PL190950B1

PL190950B1 - Zabarwione szkło zielono-szare sodowo-wapniowe

Info

Publication number: PL190950B1
Application number: PL327003A
Authority: PL
Inventors: Marc Foguenne; Camilie Dupont
Original assignee: Glaverbel
Priority date: 1997-06-25
Filing date: 1998-06-24
Publication date: 2006-02-28
Also published as: JP4169394B2; EP0887320B1; US6335299B1; BR9802581A; EP0887320A1; LU90084B1; DE69830101D1; ID20580A; JPH1171131A; CZ296734B6; PL327003A1; ES2242989T3; CZ203298A3; DE69830101T2; PT887320E; RU2198145C2

Abstract

1. Zabarwione szklo zielono-szare sodowo-wapniowe, zawierajace podstawowe skladniki tworza- ce szklo w procentach wagowych: Na 2 O 10 do 20% CaO 0 do 16% SiO 2 60 do 75% K 2 O 0 do 10% MgO 0 do 10% Al 2 O 3 0 do 5% BaO 0 do 2% BaO + CaO + MgO 10 do 20% K 2 O + Na 2 O 10 do 20% i srodki barwiace, znamienne tym, ze posiada czystosc pobudzenia P ponad 5% i wykazuje dla iluminanta A i przy grubosci szkla 4 mm transmisje swiatla TLA4 wieksza od 30%, selektywnosc SE4 wieksza od 1,55 i transmisje promieniowania nadfioletowego TUV4 mniejsza od 10% oraz, ze zawiera nastepujace srodki barwiace w procentach wagowych, przy czym calkowita ilosc zelaza jest wyrazona w postaci Fe 2 O 3 : Fe 2 O 3 0,9-1,8% FeO 0,25-0,4% Co 0,0010-0,0100% Cr 2 O 3 0-0,0240% V 2 O 5 0-0,2%. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zabarwione szkło sodowo-wapniowe, ciemnozielone o odcieniu szarym, złożone z podstawowych składników, tworzących szkło i środków barwiących.

Wyrażenie szkło sodowo-wapniowe stosuje się tu w szerokim sensie i dotyczy każdego szkła, które zawiera następujące składniki w procentach wagowych:

Na2O	10-20%
CaO	0-16%
SiO₂	60-75%
K2O	0-10%
MgO	0-10%
Al2O3	0- 5%
BaO	0- 2%
BaO + CaO + MgO	10-20%
K2O + Na2O	10-20%
Ten typ szkła znajduje bardzo szerokie zastosowanie w dziedzinie oszkleń np. budynków lub

samochodów. Produkuje się je powszechnie w postaci wstęgi w procesie wyciągania lub spławiania. Taką wstęgę można pociąć na tafle, które następnie można giąć lub poddawać traktowaniu wzmacniającemu właściwości mechaniczne, np. hartowaniu termicznemu.

