i wytworzenie szkła, które posiada przepuszczalność światła widzialnego co najmniej 75%, a wartość koloru a* dla przepuszczania -1,0 do +1,0, i wartość koloru b* dla przepuszczania -1,0 do +1,5.

Szkła według różnych odmian niniejszego wynalazku można stosować, np., w przemyśle samochodowym (np., szyby przednie, tylne światła, okna boczne, itp.), w zastosowaniach budowlanych, jako wzorzyste szkło, w ogniwach słonecznych, i/lub w innych odpowiednich zastosowaniach.

Pewne szkła według niniejszego wynalazku wykorzystują szkło sodowo-wapniowo-krzemianowe float jako bazową kompozycję/szkło. Poza bazową kompozycją/szkłem, stosuje się unikalny środek barwiący dla uzyskania szkła, które ma dość przejrzyste zabarwienie i/lub ma wysoką przepuszczalność światła widzialnego. Przykładowe sodowo-wapniowo-krzemianowe szkło bazowe według pewnych odmian niniejszego wynalazku, w procentach wagowych, obejmuje następujące podstawowe składniki:

T a b l i c a 1: Przykładowe szkło bazowe

Składnik	% wagowych
SiO2	67-75%
Na2O	10-20%
CaO	5-15%
MgO	0-5%
AI2O3	0-5%
K2O	0-5%
BaO	0-1%

Inne podrzędne składniki, w tym różne konwencjonalne środki klarujące, takie jak SO3, węgiel, i tym podobne, mogą również być zawarte w szkle bazowym. W pewnych odmianach, np., szkło w wynalazku można wytwarzać z surowców do zestawu takich, jak piasek krzemionkowy, węglan sodowy, dolomit, wapień, z użyciem technicznego siarczanu sodu (SO3) i/lub soli gorzkiej (np., mieszanina około 1:1 obu) jako środków klarujących. Korzystnie, szkła sodowo-wapniowo-krzemianowe według wynalazku obejmują wagowo od około 10-15% Na2O i od około 6-12% CaO. Chociaż bazowe szkło sodowo-wapniowo-krzemianowe przedstawione powyżej jest korzystne w pewnych odmianach niniejszego wynalazku, wynalazek nie jest do niego ograniczony. Tak więc inne szkła bazowe (np., szkło borokrzemianowe) można stosować zamiennie w alternatywnych odmianach niniejszego wynalazku.

Poza szkłem bazowym (np., patrz Tablica 1 powyżej), przy wytwarzaniu szkła według niniejszego wynalazku zestaw szklarski obejmuje materiały (w tym środki barwiące i/lub utleniacze), które nadają powstałemu szkłu dość przejrzyste neutralne zabarwienie i/lub wysoką przepuszczalność światła widzialnego. Takie substancje mogą występować w surowcach (np., małe ilości żelaza), lub mogą być dodawane do bazowych składników szkła w zestawie (np., cer, erb, itp.). Powstałe szkło ma przepuszczalność światła widzialnego co najmniej 75%, korzystniej co najmniej 80%, i najkorzystniej co najmniej 85%.

W pewnych odmianach niniejszego wynalazku, poza szkłem bazowym, zestaw szklarski obejmuje materiały wymienione w Tablicy 2 poniżej (w przeliczeniu na procenty wagowe łącznej kompozycji szkła):

T a b l i c a 2: Przykładowy zestaw szklarski

Składnik	Ogólnie (% wag.)	Korzystnie	Najkorzystniej
łącznie żelazo (wyrażone jako Fe2O3):	0,01-0,30%	0,02-0,20%	0,03-0,15%
tlenek erbu (np. Er2O3):	0,01-0,30%	0,02-0,20%	0,03-0,13%
tlenek ceru (np. CeO2):	0,005-0,30%	0,01-0,18%	0,03-0,12%

PL 213 977 B1

Zestaw topi się i formuje szkło stosując znany proces float. Ewentualnie, w pewnych przykładowych odmianach wynalazku, tlenek neodymu (np., Nd2O3) można dodać do zestawu, jak przedstawiono poniżej w tablicy 3 zgodnie z drugą przykładową odmianą niniejszego wynalazku (substancje wymienione w tablicy 3 są dodatkami do szkła bazowego opisanego powyżej).

