MXPA02007713A

MXPA02007713A - Composiciones de vidrio gris del tipo silico-soda-calcio.

Info

Publication number: MXPA02007713A
Application number: MXPA02007713A
Authority: MX
Inventors: Anne Berthereau
Original assignee: Saint Gobain
Priority date: 2000-02-11
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2002-10-23
Also published as: PL357444A1; WO2001058820A1; RU2002124132A; CN1203017C; EP1254079A1; BR0108199A; CA2398693A1; DE60114150T2; ES2251462T3; ATE307096T1; KR100675716B1; DE60114150D1; RU2269491C2; JP2003522706A; CA2398693C; AU3565201A; US6764973B2; EP1254079B1; CN1400956A; AU2001235652B2

Abstract

La invencion se refiere a una composicion para vidrio gris del. tipo silico- soda- calcico que tiene una transmision de luz global bajo un iluminante A (TLA) mayor de 15% para un espesor del vidrio igual a 4.85 mm, la composicion comprende los agentes colorantes siguientes en los limites de por ciento en peso siguientes: Fe2O3: 0.25-0.65 %, preferentemente 0.3-0.6% y aun mas preferentemente 0.3-0.4 %; CoO: 150-250 ppm y preferentemente > 185 ppm; NiO: 650-1000 ppm; Se < 5 ppm.

Description

COMPOSICONES DE VIDRIO GRIS DEL TIPO SILICO-SODA- CÁLCICO La invención se refiere a las composiciones de vidrio del tipo silico-soda-cálcico, diseñadas para la producción de vidrios planos. Aunque la invención no está limitada a tal aplicación, será más particularmente descrita con referencia a las aplicaciones para automóviles, especialmente ventanas laterales. El encristalado diseñado para la industria automovilística se somete a diversos requerimientos, especialmente con respecto a sus propiedades ópticas; estos requerimientos son gobernados por reglamentaciones, por ejemplo con respecto a la transmisión de luz de un parabrisas o bien con respecto a lo que se refiere al confort del usuario, por ejemplo con respecto a la transmisión de energía, o por supuesto con respecto a la apariencia estética, especialmente con respecto al color. Respecto a las ventanas laterales, los requerimientos en términos de transmisión de luz y de transmisión de energía pueden ser menos estrictos que en el caso de los parabrisas. Por otro lado, los fabricantes de automóviles imponen requerimientos en términos del color y más específicamente con respecto a la longitud de onda dominante. El color del encristalado es obtenido mediante la adición de agentes colorantes en las materias primas encaminadas para ser fundidas con el fin de producir la matriz del vidrio. Estos agentes colorantes son, por ejemplo, hierro, selenio, níquel, cromo, cobalto, tungsteno, vanadio, cerio, etc. Algunos de estos óxidos son costosos y por esta razón son evitados, o usados en cantidades muy pequeñas; otros agentes son considerados muy contaminantes y requieren plantas de filtración las cuales, como se mencionó previamente, involucran altos costos. El selenio, las emisiones de cual hacia la atmósfera durante la fusión están entre 70 y 85%, viene a estar en esta última categoría y se considera que es muy contaminante. Además, es muy difícil controlar su química debido a la existencia de diversos estados de oxidación del selenio en un vidrio. Además, para producir vidrio gris, es normal practicar el usar selenio. Las plantas de fusión por lo tanto están provistas con sistemas de filtración específicos para este elemento, con el fin de prevenir la contaminación de la atmósfera, lo que las hace caras para producir estas composiciones.