Gdy mówi się o optycznych właściwościach tafli szkła, na ogół potrzeba sprowadzić te właściwości do standardowego iluminanta. Stosuje się tutaj dwa standardowe iluminanty. Iluminant C i iluminant A są określone przez Międzynarodową Komisję Oświetleniową (C.I.E). Iluminant C przedstawia przeciętne światło dzienne o temperaturze koloru 6427°C. Jest on zwłaszcza przydatny do oceny właściwości optycznych oszkleń przeznaczonych do budynków. Iluminant A oznacza promieniowanie promiennika Plancka o temperaturze około 2583°C. Iluminant ten przedstawia światło emitowane przez reflektory samochodu i jest zasadniczo przeznaczony do oceny właściwości optycznych oszkleń do samochodów. Międzynarodowa Komisja Oświetleniowa opublikowała również dokument zatytułowany „Kolorymetria, oficjalne zalecenia C.I.E.” (maj 1970), który opisuje teorię, według której tak są określone współrzędne kolorymetryczne światła o każdej długości fali widma widzialnego, aby można było je przedstawić na diagramie o osiach prostopadłych x i y, zwanym diagramem trichromatycznym C.I.E. Ten trichromatyczny diagram pokazuje charakterystyczne miejsce światła o każdej długości fali, wyrażonej w nanometrach, widma widzialnego. Miejsce to nazwano locus widma i światło, którego współrzędne mieszczą się w tym locusie widma, jest uważane za posiadające 100% czystości pobudzenia odpowiedniej długości fali. Locus widma jest zamknięty linią zwaną prostą barw purpurowych, łączącą punkty locusa widma, których współrzędne odpowiadają długości fali 380 nm (fiolet) i 780 nm (czerwień). Powierzchnia zawarta między locusem widma i prostą barw purpurowych jest powierzchnią dostępną dla współrzędnych trichromatycznych każdego światła widzialnego. Współrzędne światła emitowanego np. przez iluminant C odpowiadają x = 0,3101 i y = 0,3162. Taki punkt C jest uważany za charakterystyczny dla światła białego i z tego względu ma czystość pobudzenia równą zero dla każdej długości fali. Można prowadzić linie od punktu C do locusa widma przy każdej żądanej długości fali i każdy punkt położony na tych liniach może być określony nie tylko przez swe współrzędne x i y, ale też w zależności od długości fali, odpowiadającej linii, na której się znajduje i od swej odległości od punktu C, stanowiącej całkowitą długość linii, odpowiadającej długości fali. Stąd barwę światła przepuszczonego przez taflę zabarwionego szkła można opisać długością jego dominującej fali i jego czystością pobudzenia wyrażoną w procentach.

Z tego wzglę du współrzę dne C.I.E. ś wiatła przepuszczonego przez taflę zabarwionego szkła będą zależały nie tylko od składu szkła, ale też od jego grubości. W niniejszym opisie oraz w zastrzeżeniach wszystkie wartości czystości pobudzenia P, długości dominującej fali λο światła przepuszczonego i współczynnika transmisji światła dla szkła (TLC5) są obliczone ze specyficznych wewnętrznych transmisji spektralnych (TSE) tafli szkła o grubości 5 mm. Specyficzna wewnętrzna transmisja spektralna tafli szkła zależy jedynie od absorpcji szkła i może być wyrażona prawem Lamberta-Beera:

TSF = e^-EA\ gdzie Α_λ jest współczynnikiem absorpcji szkła (w cm^-1) o rozważanej długości fali i grubości szkła E (w cm). W pierwszym przybliżeniu TSL można również przedstawić wzorem:

(I3 + R2)/(I1 - R1)

PL 190 950 B1 gdzie I1 jest natężeniem światła widzialnego, padającego na pierwszą powierzchnię tafli szkła, R1 jest natężeniem światła widzialnego odbitego przez tę powierzchnię, I3 jest natężeniem światła widzialnego, przepuszczonego przez drugą powierzchnię tafli szkła i R2 jest natężeniem światła widzialnego odbitego do wewnątrz tafli przez tę drugą powierzchnię.

W opisie oraz w zastrzeż eniach stosuje się też :

- całkowitą transmisj ę ś wietlną dla iluminanta A (TLA) mierzoną dla gruboś ci 4 mm (TLA4). Ta całkowita transmisja jest wynikiem całkowania między długościami fal od 380 do 780 nm wyrażenia: ΣΤ_λ · Ε_λ · S^E, · S,, w którym Τ_λ jest transmisją przy długości fali λ, Ε_λ jest rozkładem spektralnym iluminanta A i S, jest wrażliwością normalnego oka ludzkiego w zależności od długości fali λ,

- całkowitą transmisję energetyczną (TE), mierzoną dla grubości 4 mm (TE4). Ta całkowita transmisja jest wynikiem całkowania między długościami fal od 300 i 2150 nm wyrażenia: ΣΤ_λ · E,^E,, w którym E, jest energetycznym rozkładem spektralnym słońca przy 30° powyżej horyzontu,

- selektywność (SE), mierzoną stosunkiem całkowitej transmisji świetlnej dla iluminanta A do całkowitej transmisji energetycznej (TLA/TE),

- całkowitą transmisję w nadfiolecie, mierzoną dla grubości 4 mm (TUV4). Ta całkowita transmisja jest wynikiem całkowania między długościami fal od 280 do 380 nm wyrażenia: ΣΤ_λ · υ_λ/Συ_λ, w którym U, jest rozkładem spektralnym promieniowania nadfioletowego, przechodzącego przez atmosferę, określonym w normie DIN 67507.

