PT688741E - Composicao de vidro claro destinado a fabricacao de vidracas - Google Patents

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Description

DESCRIÇÃO EPÍGRAFE : “COMPOSIÇÃO DE VIDRO CLARO DESTINADO À FABRICAÇÃO DE VIDRAÇAS” A presente invenção diz respeito a uma composição de vidro silico-sodo-cálcica apta para a realização de vidraças susceptíveis de serem utilizadas no domínio arquitectural ou na industria automóvel. A composição de acordo com a invenção é particularmente adaptada para ser colocada sob a forma de uma tira de vidro segundo a técnica do vidro flotté.
As composições de vidro silico-sodo-cálcicas utilizadas na técnica depois de numerosos anos caracterizam-se pelas variações muito fracas em relação a um vidro médio cuja composição seguinte, expressa em percentagens ponderais, é bem representativa:
Si02 73.08 AI203 0,11 CaO 8,94 MgO 3,88 Na20 13,68 K20 0,02 Fe203 0,12 S03 0,23 1
Este vidro, que caracteriza-se nomeadamente por um fraco teor em óxidos de ferro, permite realizar folhas de vidro cujo factor de transmissão luminoso global sob iluminante A (TLA) pode ser particularmente elevado. Esta característica é procurada durante a fabricação de vidraças destinadas a serem montadas sobre veículos automóveis ou a serem instaladas sobre as construções. O ferro, tradicionalmente expresso por Fe203, é repartido no vidro sob a forma de óxidos férricos e ferrosos pois as concentrações respectivas são função do grau de óxido-redução do vidro ; a presença de óxido férrico permite absorver as radiações ultravioletas e aquelas que possuem curtos comprimentos de onda na parte visível do espectro ; a presença de óxido ferroso permite absorver as radiações próximo do infravermelho e aquelas correspondendo aos grandes comprimentos de onda de domínio visível. Este último fenómeno de absorção tem por efeito reduzir o factor de transmissão energético global (TE). Estes óxidos de ferro, em particular FeO, contribuem para a coloração do vidro.
Uma vidraça realizada com um vidro do tipo mencionado mais acima apresenta, para uma forte espessura, uma coloração não negligenciável apesar do fraco teor em óxidos de ferro. A presente invenção tem por objecto uma composição de vidro silico-sodo-cálcica que permite realizar vidraças apresentando, para um teor em ferro idêntico, nomeadamente sob a forma FeO, para a mesma espessura, uma coloração mais 2 fraca que aquela dos vidros conhecidos e uma melhor absorção das radiações infravermelhas. A presente invenção tem nomeadamente por objecto uma composição de vidro apresentando uma coloração cinzenta ou bronze e cujo factor de transmissão luminoso sob iluminante A é elevado.
Estes objectivos são atingidos graças a uma composição de vidro silico-sodo-cálcica que compreende os constituintes abaixo indicados, segundo os teores, expressos em percentagens ponderais, definidos pelos limites seguintes :
Si02 69 a 75 % AI203 0 a 3 % B203 0 a 5 % CaO 2 a 10% MgO <2 % Na20 9 a 17% K20 0 a 8 % Se 0 a 0,002 % CoO 0 a 0,001 % Cr203 0 a 0,001 % com 0,02 % < F β2θ3 (total) < 0,2 % esta composição desprovida de óxido de estroncio mas sendo susceptível de conter igualmente até 2 % de fluor, até 3 % de óxido de zinco, até 1,5 % de óxido de zircónio 3
e até pelo menos de 4% de óxido de bário, a soma das percentagens dos óxidos alcalino-terrosos permanecendo igual ou inferior a 10 %. O teor e a natureza de cada um dos constituintes entrando na composição dos vidros de acordo com a invenção, comentados acima, permitiram obter vidros que, apresentando as propriedades requeridas para fabricar as vidraças a partir de folhas cortadas numa tira de vidro flotté, caracterizam-se por um deslocamento do máximo da banda de absorção de FeO para os grandes comprimentos de onda. A sílica é mantida em limites relativamente restritos pelas razões seguintes : acima de aproximadamente 75 %, a viscosidade do vidro e a sua aptidão na desvitrificação aumentam fortemente o que torna bastante mais difícil a sua fusão e a sua escorrencia sobre um banho de estanho, abaixo de 69 %, a resistência hidrolítica do vidro diminui muito rápidamente e a transmissão no visível diminui igualmente.