Los inventores de este modo se dieron a la tarea de diseñar composiciones de vidrio gris del tipo silico-soda-cálcico que tienen una transmisión de luz total ba o iluminante A (TLA) mayor de 15% para un espesor de 4.85 mm, la producción, y especialmente la fusión, de la cual es menos cara ,que las soluciones conocidas, y los riesgos de contaminación, especialmente debidos al selenio, son eliminados. Este objetivo ha sido logrado de acuerdo a la invención por una composición de vidrio gris del tipo silico-soda-cálcico que tiene una transmisión de luz total bajo iluminante A (TLA) mayor de 15% para un espesor de 4.85 mm y que tiene los agentes colorantes dados más adelante dentro de los siguientes límites de peso: Fe203 0.25 - 0.7% CoO 150 - 250 ppm y preferentemente > 185 ppm NiO 650 - 1000 ppm Se < 5 ppm en donde Fe203 es el hierro total . Los inventores de este modo han sido capaces de determinar nuevas composiciones de vidrio gris que pueden ser producidas de manera relativamente barata, y el riesgo de contaminación por selenio de éstas es completamente eliminado. Esto es debido a que los valores del selenio de acuerdo a la invención corresponden a los valores de impurezas que pueden ser proporcionados por ciertas materias primas. Los costos de fabricación de este modo son reducidos, ya que las plantas de filtración, tales como aquellas descritas anteriormente, que son frecuentemente caras, no son necesarias de acuerdo a la invención. El contenido de NiO es preferentemente mayor de 700 ppm, y más preferentemente está entre 850 y 880 ppm. De acuerdo a una modalidad preferida de la invención, la transmisión de energía total TE es menor de 37%, preferentemente menor de 30%, y aún más preferentemente menor de 25% para un espesor de 4.85 mm. Tales requerimientos corresponden en particular a aquellos requeridos para las aplicaciones de automóviles con el fin de asegurar el confort de las personas en el compartimiento de los pasajeros. Más preferentemente todavía, la composición de vidrio tiene una redox (oxido-reducción) menor de 0.25% y preferentemente menor de 0.22%. La redox es definida por la proporción del contenido de FeO al contenido de hierro total, expresada en la forma de Fe203, el contenido es expresado como los porcentajes en peso. De acuerdo a una modalidad ventajosa de la invención, y en particular para aplicaciones del tipo de ventana lateral para automóviles, la transmisión de luz total bajo iluminante A ( A) es mayor que o igual a 20%, y preferentemente menor de 25%. Los vidrios grises de acuerdo a la invención ventajosamente tienen una longitud de onda dominante bajo iluminante C de entre 485 y 495 nm. Preferentemente, la composición de vidrio de acuerdo a la invención tiene las siguientes coordenadas colorimétricas bajo iluminante C en el sistema L*, a*, b*: L*: 53 a*: -10 a -2.5 b*: -8 a -0.5. Las coordenadas L*, a*, b*, son definidas en el sistema CIELAB en el cual L* representa la claridad, a* representa el componente cromático rojo-verde y b* representa el componente cromático amarillo-azul. De acuerdo a una primera variante de la invención, la composición de vidrio tiene las siguientes coordenadas colorimétricas bajo iluminante C: L : 53 a*: -6 a -2.5 b*: -8 a -3. De acuerdo a una segunda variante de la invención, que corresponde a las composiciones de vidrio diseñadas para la producción de encristalados que proporcionan protección de energía mejorada, la composición de vidrio tiene las siguientes coordenadas colorimétricas : L*: 53 a*: -10 a -5 b*: -8 a -0.5. De acuerdo a una modalidad preferida de la invención, la composición de vidrio comprende los constituyentes dados enseguida, dentro de los siguientes límites de peso: sio2 64 - 75 % A1203 0 - 5 % B203 0 - 5 % CaO 5 - 15 % MgO 0 - 5 % Na20 10 - 18 -1 K20 0 - 5 S Con respecto al óxido Mgo, de acuerdo a una primera modalidad de la invención, su contenido es ventajosamente mayor de 2%, en particular por razones económicas . De acuerdo a otra modalidad, su contenido es menor de 2%; se ha mostrado que tal contenido de MgO caracteriza la composición de acuerdo a la invención por un desplazamiento del máximo de la banda de absorción de FeO a longitudes de ondas mayores. La limitación de la cantidad de MgO a 2% y, preferentemente, su eliminación en los vidrios de la invención, como adición intencional, hacen posible la capacidad de absorbencia de rayos infrarrojos del vidrio a ser efectivamente incrementada. La completa eliminación de MgO, que juega un papel importante con respecto a la viscosidad, puede ser al menos parcialmente compensada por un incremento en el contenido de Na20 y/o Si0 . El BaO, que permite la transmisión de luz a ser incrementada, puede ser agregado a las composiciones de acuerdo a la invención en un contenido menor del 4%. Esto es debido a que el BaO tiene un efecto más débil sobre la viscosidad del vidrio que el MgO y el CaO. Dentro del contexto de la invención, el incremento