Niniejszy wynalazek dotyczy w szczególności szkła zielonego o odcieniu szarawym. Gdy krzywa transmisji substancji przezroczystej nie zmienia się praktycznie w zależności od długości fali w zakresie widzialnym, substancja ta jest sklasyfikowana jako „szara obojętna”. W systemie C.I.E. nie posiada ona dominującej długości fali i jej czystość pobudzenia jest zerowa. W szerszym znaczeniu, za szare uważa się ciało, którego krzywa spektralna jest względnie płaska w zakresie widzialnym, ale jednak wykazuje słabe pasma absorpcji, pozwalające na określenie długości dominującej fali i czystości małej, ale nie zerowej. Zielone szkło o odcieniu szarym według wynalazku ma korzystnie długość dominującej fali między 480 i 550 nm.

Szkła zielone wybiera się generalnie ze względu na ich właściwości ochronne wobec promieniowania słonecznego i znane jest ich użycie w budynkach. Szkła zielone są też stosowane w architekturze oraz do częściowego szklenia pewnych pojazdów lub przedziałów kolejowych. Aby ochronić ich wnętrze przed spojrzeniami, stosuje się zasadniczo szkło bardzo ciemne.

Niniejszy wynalazek dotyczy szkła ciemnozielonego o odcieniu szarym, wysoce selektywnego, specjalnie dostosowanego do użytkowania w postaci oszklenia samochodu i w szczególności jako oszklenie tylne boczne i tylne okno nadwozia.

Szkła o wysokiej selektywności wykazują generalnie silną absorpcję promieniowania podczerwonego, co czyni trudną ich produkcję w tradycyjnych piecach hut szkła.

Wynalazek dostarcza zabarwione ciemnozielone szkło sodowo-wapniowe złożone z podstawowych składników tworzących szkło i środków barwiących, charakteryzujące się tym, że zawiera mniej niż 0,4% wagowych FeO, że posiada czystość pobudzenia ponad 5% i wykazuje dla iluminanta A i dla grubości szkła 4 mm, transmisję światła (TLA4) wyższą od 30%, selektywność (SE4) wyższą od 1,55 i transmisję promieniowania nadfioletowego (TUV4) niższą od 10%.

Przedmiotem wynalazku jest zabarwione szkło zielono-szare sodowo-wapniowe, zawierające podstawowe składniki tworzące szkło w procentach wagowych:

Na2O	10 do 20%
CaO	0 do 16%
SiO₂	60 do 75%
K2O	0 do 10%
MgO	0 do 10%
Al2O3	0 do 5%
BaO	0 do 2%
BaO + CaO + MgO	10 do 20%
K2O + Na2O	10 do 20%
i środki barwiące, charakteryzujące się tym, że posiada czystość pobudzenia P ponad 5% i wy-

kazuje dla iluminanta A i przy grubości szkła 4 mm transmisję światła TLA4 większą od 30%, selektywność SE4 większą od 1,55 i transmisję promieniowania nadfioletowego TUV4 mniejszą od 10%

PL 190 950 B1 oraz, że zawiera następujące środki barwiące w procentach wagowych, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe2O3:

Fe2O3 0,9-1,8%

FeO 0,25-0,4%

Co 0,0010-0,0100%

Cr2O3 0-0,0240%

V2O5 0-0,2%.

Korzystnie szkło według wynalazku zawiera następujące środki barwiące w procentach wagowych, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe2O3:

^Fe2^O3

FeO

Co ^Cr2^O3 oraz dodatkowo CeO2 w ilości

1,2-1,8%

0,25-0,35%

0,0020-0,0100%

0,0010-0,0100%

0,1-0,8%.

^Fe2^O3

FeO

Co ^Cr2^O3 oraz dodatkowo Se w ilości

1,09-1,8%

0,25-0,375%

0,0033-0,0097%

0,0014-0,0030%

0,0003-0,0019%.