Esta diminuição da resistência hidrolítica do vidro pode ser compensada, pelo menos em parte, pela introdução de AL2O3, mas este óxido contribui para o aumento da sua viscosidade e para uma diminuição da transmissão no visível; ele não pode pois ser utilizado senão em quantidade muito limitada.
Os óxidos alcalinos Na20 e K20 permitem facilitar a fusão do vidro e ajustar a sua viscosidade às temperaturas elevadas afim de os manter próximo daquela de um vidro Standard. K20 pode ser utilizado até aproximadamente 8 %. Acima desta percentagem, o aumento do custo da composição torna-se uma desvantagem 4 económica. Por outro lado, o aumento da percentagem de K2O não se pode fazer, para 0 essencial, senão em detrimento de Na20 0 que pode contribuir para 0 aumento da viscosidade. Todavia, em condições determinadas, a presença de K20 permite aumentar a absorção do vidro no infravermelho. A soma dos teores ponderais de Na20 e K20 é, de preferência, superior a 15 %.
Os óxidos alcalino-terrosos desempenham um papel determinante na obtenção das propriedades dos vidros da presente invenção.
Foi com efeito descoberto que a limitação do teor em MgO a uma percentagem inferior a 2 % e, de preferência, inferior a 1 %, até mesmo a sua supressão nos vidros da invenção, tem nomeadamente por efeito deslocar a banda de absorção devido ao FeO para os grandes comprimentos de onda. A supressão total de MgO, que desempenha um papel importante sobre a viscosidade pode ser compensada, pelo menos em parte, por o aumento de Na20. Assim quando 0 teor em MgO é nulo, a soma dos teores ponderais de Na20 e K20 é, de preferência, superior a 15 % em peso.
CaO deve ser limitado a 10 % ; acima, a aptidão do vido na desvitrificação aumenta muito rápidamente.
BaO, que permite o aumento da transmissão luminosa, pode ser acrescentado às composições segundo a invenção em teores inferiores a 4 %. Com efeito, BaO tem uma influência bastante mais fraca que MgO e CaO sobre a viscosidade do vidro. No
quadro da invenção, o aumento de BaO faz-se essencialmente em detrimento dos óxidos alcalinos, de MgO e sobretudo de CaO. Todo o aumento importante de BaO contribui pois para aumentar a viscosidade do vidro, nomeadamente nas baixas temperaturas. O acréscimo, a introdução de uma percentagem elevada de BaO aumenta sensivelmente o custo da composição e a tendência para reduzir a resistência hidrolitica do vidro. Quando os vidros da invenção contêm óxido de bário, a percentagem desse óxido é, de preferência, compreendida entre 0,5 e 3,5 % em peso.
Além do respeito dos limites definidos precedentemente para a variação do teor de cada óxido alcalino-terroso, é imperativo, para obter as propriedades de transmissão procuradas, limitar a soma das percentagens de MgO, CaO e BaO a um valor igual ou inferior a 10 %. De notar que por razões essencialmente económicas os vidros de acordo com a invenção são totalmente desprovidos de óxido de estrôncio.
Os vidros de acordo com a invenção podem conter igualmente fluor, de preferência entre 0,5 e 2 % em peso. Além disso a sua acção bem conhecida sobre a fusão e a viscosidade do vidro, este constituindo-se num efeito específico sobre a absorção das radiações infravermelhas, efeito que se adiciona ao efeito produzido pela supressão de MgO e a introdução de K2O e BaO. Este efeito traduz-se por uma ligeira deslocação do máximo da banda de absorção de FeO para infravermelho, mas sobretudo por um endireitamento da pendente da dita banda na extremidade do domínio do visível próximo do infravermelho. 6
Os vidros de acordo com a invenção podem também conter óxido de zinco. Este óxido permite diminuir a viscosidade do vidro, se necessário, e contribui para aumentar a resistência hidrolitica do vidro e para diminuir a sua aptidão na desvitrificação. É a razão pela qual ZnO é introduzido de preferência nos vidros segundo a invenção contendo uma percentagem elevada de sílica e/ou não contendo alumínio. O óxido de zinco pode ser também vantajosamente acrescentado na mistura vitrificável que será utilizada para elaborar um vidro reduzido. Este óxido permite evitar o aparecimento de uma cor âmbar, devido à formação de sulfuretos de ferro, que se pode produzir neste tipo de vidro. Assim, o óxido de zinco pode ser introduzido nos vidros de acordo com a invenção à proporção de pelo menos 0,05 % quando a relação FeO/Fe203 (total) é igual ou superior a aproximadamente 0,4. Afim de não elevar excessivamente o custo da composição, o teor em ZnO não excede aproximadamente 3 % em peso.