T a b l i c a 3: Przykładowy zestaw szklarski w drugiej odmianie

Składnik	Ogólnie (% wag.)	Korzystnie	Najkorzystniej
łącznie żelazo (wyrażone jako Fe2O3):	0,01-0,30%	0,02-0,20%	0,03-0,15%
tlenek erbu (np. Er2O3):	0,01-0,30%	0,02-0,20%	0,03-0,13%
tlenek ceru (np. CeO₂):	0,005-0,30%	0,01-0,18%	0,03-0,12%
tlenek neodymu (np., Nd2O3):	0,005-0,15%	0,010-0,050%	0,010-0,030%

W pewnych odmianach niniejszego wynalazku (np., pierwsza i/lub druga odmiana powyżej), część barwnikowa jest zasadniczo wolna od innych środków barwiących (innych niż potencjalnie śladowe ilości). Jednakże należy zauważyć, że pewne ilości innych substancji (np., środków klarujących, topników, środków barwiących i/lub zanieczyszczeń) mogą występować w szkle w pewnych innych odmianach niniejszego wynalazku bez odchodzenia od przeznaczenia i/lub celu (celów) niniejszego wynalazku. Należy zauważyć, że chociaż obecność tlenku ceru jest korzystna w wielu odmianach niniejszego wynalazku, nie jest on wymagany we wszystkich odmianach. Ponadto jest możliwe stosowanie małej ilości lub pominięcie Er w pewnych odmianach niniejszego wynalazku.

W innych odmianach niniejszego wynalazku, tlenek ceru (np., CeO2) można zastąpić lub uzupełnić NaNO3 w zestawie szklarskim; patrz trzecia, czwarta i piąta odmiana poniżej (zestawy materiałów w tablicach 4-6 poniżej są dodatkami do materiałów szkła bazowego opisanych powyżej).

T a b l i c a: 4: Przykładowy zestaw szklarski w trzeciej odmianie

Składnik	Ogólnie (% wag.)	Korzystnie	Najkorzystniej
łącznie żelazo (wyrażone jako Fe2O3):	0,01-0,30%	0,02-0,20%	0,03-0,15%
tlenek erbu (np. Er₂O₃):	0,01-0,30%	0,02-0,20%	0,03-0,13%
azotan sodu (NaNO3):	0,1-2,0%	0,2-1,5%	0,3-1,2%

T a b l i c a 5: Przykładowy zestaw szklarski w czwartej odmianie

Składnik	Ogólnie (% wag.)	Korzystnie	Najkorzystniej
łącznie żelazo (wyrażone jako Fe2O3):	0,01-0,30%	0,02-0,20%	0,03-0,15%
tlenek erbu (np. Er2O₃):	0,01-0,30%	0,02-0,20%	0,03-0,13%
azotan sodu (NaNO₃):	0,1-2,0%	0,2-1,5%	0,3-1,2%
tlenek neodymu (np., Nd2O₃):	0,005-0,15%	0,010-0,050%	0,010-0,030%

T a b l i c a 6: Przykładowy zestaw szklarski w piątej odmianie

Składnik	Ogólnie (% wag.)	Korzystnie	Najkorzystniej
łącznie żelazo (wyrażone jako Fe2O3):	0,01-0,30%	0,02-0,20%	0,03-0,15%
tlenek erbu (np. Er2O₃):	0,01-0,30%	0,02-0,20%	0,03-0,13%
tlenek ceru (np. CeO2):	0-0,30%	0-0,18%	0-0,12%
azotan sodu (NaNO₃):	0-2,0%	0,2-1,5%	0,3-1,2%

PL 213 977 B1

W piątej odmianie (patrz tablica 6 powyżej), tlenek ceru (np., CeO2) i azotan sodu (NaNO3) można połączyć jako utleniacze, aby uzyskać działanie poniższych równań (1) i (2). Odpowiednio, w piątej odmianie można stosować jeden lub oba spośród tlenku ceru i/lub azotanu sodu.

Należy zauważyć, że w pewnych odmianach wynalazku, ilość łączna żelaza może nawet być mniejsza niż 0,10%.

Powyższe zestawy stapia się i stosuje proces float dla wytworzenia szkła (np., szkła sodowo-wapniowo-krzemianowego) w znany sposób.