Fe2O3 0,9-1,8%

FeO 0,25-0,37%

Co 0,0010-0,0100%

Cr2O3 0-0,0240%

V2O5 0-0,2%.

Fe2O3 0,9-1,8%

FeO 0,25-0,35%

Co 0,0010-0,0100%

V2O5 0,01-0,2%.

Korzystnie szkło według wynalazku zawiera nastę pują ce ś rodki barwią ce w procentach wagowych, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe2O3:

Fe2O3 0,9-1,8%

FeO 0,25-0,35%

Co 0,0010-0,0100%

Cr2O3 0,005-0,0150%

V2O5 0,02-0,2%.

Fe2O3 1,2-1,6%

FeO 0,29-0,31%

Co 0,0020-0,0050%

V2O5 0,02-0,15%.

Fe2O3 1,4-1,6%

FeO 0,29-0,31%

Co 0,0040-0,0070%

Cr2O3 0,0030-0,0060%

CeO2 0,2-0,5%.

Korzystnie szkło według wynalazku wykazuje selektywność SE4 większą od 1,6.

PL 190 950 B1

Korzystnie szkło według wynalazku wykazuje transmisję promieniowania nadfioletowego TUV4 mniejszą od 7%.

Korzystnie szkło według wynalazku wykazuje przy grubości szkła 5 mm długość fali dominującej λ₀ mniejszą od 550 nm, a korzystnie mniejszą od 520 nm.

Korzystnie szkło według wynalazku wykazuje następujące właściwości optyczne:

30% < transmisja światła dla iluminanta A i przy grubości szkła 4 mm TLA4 < 55%,

20% < całkowita energia transmisji dla szkła o grubości 4 mm TE4 < 30%,

480 nm < długość fali dominującej λ₀ przy grubości szkła 5 mm < 520 nm,

5% < czystość pobudzenia P < 15%.

40% < TLA4 < 50%

25% < TE4 < 30% transmisja promieniowania nadfioletowego TUV4 < 6%

495 nm < λο < 500 nm

7% < P < 11%.

30% < TLA4 < 40%

20% < TE4 < 30%

TUV4 < 5%

490 nm < λ_ο < 500 nm 5% < P < 15%.

Korzystnie szkło według wynalazku wykazuje przy grubości 5 mm transmisję światła dla iluminanta C TLC5, wynoszącą 25-55%.

Połączenie tych optycznych właściwości jest szczególnie korzystne, gdyż zapewniając całkowicie wystarczającą transmisję światła przez szkło, odpowiadającą dolnym granicom zalecanym ze względów bezpieczeństwa dla tyłu samochodu, oferuje wysoką wartość selektywności i małą wartość transmisji w nadfiolecie. Pozwala to jednocześnie uniknąć ogrzania wnętrz ograniczonych przez oszklenie według wynalazku, oraz nieestetycznego odbarwiania przedmiotów umieszczonych w tych wnętrzach, pod wpływem nadfioletowego promieniowania słonecznego.

Korzystnie szkło według wynalazku posiada selektywność (SE4) wyższą od 1,6.

Osiągnięcie takiego wyniku jest godne uwagi, gdy szkło wykazuje niską górną granicę zawartości wagowej FeO. Taka wielkość zawartości FeO oznacza możliwość wytwarzania szkła za pomocą tradycyjnego pieca, który może mieć dużą pojemność. Zastosowanie takiego pieca jest ekonomiczne w porównaniu z małymi piecami elektrycznymi, do których trzeba się zwykle uciekać w produkcji szkła wysoce selektywnego. Istotnie w takich wypadkach wysoka zawartość FeO, jakakolwiek ponad 0,4% wagowych szkła, czyni je trudnym do stopienia, wymagając zastosowania pieców elektrycznych o małej pojemności.