en BaO es esencialmente en detrimento de los óxidos de metal alcalino, de MgO y sobre todo de CaO. Cualquier incremento significativo en BaO por lo tanto ayuda a incrementar la viscosidad del vidrio, especialmente a bajas temperaturas. Además, la introducción de una gran cantidad de BaO eleva el costo de la composición notablemente. Cuando los vidrios de la invención contienen óxido de bario, la cantidad de este óxido está preferentemente entre 0.5 y 3.5 % en peso. Aparte de cumplir con los límites anteriormente mencionados en el caso de la variación del contenido de cada óxido de metal alcalinotérreo, es preferible para obtener las propiedades de transmisión deseadas, limitar la suma de las cantidades de MgO, CaO y BaO a un valor igual o menor que 13%. Cuando la intención es producir vidrios coloreados, las composiciones de vidrio pueden también incluir uno o más agentes coloreantes como Ce02, Ti02/ Cra.03, V205, W03, La203, etc. Los vidrios de acuerdo a la invención pueden también contener hasta 1% de otros constituyentes proporcionados por las impurezas de las materias primas del vidrio y/o de la incorporación de vidrio de desecho en la mezcla para vidrio y/o proveniente del uso de agentes de refinación (S03, Cl, Sb203, As203) . Para facilitar la fusión, y especialmente para hacer a esta última mecánicamente benéfica, la matriz tiene ventajosamente una temperatura que corresponde a una viscosidad ? tal que log? = 2, menor de 1500°C. Más preferentemente aún, y especialmente cuando se produce el sustrato de una tira de vidrio obtenida utilizando la técnica de "flotación" , la matriz tiene una temperatura que corresponde a la viscosidad ?, expresada en poises, tal que log? = 3.5, Tlog? = 3.5 y una temperatura de líquido Taq que satisface la relación: T(log? = 3.5) - Tliq >20°C y preferentemente la relación: T(log? = 3.5) - T?iq >50°C. Con el fin de que las ventajas de la presente invención sean más completamente apreciadas, se dan en seguida ejemplos de composiciones de vidrio y sus propiedades . .Fueron producidas diversas series de vidrios a partir de las composiciones dadas en las tablas siguientes. Todos estos vidrios fueron producidos bajo condiciones de oxidación-reducción aproximadamente idénticas; su oxidación-reducción está entre 0.18 y 0.22. Estas tablas también indican los valores de las siguientes propiedades, medidas para espesor de 4.85 mm: -^ el factor de transmisión de luz total bajo iluminante A (TLA) entre 380 y 780 nm; -^ El factor de transmisión de energía total TE integrado entre 295 y 2500 nm de acuerdo al estándar Parry Moon Mass 2; --* Las coordenadas colorimétricas a*, b*, L*, bajo iluminante C; -^ La longitud de onda dominante bajo iluminante C; -> La pureza bajo iluminante C. Cada una de las composiciones ilustradas en las tablas fue producida a partir de la siguiente matriz de vidrio, el contenido de la cual se expresa en porcentajes en peso, el contenido de sílice está corregido con el fin de acoplarlo con el contenido de los agentes coloreantes agregados : Si02 71.00% A1203 0.70% CaO 8.90% MgO 3.80% Na20 14.10% K20 0.10% Las temperaturas correspondientes a las viscosidades, expresadas en poises, tal que log? = 2 y log? = 3.5, Tlog2 y Tlog3.5, y la temperatura del líquido Tu-, son idénticas para todos los vidrios, éstos fueron producidos a partir de la misma matriz de vidrio, y son los siguientes: El primer vidrio, denominado R, es un vidrio de referencia cuya composición es estándar para encristalado diseñado para automóviles. Los vidrios en la primera tabla, numerados del 1 al 9, son ejemplos que fueron producidos de acuerdo a la invención y las composiciones de los cuales se "midieron. Los vidrios en la segunda tabla, numerados del 10 al, 16, se dan con sus composiciones teóricas, éstos no fueron medidos subsecuentemente; se debe entender que las pérdidas de óxidos durante la fusión son de aproximadamente 25 a 50 ppm en el caso de NiO, de 15 a 20 ppm en el caso de CoO y alrededor de 10 ppm en el caso de Cr203. t Los ejemplos 1 a 16 producidos de acuerdo a la invención muestran que es posible obtener vidrios grises que satisfacen la transmisión de luz y posiblemente los constreñimientos de energía que fueron establecidos, sin utilizar el selenio como agente colorante. Tales composiciones de vidrio por lo tanto pueden ser fundidas con costos relativamente bajos, ya que las plantas de filtración de selenio no son necesarias, y además son eliminados los riesgos de contaminación debidos a este agente.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Composición de vidrio gris del tipo silico-soda-cálcico que tiene una transmisión de luz total bajo iluminante A mayor de 15% para un espesor del vidrio igual a 4.85 mm, caracterizada porque comprende los agentes colorantes dados en seguida dentro de los siguientes límites de peso: Fe203, de 0.25 a 0.7%; CoO, de 150 a 250 ppm y preferentemente > 185 ppm; NiO, de 650 a 1000 ppm; Se < 5 ppm.