Łączna ilość żelaza obecnego w zestawie szklarskim i w powstałym szkle, to jest, w jego części barwiącej, jest wyrażana w wynalazku w przeliczeniu na Fe2O3 zgodnie ze standardową praktyką. To jednakże nie oznacza, że całe żelazo jest istotnie w postaci Fe2O3 (patrz dyskusja o tym powyżej). Podobnie, ilość żelaza w stanie dwuwartościowym (Fe²⁺) jest podawana w wynalazku jako FeO, nawet jeśli nie całe żelazo w stanie dwuwartościowym w zestawie szklarskim lub szkle nie jest w postaci FeO. Jak wspomniano powyżej, żelazo w stanie dwuwartościowym (Fe²⁺; FeO) jest niebiesko-zielonym barwnikiem, podczas gdy żelazo w stanie trójwartościowym (Fe²⁺) jest żółto-zielonym środkiem barwiącym; niebiesko-zielony barwnik z dwuwartościowego żelaza jest szczególnie ważny, ponieważ jako silny środek barwiący wprowadza wyraźne zabarwienie szkła, które może czasami być niepożądane, gdy potrzebny jest neutralny lub przejrzysty kolor.

Zgodnie z pewnymi przykładowymi odmianami niniejszego wynalazku, obecność tlenku ceru (np., CeO2) jako utleniacza w zestawie szklarskim działa jako chemiczny odbarwiacz, ponieważ podczas stapiania zestawu powoduje utlenienie żelaza w stanie dwuwartościowym (Fe²⁺; FeO) do stanu trójwartościowego (Fe³⁺), jak ilustruje poniższe równanie:

Fe²⁺ + Ce⁴⁺ = Fe³⁺ + Ce³⁺ (1)

Równanie (1) pokazuje, że obecność tlenku ceru w zestawie powoduje, że pewna ilość silnego niebiesko-zielonego barwnika dwuwartościowego żelaza (Fe²⁺; FeO) utlenia się do słabszego żółtozielonego barwnika trójwartościowego żelaza (Fe³⁺) podczas stapiania szkła (uwaga: część żelaza w stanie dwuwartościowym pozostanie zwykle w powstałym szkle, jak i potencjalnie część Ce). Odpowiednio, znaczna część CeO2 dodanego do początkowego zestawu przed stopieniem przekształca się podczas stapiania w Ce2O3, który występuje w powstałym szkle. Wspomniane utlenianie żelaza powoduje osłabienie zabarwienia szkła, a nie zmniejsza znacząco przepuszczalności światła widzialnego powstałego szkła (w pewnych przypadkach, może to nawet spowodować wzrost przepuszczalności światła widzialnego). Jednakże, specjaliści w dziedzinie zauważą, że wciąż występuje znaczące zabarwienie w szkle spowodowane przez trójwartościowe żelazo, jeśli występuje tylko żelazo i tlenek ceru. Innymi słowy, stwierdzono, że dodawanie tlenku ceru do szkła zawierającego samo żelazo nie jest dostateczne dla uzyskania żądanego dość przejrzystego lub neutralnego zabarwienia.

Należy zauważyć, że podobnie jak przy Fe2O3, zwrot tlenek ceru stosowany w wynalazku odnosi się do łącznego tlenku ceru (to jest, obejmuje tlenek ceru w stanach Ce⁴⁺ i Ce³⁺).

Jak wspomniano powyżej, tlenek ceru można zastąpić, lub uzupełnić, azotanem sodu w pewnych przykładowych odmianach niniejszego wynalazku. W odmianach, w których azotan sodu (NaNO3) występuje w szkle (np., patrz tablice 3-5 powyżej), działa w sposób podobny do tlenku ceru, jak pokazano w poniższym równaniu (lecz należy zauważyć możliwość powstawania pęcherzyków tlenu). W szczególności, jak tlenek ceru, azotan sodu można dodawać do zestawu szklarskiego jako utleniacz dla spowodowania utlenienia pewnej ilości silnego niebiesko-zielonego barwnika dwuwartościowego żelaza (Fe²⁺; FeO) do słabszego żółto-zielonego barwnika trójwartościowego żelaza (Fe³⁺) podczas stapiania szkła (uwaga: część żelaza w stanie dwuwartościowym zwykle pozostanie w powstałym szkle):

Fe²+ + NO3 = Fe³+ + NO2 + /02 (2)

Specjaliści w dziedzinie zauważą, że większość azotanu (np., azotanu sodu) dodanego do zestawu szklarskiego rozkłada się podczas stapiania, tak że część wypala się jako Nox, podczas gdy inne części kończą w szkle jako Na2O. Chociaż azotan sodu (NaNO3) stosuje się jako utleniacz w tablicach 4-6 powyżej, niniejszy wynalazek nie jest do niego ograniczony. Np., inne azotany (np., azotan potasu KNO3, lub dowolny inny odpowiedni azotan) można stosować zamiast lub poza azotanem sodu w alternatywnych odmianach niniejszego wynalazku.