Żelazo jest faktycznie obecne w większości rodzajów szkła, znajdujących się na rynku, albo jako zanieczyszczenie, albo wprowadzone rozmyślnie jako środek barwiący. Obecność Fe³⁺ nadaje szkłu lekką absorpcję światła widzialnego o małej długości fali (410 nm i 440 nm) i bardzo silne pasmo absorpcji w nadfiolecie (pasmo absorpcji ześrodkowane na 380 nm), podczas gdy obecność jonów Fe²⁺ wywołuje silną absorpcję w podczerwieni (pasmo absorpcji ześrodkowane na 1050 nm). Jony żelazowe dają szkłu lekkie zabarwienie żółte, podczas gdy jony żelazawe dają wyraźniejsze zabarwienie niebiesko-zielone. Niezależnie od wszystkich innych względów, to jony Fe²⁺ są odpowiedzialne za absorpcję w zakresie podczerwonym i one więc warunkują TE. Wartość TE zmniejsza się, przez co zwiększa się wartość SE, gdy rośnie stężenie Fe²⁺. Sprzyjając więc obecności jonów Fe²⁺ w stosunku do jonów Fe³⁺, uzyskuje się wysoką selektywność.

Szkło według wynalazku oferuje korzystnie TUV4 mniejsze od 7%. Taka wartość optymalizuje ochronę przed odbarwianiem przedmiotów umieszczonych we wnętrzu ograniczonym przez powierzchnię oszkloną przy użyciu szkła według wynalazku. Właściwość ta jest szczególnie korzystna w branży samochodowej. Mała transmisja promieniowania nadfioletowego pozwala w istocie na uniknięcie starzenia się i odbarwienia obić wewnętrznych pojazdów, stale wystawionych na działanie słońca.

PL 190 950 B1

Korzystnie długość dominującej fali w szkle według wynalazku jest mniejsza niż 550 nm, a lepiej mniejsza od 520 nm. Szkła zielone o odcieniu, uwzględniającym te górne granice, uważa się za estetyczne.

Korzystnie szkło według wynalazku zawiera jako środek barwiący poza żelazem, co najmniej jeden z pierwiastków spośród selenu, chromu, kobaltu, ceru i wanadu. Zastosowanie tych pierwiastków pozwala na zoptymalizowanie właściwości optycznych szkła, a szczególnie na otrzymanie szkła wysoce selektywnego.

Można wytworzyć szkło, mające zabarwienie mniej więcej podobne do szkła według wynalazku, używając niklu jako głównego środka barwiącego. Obecność niklu powoduje jednak niedogodności, szczególnie, gdy szkło powinno być produkowane sposobem spławiania. W sposobie spławiania wstęga gorącego szkła jest tak kierowana wzdłuż powierzchni kąpieli ze stopionej cyny, że jej ściany są płaskie i równoległe. Aby uniknąć utleniania cyny na powierzchni kąpieli, co prowadziłoby do porywania tlenku cyny przez wstęgę, utrzymuje się powyżej kąpieli atmosferę redukującą. Gdy szkło zawiera nikiel, jest on częściowo redukowany przez atmosferę wznoszącą się nad kąpielą cynową, powodując powstawanie nalotu w produkowanym szkle. Pierwiastek ten jest też mało sprzyjający uzyskaniu wysokiej wartości selektywności szkła, które go zawiera, ponieważ nie absorbuje światła w zakresie podczerwonym, co prowadzi do dużej wartości TE.

Ponadto, nikiel obecny w szkle może tworzyć siarczek NiS. Siarczek ten istnieje w różnych postaciach krystalicznych, trwałych w różnych zakresach temperatur i ich przekształcenia jedne w drugie stwarzają trudności, gdy szkło ma być wzmocnione przez traktowanie termiczne, jak w wypadku samochodów lub też dla niektórych oszkleń budynków, np. balkony, ścianki. Szkło zgodne z wynalazkiem, które nie zawiera niklu, jest więc szczególnie dobrze przystosowane do produkcji sposobem spławiania, oraz do użytku architektonicznego lub w dziedzinie pojazdów samochodowych lub innych.

Wpływ różnych środków barwiących, rozpatrywanych pojedynczo, na topienie szkła jest następujący, według „Le Verre” H.Scholzego, tłumaczonego przez J.Le DQ - Institut de Verre - Paryż:

Kobalt: grupa Co^IIO4 wytwarza zabarwienie intensywnie niebieskie o długości dominującej fali quasi-przeciwnej do długości dawanej przez chromofor żelazo-selen.