Os vidros de acordo com a invenção podem igualmente conter óxido de zircónio. Este óxido permite estabilizar o vidro e melhorar a resistência química do vidro, em particular a sua resistência hidrolitica. Este óxido é introduzido, de preferência, nos vidros segundo a invenção contendo pouco ou nenhum alumínio em teores que podem atingir 1,5 % em peso.
Os vidros de acordo com a invenção podem igualmente conter até 1 % de outros constituintes levados por impurezas das matérias primárias vitrificáveis e/ou pelo facto da introdução de cálcio na mistura vitrificável e/ou provindo da utilização de agentes de afinação (S03.CI, Sb203, AS2O3).
Os vidros de acordo com a invenção apresentam uma coloração bronze compreendendo geralmente selénio e cobalto. Eles caracterizam-se por comprimentos de onda dominantes, sob iluminante C, superiores a aproximadamente 565 nanometros.
Os vidros de acordo com a invenção apresentam uma tonalidade cinzenta compreendendo geralmente selénio assim como óxido de cobalto e óxido de cromo. Eles caracterizam-se por comprimentos de onda dominantes, sob iluminante C, inferiores a aproximadamente 560 nanometros.
Os vidros de acordo com a invenção podem ser elaborados em condições que permitem atingir o grau de óxido-redução desejado. Assim, os vidros de acordo com a invenção podem ser elaborados utilizando agentes de afinação conhecidos, tais como os sulfatos, os seus redox sendo inferiores a 0,35 e geralmente compreendidos entre 0,2 e 0,3. É o caso, nomeadamente dos vidros contendo selénio.
Eles podem ser também elaborados nas condições descritas, por exemplo, pela patente EP-B-297 404 e apresentar um redox superior a 0,4 ou 0,5 ; o redox dos vidros de acordo com a invenção fica todavia inferior a 0,8. O teor e a natureza de cada um dos constituintes entrando na composição dos vidros de acordo com a invenção, principalmente os óxidos alcalino-terrosos, permitindo obter vidros cuja absorção próxima do infravermelho é modificada graças a um deslocamento para os grandes comprimentos de onda do máximo da banda de absorção de FeO neste domínio espectral. Este deslocamento é acompanhado sempre de um aumento de intensidade desta banda de absorção e/ou do seu alargamento. Este deslocamento tem por efeito não unicamente aumentar a absorção no infravermelho dos vidros de acordo com a invenção, mas igualmente atenuar a coloração provocada por FeO. Este fenómeno permite assim elaborar vidros mais débilmente coloridos sob uma espessura determinada que os vidros habituais para taxas de ferro idênticas, quer dizer para qualidade de matérias primárias vitrificáveis comparáveis. Ele permite, dado o caso, elaborar vidros apresentando a mesma coloração que os vidros habituais sob uma espessura determinada mas com um teor em ferro mais elevado, quer dizer com matérias primárias vitrificáveis menos puras. Graças a este fenómeno uma absorção não desprezável das radiações infravermelhas e fraca coloração do vidro são obtidas quando o teor em ferro total dos vidros de acordo com a invenção, expresso sob a forma Fe2C>3, é superior a aproximadamente 0,04 % em peso.
Os vidros de acordo com a invenção caracterizam-se por um factor de transmissão luminoso global superior a 80 % sob uma espessura de 3,85 milímetros e apresentam uma relação TLA/TE igual ou superior a 1.