Dla skompensowania zabarwienia powodowanego przez trójwartościowe żelazo powstające wskutek dodania tlenku ceru i/lub azotanu sodu, zauważono, że dodanie tlenku erbu (np., Er2O3 lub dowolnej innej odpowiednio stechiometrycznej postaci) i/lub tlenku neodymu (np., Nd2O3 lub dowolnej

PL 213 977 B1 innej odpowiednio stechiometrycznej postaci) powoduje bardziej przejrzyste zabarwienie powstałego szkła (to jest, bardziej neutralne, ponieważ wartości koloru a* i/lub b* przemieszczają się do neutralnego 0). Tlenek erbu działa jako różowy środek barwiący, podczas gdy tlenek neodymu działa jako purpurowy środek barwiący. Jeden lub oba spośród Er i/lub Nd wyraźnie działa jako fizyczny kompensator koloru żelaza, tym samym powodując bardziej neutralne zabarwienie szkła, co jest pożądane w pewnych odmianach niniejszego wynalazku, podczas gdy szkło zachowuje wciąż wysoką przepuszczalność światła widzialnego.

Specjaliści w dziedzinie zrozumieją, że dodawanie tlenku ceru i/lub azotanu sodu (patrz równania (1) i (2) powyżej) daje szkło z niższą wartością redoks (to jest, mniej żelaza w stanie dwuwartościowym FeO). Pod tym względem zawartość łączną żelaza w stanie dwuwartościowym (FeO) stosuje się dla określenia stanu redoks szkła, i stan redoks wyraża się jako stosunek FeO/Fe2O3, który jest zawartością w procentach wagowych (%) żelaza w stanie dwuwartościowym (FeO) podzieloną przez zawartość w procentach wagowych (%) łącznie żelaza (wyrażonego jako Fe2O3) w powstałym szkle. Dzięki obecności tlenku ceru i/lub azotanu sodu, stan redoks szkła zgodnie z pewnymi przykładowymi odmianami niniejszego wynalazku jest raczej niski; w szczególności, szkło zgodnie z pewnymi przykładowymi odmianami niniejszego wynalazku może mieć wartość redoks (to jest, FeO/Fe2O3) mniejszą lub równą 0,25, korzystniej mniejszą lub równą 0,20; jeszcze korzystniej mniejszą lub równą 0,15, i najkorzystniej mniejszą lub równą 0,13. Ponadto, powstałe szkło zgodnie z pewnymi przykładowymi odmianami niniejszego wynalazku może zawierać żelazo w stanie dwuwartościowym (FeO) w ilości (% wagowych) mniejszej lub równej 0,020%, korzystniej mniejszej lub równej 0,015%, a najkorzystniej mniejszej lub równej 0,011%.

Należy zauważyć, że szkło według niniejszego wynalazku jest często wytwarzane w znanym procesie float, w którym stosuje się łaźnię cynową. Tak więc specjaliści w dziedzinie zauważą, że w wyniku wytwarzania szkła na stopionej cynie w pewnych przykładowych odmianach, małe ilości cyny lub tlenku cyny mogą migrować na powierzchnie szkła na stronie stykającej się z łaźnią cynową podczas wytwarzania (to jest, typowo, szkło float może wykazywać stężenie tlenku cyny 0,05% lub większe (wagowo) w pierwszych kilku mikrometrach poniżej powierzchni, która stykała się z łaźnią cynową).