Chrom: obecność grupy Cr^lllO6 powoduje powstanie pasm absorpcji w 650 nm i daje kolor jasnozielony. Łatwiejsze utlenianie powoduje utworzenie grupy Cr^VIO4, która wywołuje powstanie bardzo intensywnego pasma absorpcji w 365 nm i daje zabarwienie żółte.

Cer: obecność w składzie jonów ceru pozwala na uzyskanie silnej absorpcji w zakresie nadfioletu. Tlenek ceru istnieje w dwóch postaciach: Ce^lV absorbuje w nadfiolecie wokół 240 nm i Ce^III absorbuje w nadfiolecie wokół 314 nm.

Selen: kation Se⁴⁺ nie ma praktycznie działania barwiącego, podczas gdy cząsteczka nie naładowana SeO daje zabarwienie różowe. Anion Se^2- tworzy chromofor z obecnymi jonami żelazowymi i z tego względu nadaje szkłu barwę brązowo-czerwoną.

Wanad: dla rosnących zawartości tlenków alkalicznych zabarwienie zmienia się od zielonego do bezbarwnego, co jest wywołane utlenieniem grupy V^IIIO6 do V^VO4.

Właściwości energetyczne i optyczne szkła, zawierającego kilka środków barwiących, wynikają więc z kompleksowej interakcji między nimi. Istotnie zachowanie środków barwiących mocno zależy od ich stanu redoks, a więc od obecności innych elementów, zdolnych do oddziaływania na ten stan.

Szkło według wynalazku można otrzymać, używając selenu wśród innych środków barwiących. Takie szkło będzie zawierało następujące środki barwiące w procentach wagowych:

Fe2O3 1,5-1,8% (żelazo całkowite)

FeO 0,25-0,30%

Co 0,0090-0,0145%

Cr2O3 0,0015-0,0025%

Se 0,0003-0,0009%

Taka kompozycja łączy następujące właściwości optyczne:

30% < TLA4 < 40%

20% < TE4 < 30%

TUV4 < 5%

490 nm < λ₀ < 500 nm 5% < P < 15%

PL 190 950 B1

Jednakże w zalecanych postaciach wynalazku szkło nie zawiera selenu, który jest drogi i miesza się ze szkłem ze złą wydajnością.

Stąd według zalecanych postaci wynalazku szkło zawiera następujące środki barwiące w pro-

centach wagowych:
^Fe2^O3	1,2-1,8% (żelazo całkowite)
FeO	0,25-0,35%
Co	0,0020-0,0100%
^Cr2^O3	0,0010-0,0100%
CeO₂	0,1-0,8%

Połączenie tych środków barwiących, a szczególnie użycie chromu i ceru nie jest niekorzystne dla ochrony ognioodpornych ścian pieca do produkcji szkła, wobec których nie stwarzają zagrożenia korozją.

Zalecana również postać wynalazku odpowiada obecności w szkle następujących środków barwiących w procentach wagowych:

Fe2O3 0,9-1,8% (żelazo całkowite)

FeO 0,25-0,37%

Co 0,0010-0,0100%

Cr2O3 0-0,0240%

V2O5 0-0,2%

Zastosowanie wanadu jako środka barwiącego daje tę korzyść, że zmniejsza koszt produkcji szkła według wynalazku ze względu na mało uciążliwy charakter tego pierwiastka. Z drugiej strony wanad jest również korzystny dla ochrony środowiska przez swój mało skażający charakter.

Oba pierwiastki cer i wanad sprzyjają otrzymaniu małej wartości transmisji promieniowania nadfioletowego w szkle według wynalazku.

W szczególnie zalecanych postaciach wynalazku jako środki barwiące można stosować tylko żelazo, kobalt i wanad i w tym wypadku w następujących procentach wagowych:

Fe2O3 0,9-1,8% (żelazo całkowite)

FeO 0,25-0,35%

Co 0,0010-0,0100%

V2O5 0,01-0,2%

To szkło, zawierające ograniczoną ilość środków barwiących jest najprostsze do produkcji.