2. Composición de vidrio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque tiene una redox menor de 0.25 y preferentemente menor de 0.22.

3. Composición de vidrio de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la transmisión de energía total es menor de 37% y preferentemente menor de 25% para un espesor de 4.85 mm.

4. Composición de vidrio de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el factor de transmisión de luz total bajo iluminante A es mayor que o igual a 20% y preferentemente menor de 25%.

5. Composición de vidrio de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque tiene las coordenadas colorimétricas L*, a*, b* que ' satisfacen: L* : 53; a*: -10 a -2.5; b* : -8 a -0.5.

6. Composición de vidrio de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque tiene las coordenadas colorimétricas L*, a*, b* que satisfacen: L* : 53; a*: -6 a -2.5; b* : -6 a -3.

7. Composición de vidrio de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque tiene las coordenadas colorimétricas L*, a*, b* que satisfacen: L*: 53; a*: -10 a -5; b* : -8 a -0.5.

8. Composición de vidrio de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque comprende los constituyentes dados en seguida dentro de los siguientes límites de peso: Si02, de 64 a 75%; Al203, de 0 a 5%; B203, de 0 a 5%; CaO, de 5 a 15%; MgO, de 0 a 5%; Na20, de 10 a 18%; K20, de 0 a 5%.

9 . Composición de vidrio de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque incluye además al menos un agente colorante tal como Ce02, Ti02, Cr->03, V205, 03, La203.

10. Composición de vidrio de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la diferencia entre la temperatura que corresponde a una viscosidad ? expresada en poises, tal que log? = 3.5, y la temperatura del líquido es mayor de 20 °C y preferentemente mayor de 50 °C.

11. Composición de vidrio de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la temperatura que corresponde a una viscosidad ?, expresada en poises, tal que log? = 2 es menor de 1500°C.