W świetle powyższego, szkła zgodnie z pewnymi przykładowymi odmianami niniejszego wynalazku osiągają obojętne lub zasadniczo przejrzyste zabarwienie i/lub wysoką przepuszczalność światła widzialnego. W pewnych odmianach, powstałe szkła zgodnie z pewnymi przykładowymi odmianami niniejszego wynalazku można scharakteryzować jedną lub kilkoma następującymi charakterystykami przepuszczalności optycznej lub charakterystykami barwy w pomiarze przy grubości około 1 mm - 6 mm (najkorzystniej grubości około 5,63 mm (0,219 cala); jest to nie ograniczająca wielkość grubości użyta tylko do porównania) (Lta oznacza przepuszczalność światła widzialnego w %):

T a b l i c a 7: Charakterystyki pewnych przykładowych odmian

Charakterystyka	Ogólnie	Korzystniej	Najkorzystniej
Lta (III. C. 2°):	>=75%	>=80%	>=85%
% UV (III. C. 2°):	<=85%	<=80%	<=75%
% TS (III. C. 2°):	<=90%	<=87%	<=85%
% FeO (% wag.):	<=0,020%	<=0,015%	<=0,011%
L* (III. D65, 10°):	90-100	n/a	n/a
a* (III. D65, 10°):	-1,0 do +1,0	-0,60 do +0,60	-0,30 do +0,50
b* (III. D65, 10°):	-1,0 do +1,5	-0,70 do +1,0	-0,30 do +0,40

Jak można zauważyć z tablicy 7 powyżej, szkła pewnych odmian niniejszego wynalazku osiągają żądane cechy dość przejrzystego zabarwienia i/lub wysokiej przepuszczalności światła widzialnego, nie wymagając usuwania żelaza z kompozycji szkła. Można to osiągnąć przez zastosowanie unikalnych kombinacji substancji opisanych w wynalazku.

P r z y k ł a d y

Przykładowe szkła według niniejszego wynalazku można wytwarzać ze składników zestawu stosując dobrze znane techniki wytapiania i klarowania szkła. Poniższy przybliżony bazowy zestaw użyto w przykładach w wynalazku (uwaga: poniżej wymienione składniki zestawu podsumują się do

100% wagowych, gdy uwzględni się ich tlenki; tak więc, nie muszą sumować się do stu jako surowce):

PL 213 977 B1

Składnik zestawu szkła bazowego	Części wagowe
piasek	71,5
węglan sodowy (ang. soda ash)	23,7
dolomit	18,32
wapień	6,1
sól gorzka	0,9

Poza substancjami zestawu bazowego jak powyżej, substancje wymienione poniżej występowały w początkowym zestawie (zestawach) w przykładach (ilości związków podane w % wagowych). Należy zauważyć, przykłady 1-8 są zgodne z różnymi przykładowymi odmianami wynalazku, podczas gdy CA, CB i CC są przykładami porównawczymi podanymi dla celów porównania z przykładami 1-8. W szczególności, przykład porównawczy A (CA) powinien być porównywany z przykładami 1-3 według niniejszego wynalazku, ponieważ wszystkie mają taką samą ilość łącznego żelaza, podczas gdy przykład porównawczy B (CB) powinien być porównywany z przykładami 4-5 według niniejszego wynalazku, ponieważ wszystkie mają taką samą ilość łącznego żelaza, a przykład porównawczy C (CC) powinien być porównywany z przykładami 6-8 według niniejszego wynalazku, ponieważ wszystkie mają taką samą ilość łącznego żelaza.

Substancje w zestawach w przykładach 1-8 (poza bazowym zestawem)

Związek	CA	Prz. 1	Prz. 2	Prz. 3	CB	Prz. 4	Prz. 5	CC	Prz. 6	Prz. 7	Prz. 8
Fe2O3:	0,102	0,102	0,102	0,102	0,09	0,09	0,09	0,033	0,033	0,033	0,033
Er2O3:	0	0,06	0,08	0,110	0,086	0,08	0	0	0,10	0,09
CeO2:	0	0,035	0,035	0,035	0	0,066	0,06	0	0,08	0,10	0,09
Nd2O3:	0	0	0	0	0	0	0	0,02	0,02	0,03	0,025

Zestawy stapiano i formowano szkło stosując znane techniki. Charakterystyki słoneczne powstałych przykładowych szkieł były jak podano w tablicy poniżej, przy poniższych pomiarach wykonywanych po stopieniu i uformowaniu szkła. Należy zauważyć, że Lta (przepuszczalność światła widzialnego w %), przepuszczalności UV w %, i %TS mierzono stosując obserwatora Ill. C, 2°, podczas gdy współrzędne kolorów dla przepuszczania L*, a* i b* (CIE) mierzono stosując obserwatora Ill. D65, 10°. Ponadto, Dom. λ oznacza dominującą długość fali, i Pe oznacza czystość wzbudzenia. Wszystkie próbki szkła miały grubość około 0,219 cali (5,5-5,6 mm).