W innych szczególnie zalecanych postaciach wynalazku, oba, wanad i chrom są obecne wśród środków barwiących w ilościach niezerowych. W takim zespole są stosowane w procentach wagowych:

Fe2O3 0,9-1,8% (żelazo całkowite)

FeO 0,25-0,35%

Co 0,0010-0,0100%

Cr2O3 0,005-0,0150%

V2O5 0,02-0,2%

Jednoczesna obecność chromu i wanadu oferuje dobre zabezpieczenie ścianek pieca przed działaniem korozji.

Ilości środków barwiących, określone powyżej pozwalają na otrzymanie szkła, którego właściwości mieszczą się w zakresach określonych niżej:

30% < TLA4 < 55%

20% < TE4 < 30%

480 nm < λ_ο < 520 nm 5% < P < 15%

Tak określony zakres transmisji światła czyni szkło według wynalazku szczególnie użytecznym do unikania olśnienia przez światło reflektorów samochodowych, gdy jest zastosowane do oszkleń bocznych tylnych lub jako tylne okno nadwozia.

Odpowiedni zakres transmisji energetycznej zapewnia szkłu wysoką selektywność. Jeśli chodzi o zakres długości dominującej fali i czystości pobudzenia, odpowiadają one szczególnie cennym odcieniom i intensywności koloru, zwłaszcza według reguł aktualnie obowiązujących w tym przedmiocie w dziedzinie budownictwa i samochodów.

Według szczególnie zalecanych postaci wynalazku szkło zawiera następujące środki barwiące w procentach wagowych:

PL 190 950 B1

Fe2O3 1,4-1,6%

FeO 0,29-0,31%

Co 0,0040-0,0070%

Cr2O3 0,0030-0,0060%

CeO2 0,2-0,5%

Inna szczególnie zalecana postać wynalazku odpowiada szkłom, zawierającym następujące środki barwiące w procentach wagowych:

Fe2O3 1,2-1,6%

FeO 0,29-0,31%

Co 0,0020-0,0050%

V2O5 0,02-0,15%

Z tymi składami związane są następujące zakresy właściwości optycznych:

40% < TLA4 < 50%

25% < TE4 < 30%

TUV4 < 6%

495 nm < ,D < 500 nm

7% < P < 11%

Szkło, odpowiadające bardziej ograniczonemu zakresowi stężenia środków barwiących, określonemu wyżej, jest szczególnie efektywne, gdyż łączy optymalne cechy transmisji energetycznej i świetlnej do użytku jako oszklenie boczne tylne i tylna szyba pojazdu. W zastosowaniu architektonicznym łączy ono cechy estetyczne z dużą oszczędnością energii związaną z mniejszym obciążeniem układów klimatyzacji powietrza.

Takie szkło jest korzystnie stosowane w postaci tafli o grubości 3 lub 4 mm do oszkleń bocznych tylnych i do tylnej szyby pojazdów, oraz o grubości ponad 4 mm w budynkach.

Szkło według wynalazku wykazuje też korzystnie całkowitą transmisję świetlną przy iluminancie C dla grubości 5 mm (TLC5), wynoszącą 25-55%, dzięki czemu sprzyja znoszeniu oślepienia przez światło słoneczne, gdy jest stosowane w budynkach.

Szkło według wynalazku można pokrywać warstwą tlenków metalicznych, zmniejszającą jego nagrzewanie przez promieniowanie słoneczne i w rezultacie także nagrzewanie kabiny pojazdu, stosującego takie szkło jako oszklenie.

Szkła według wynalazku można produkować tradycyjnymi sposobami. Jako surowce mogą być stosowane surowce naturalne, szkło zawrócone do obiegu, żużle lub połączenie tych materiałów. Barwniki nie są koniecznie dodawane we wskazanej postaci, ale ten sposób podawania ilości dodawanych środków barwiących, w równoważnikach postaci wskazanych, odpowiada bieżącej praktyce. Praktycznie żelazo dodaje się w postaci czerwieni żelazowej, kobalt dodaje się w postaci uwodnionego siarczanu, takiego jak CoSO4 · 7H2O lub CoSO4 · 6H2O, chrom dodaje się w postaci dichromianu, takiego jak K2Cr2O7. Cer wprowadza się w postaci tlenku lub węglanu. Co do wanadu, wprowadza się go w postaci tlenku lub wanadu sodu. Selen, gdy jest obecny, dodaje się w postaci elementarnej lub w postaci seleninu, takiego jak Na2SeO3 lub ZnSeO3.