Os vidros de acordo com a invenção apresentam uma pureza de excitação sob iluminante C (Pc) inferior a 2 % sob uma espessura de 3,85 milímetros. Para os vidros cinzentos de acordo com a invenção, esta impureza é inferior a 1,5 % sob a mesma espessura e inferior a 1 % sob uma espessura de 3,15 milímetros. 9
As vantagens dos vidros de acordo com a invenção serão melhor percebidas através do exemplo comparativo descrito mais adiante. As duas composições de vidro mais adiante são expressas em percentagens ponderais. O vidro 1 é representativo dos vidros de tipo conhecido, nomeadamente no que diz respeito ao teor em MgO. O vidro 2 ilustra a invenção. Os factores de transmissão luminosa global sob iluminante A (TI_a) e de transmissão energética global (TE), assim como a transmissão nos infravermelhos (Tir), foram medidos segundo o método PARRY MOON MASS 2, sob uma espessura de 3,85 milímetros. Os dois vidros apresentando um teor idêntico em FeO igual a 0,028 %). 1 2 Si02 71.10 73.50 AI203 0,70 0.90 CaO 0,80 9.00 MgO 4,00 - Na20 14,30 15.80 K20 0,22 0.29 Fe203 0,10 0.10 S03 0,30 0.30 λ Feo(nm) 1020 1110 σ Feo(nm) 180 450 TI_A (%) 89,20 89,90 TLa/Te 1,03 1,05 T|R 81,80 80,50 Pc (%) 0,25 0,30 λ0 (nm) 518 541 10 I'
O deslocamento de aproximadamente 90 nanometros do comprimento de onda (λ Feo) correspondendo ao máximo da banda de absorção devido ao FeO do vidro ilustrando a invenção em relação ao vidro conhecido é acompanhado de um alargamento considerável da dita banda. A importância deste alargamento pode ser apreciada pelo afastamento (σ Feo) existente entre os dois comprimentos de onda correspondendo aos valores de transmissão superiores em 0,5 % à transmissão mínima. Além da influência sobre a coloração do vidro, esta modificação espectral provoca um ligeiro aumento da absorção nos infravermelhos dos vidros de acordo com a invenção com teor em FeO idêntico e apesar do fraco teor do dito óxido.
Os vidros de acordo com a invenção são compatíveis com as técnicas habituais de fabricação do vidro plano. A espessura da tira de vidro obtida por camada do vidro em fusão sobre um banho de estanho pode variar entre 0,8 e 10 milímetros. A vidraça obtida pelo recorte da tira de vidro pode sofrer ulteriormente uma operação de bambeamento, nomeadamente quando ela deve ser montada sobre um veículo automóvel. À semelhança das outras vidraças, as vidraças obtidas a partir dos vidros de acordo com a invenção podem ser submetidas préviamente a tratamentos superficiais ou ser associadas, por exemplo, a um revestimento orgânico tal como um filme à base de poliuretanos de propriedades anti-estilhaçamento ou um filme assegurando a impermeabilidade em caso de quebra ; ele pode ser revestido localmente de uma camada tal como uma camada de esmalte. 11
As vidraças de acordo com a invenção podem ser revestidas de pelo menos uma camada de óxido metálico obtido por depósito químico a alta temperatura segundo as técnicas de pirólise ou de depósito químico em fase vapor (CDV) ou depósito sob vácuo.
Lisboa, 20 de Março de 2000
O AGENTE OFICIAL
12

Claims (1)

  1. REIVINDICAÇÕES 1a - Composição de vidro silico-sodo-cálcica destinada nomeadamente à realização de vidraça, caracterizada pelo facto de compreender os constituintes mais adiante indicados segundo os teores, expressos em percentagens ponderais, definidos pelos limites seguintes: Si02 69 a 75 % ai2o3 0 a 3 % B203 0 a 5 % CaO 2 a 10% MgO <2% Na20 9 a 17% K20 0 a 8 % Se 0 a 0,002 % CoO 0 a 0,001 % Cr2C>3 0 a 0,001 % com 0,02 % < F 62O3 (total) < 0,2 % esta composição sendo desprovida de óxido de estrôncio mas sendo susceptível de conter igualmente até 2 % de fluor, até 3 % de óxido de zinco, até 1,5 % de óxido de zircónio e até menos de 4 % de óxido de bário, a soma das percentagens dos óxidos alcalino-terrosos permanecendo igual ou inferior a 10 %. 13 2a - Composição de vidro de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo facto de o teor em MgO ser inferior a 1 % e de preferência, ser nulo. 3a - Composição de vidro de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 e 2, caracterizada pelo facto de a soma dos teores dos óxidos alcalinos ser superior a aproximadamente 15 %. 4a - Composição de vidro de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo facto de compreender de 0,5 a 3,5 % em peso de BaO. 5a - Composição de vidro de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo facto de compreender de 0,5 a 2 % em peso de fluor. 6a - Composição de vidro de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo facto de compreender de 0,05 a 3 % em peso de ZnO. 7a - Vidraça, caracterizada pelo facto de compreender pelo menos uma folha de vidro cuja composição química é definida por uma qualquer das reivindicações precedentes, a dita folha apresentando uma espessura compreendida entre 0,8 e 10 milímetros. 14 8a - Vidraça de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo facto de compreender pelo menos uma folha de vidro, o dito vidro apresentando, sob uma espessura de 3,85 milímetros, um factor TLA pelo menos igual a 80 %. Lisboa, 20 de Março de 2000 O AGENTE OFICIAL
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