Charakterystyka szkieł z przykładów 1-8

Cecha	CA	Prz. 1	Prz. 2	Prz. 3	CB	Prz. 4	Prz. 5	CC	Prz. 6	Prz. 7	Prz. 8
% Lta	88,4	88,0	87,7	86,2	88,8	89,7	89,4	88,0	89,6	89,0	88,5
% UV	74,5	68,9	74,8	73,6	76,9	65,9	66,4	76,2	65,9	63,2	63,6
% TS	79,6	83,1	81,3	79,8	79,2	84,5	84,0	79,5	84,9	86,0	84,9
FeO (% wag.)	0,0232	0,011	0,0177	0,0191	0,0254	0,009	0,0104	0,023	0,0079	0,0042	0,0065
Dom. λ (nm)	498	562	487	487	493	573	564	492	537	566	581
Pe %	0,64	0,37	0,24	0,22	0,9	0,48	0,27	0,96	0,25	0,07	0,07
L*	95,5	95,2	95,1	94,4	95,7	95,8	95,7	93,6	95,9	95,6	95,4
A*	-1,54	-0,34	-,018	-0,15	-1,49	-0,1	-0,21	-1,41	-0,72	0,009	-0,05
B*	0,24	0,51	-0,12	-0,11	-0,15	0,58	0,39	-0,29	0,47	0,11	0,14

Można zauważyć na podstawie powyższego, że szkła według różnych odmian niniejszego wynalazku (Przykłady 1-8) dają jedną lub większą liczbę następujących przykładowych korzyści względem szkieł z przykładów porównawczych (CA, CB, i CC): (i) szkła według przykładów 1-8 mają bar8

PL 213 977 B1 dziej neutralne zabarwienie niż odpowiednie szkła z przykładów porównawczych CA, CB i CC (należy zauważyć, że przykłady porównawcze nie obejmują erbu lub ceru); (ii) szkła według przykładów 1-8 zawierają mniej FeO (to jest, mniej żelaza w stanie dwuwartościowym) niż szkła z odpowiednich przykładów (CA, CB i CC), nawet jeśli odpowiednie porównywane szkła z przykładów i przykładów porównawczych zawierały taką samą ilość łącznego żelaza; i/lub (iii) szkła według przykładów 1-8 miały niższą czystość wzbudzenia (Pe) niż szkła z odpowiednich przykładów porównawczych CA, CB i CC. Wysoka przepuszczalność światła widzialnego (Lta) utrzymywała się w przykładach 1-8.

Co do zabarwienia, można zauważyć np. że szkło z przykładu 1 cechowało się znacznie bardziej neutralnym kolorem a* niż CA (to jest, a* było bliższe zeru w przykładzie 1 niż w CA); por. a* = -0,34 z przykładu 1 z a*= -1,54 z przykładu porównawczego A (CA). W podobny sposób można zauważyć np. że szkło z przykładu 4 miało znacznie bardziej neutralny kolor a* niż CB (to jest, a* było bliższe zeru w przykładzie 4 niż w CB); por. a* = -0,1 z przykładu 4 z a* = -1,49 z przykładu porównawczego B (CB). W podobny sposób można zauważyć np. że szkło z przykładu 7 miało znacznie bardziej neutralny kolor a* niż CC (to jest, a* bliższe zeru w przykładzie 7 niż w CC); por. a* = 0,09 z przykładu 7 z a* = -1,41 z przykładu porównawczego C (CC). Polepszone neutralne zabarwienie z przykładowych odmian niniejszego wynalazku jest wynikiem unikalnych kombinacji substancji użytych w szkłach według przykładowych odmian niniejszego wynalazku.

Należy zauważyć, że w każdym z przykładów 1-8 powyżej, w pewnych odmianach niniejszego wynalazku tlenek ceru można zastąpić azotanem sodu (patrz ilości w tablicach 4-6 powyżej). Pewne przykłady według innych odmian niniejszego wynalazku przedstawiono poniżej (takie samo bazowe szkło jak powyżej dla innych przykładów), gdzie przykłady 10-11 wykorzystują azotan sodu użyty zamiast lub poza tlenkiem ceru. Należy zauważyć, że przykłady 9-11 różnią się od przykładów 1-8 powyżej tym, że w przykładach 9-11 każda próbka szkła miała grubość tylko 0,161 cala (4,089 mm).

Substancje w zestawach w przykładach 9-11 (poza bazowym zestawem)

Związek	Prz. 9	Prz. 10	Prz. 11
Fe2O3:	0,054	0,055	0,048
E^Oa:	0,06	0	0
CeO2:	0,06	0,09	0
NaNOa:	0	0,5	0,78
M2O3:	0	0	0

Powyższe zestawy stapiano i formowano szkło stosując znane techniki. Charakterystyki słoneczne powstałych przykładowych szkieł były jak podano w tablicy poniżej, przy pomiarach wykonywanych po stopieniu i uformowaniu szkła.

Charakterystyka szkieł z przykładów 9-11

Cecha	Prz. 9	Prz. 10	Prz. 11
% Lta	90,43	91,32	90,75
% UV	71,81	72,63	77,73
% TS	87,78	90,54	88,14
FeO (% wag.)	0,0031	0,0007	0,0048
Dom. λ (nm)	578	570	566
Pe %	0,63	0,41	0,53
L*	96,11	96,52	96,29
a*	0,09	-0,18	-0,36
b*	0,67	0,5	0,67

Podobnie jak i w poprzednich przykładach, można zauważyć, że szkła z przykładów 9-11 mają polepszone zabarwienie (bardziej neutralne) i wysoką przepuszczalność światła widzialnego względem przykładów odniesienia, aczkolwiek zmniejszoną grubość. Należy zauważyć, że w przykładach

9-11 zastosowano mniejszą ilość łącznego żelaza niż w przykładach 1-8. Przykłady 9-11 pokazują, że

PL 213 977 B1 zgodnie z pewnymi przykładowymi odmianami wynalazku, szkło może nawet mieć przepuszczalność światła widzialnego co najmniej 90% przy grubości odniesienia około 0,161 cala (4,089 mm).

Terminy i cechy przepuszczalności światła nadfioletowego (% UV), dominującej długości fali, i czystości wzbudzenia (to jest % czystości, lub Pe) są terminami dobrze zrozumiałymi w dziedzinie, jak również techniki ich pomiaru. Takie terminy stosuje się w niniejszym opisie, zgodnie z ich dobrze znanym znaczeniem, np., patrz amerykański opis patentowy nr US 5308805. W szczególności, przepuszczalność nadfioletu (% UV) mierzy się stosując Parry Moon Air Mass = 2 (300-400 nm włącznie, całkowane zgodnie z zasadą Simpsona w przedziałach 10 nm). Dominującą długość fali (DW) oblicza się i mierzy zwyczajowo zgodnie z wymienioną publikacją CIE 15.2 (1986) i normą ASTM: E 308-90. Termin dominująca długość fali obejmuje rzeczywiście mierzoną długość fali i, jeśli ma to zastosowanie, jej obliczone uzupełnienie. Czystość wzbudzenia (Pe lub % czystość) mierzy się zwyczajowo zgodnie z publikacją CIE 15.2 (1986) i normą ASTM: E 308-90.

Po zapoznaniu się z powyższym opisem dla specjalisty będzie oczywiste wiele innych cech, modyfikacji i ulepszeń. Takie cechy, modyfikacje i ulepszenia są więc uważane za część wynalazku, którego zakres jest określany następującymi zastrzeżeniami.

Claims

1. Szkło float zawierające:

SiO2 67-75% wagowych,

Na2O 10-20% wagowych,

CaO 5-15% wagowych,

MgO 0-5% wagowych,

AI2O3 0-5% wagowych,

K2O 0-5% wagowych, znamienne tym, że zawiera ponadto:

2. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera ponadto od 0,005 do 0,15% tlenku neodymu.

3. Szkło według zastrz. 2, znamienne tym, że zawiera ponadto od 0,010 do 0,050% tlenku neodymu.

4. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że posiada wartość redoks (FeO/Fe2O3) <= 0,20.

5. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że posiada wartość redoks (FeO/Fe2O3) <= 0,15.

6. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że posiada wartość redoks (FeO/Fe2O3) <= 0,13.

7. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera ponadto 0,020% lub mniej FeO.

8. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera ponadto 0,015% lub mniej FeO.

9. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera ponadto 0,011% lub mniej FeO.

10. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że wykazuje przepuszczalność światła widzialnego co najmniej 80%.

11. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że wykazuje przepuszczalność światła widzialnego co najmniej 85%.