Inne pierwiastki są niekiedy obecne jako zanieczyszczenia surowców używanych do produkcji szkła według wynalazku, np. tlenek manganu w ilościach rzędu 100 ppm, tak w surowcach naturalnych, jak w szkle zawracanym lub żużlach, ale jeśli obecność tych zanieczyszczeń nie nadaje szkłu właściwości poza granicami określonymi wyżej, te szkła uważa się za zgodne z wynalazkiem.

Niniejszy wynalazek zostanie objaśniony przez specyficzne przykłady właściwości optycznych i składów.

P r z y k ł a d y 1-35

Tabela I podaje jako informacyjny, podstawowy skład szkła w procentach wagowych oraz składniki topionego ładunku w kg do zeszklenia w celu wyprodukowania szkła według wynalazku. Tabele IIa do Ild podają właściwości optyczne i proporcje wagowe środków barwiących szkła, zawierającego wśród środków barwiących odpowiednio albo chrom i cer, albo wanad i/lub chrom.

Tabela III podaje właściwości optyczne i proporcje wagowe środków barwiących w szkle, zawierającym selen wśród środków barwiących. Te proporcje są oznaczone przez fluorescencję X szkła i przekształcone w podaną postać cząsteczkową.

PL 190 950 B1

T a b e l a I

Analiza podstawowego szkła % wagowe	Składniki podstawowego szkła Kg
SiO2	71,5-71,9%	Piasek	571,3
Al2O3	0,8%	Skaleń	29,6
CaO	8,8%	Wapno	35,7
MgO	4,2%	Dolomit	167,7
Na2O	14,1%	Na2CO3	186,1
K2O	0,1%	Siarczan	5,6
SO3	0,1-0,5%

Mieszanka do zeszklenia może zawierać, jeśli trzeba, czynnik redukujący, jak koks, grafit lub żużel albo czynnik utleniający, jak azotan.

Liczba: * = wyrażona w SI o 5 mm dla iluminanta C

T a b e l a Il a

Przykład	1	2	3	4	5	6	7	8	9
TLA4 (%)	49,96	41,85	42,42	52,23	46,77	43,79	44,88	43,97	35,35
TE4 (%)	29,40	25,00	26,20	30,90	28,40	26,5	27,9	27,1	22,2
λο * (nm)	513,1	503,1	495,8	524,2	503,8	496,9	499,9	500,8	496,0
P * (%)	5,17	7,13	9,93	5,38	6,21	9,06	7,46	7,29	10,46
Tuv4 (%)	3,5	2,3	3,2	3,3	3,3	3,4	2,9	2,7	1,5
SE4	1,70	1,67	1,62	1,69	1,65	1,65	1,61	1,62	1,59
Fe2O3 (%)	1,39	1,55	1,48	1,36	1,47	1,47	1,46	1,46	1,71
FeO (%)	0,287	0,31	0,303	0,273	0,285	0,308	0,28	0,29	0,315
Co (ppm)	39	66	74	32	52	63	65	65	99
C2O3 (ppm)	50	51	61	49	39	38	45	52	55
CeO2 (%)	0,25	0,27	0,2	0,46	0,24	0,24	0,35	0,45	0,48

T a b e l a Il b

Przykład	10	11	12	13	14	15	16	17
TLA4 (%)	47,74	40,75	36,03	32,62	50,52	49,89	46,78	45,96
TE4 (%)	27,8	23,1	21,7	20,3	29,5	29,3	27,9	27,4
λο * (nm)	501,6	527,9	502,2	495,4	496,4	497,4	497,3	498,6
P * (%)	7,09	7,66	8,57	12,29	8,55	8,23	8,61	8,26
Tuv4 (%)	3,9	1,6	1,6	1,6	6	5,5	4,3	3,8
SE4	1,72	1,76	1,66	1,61	1,71	1,70	1,68	1,68
Fe2O3 (%)	1,28	1,62	1,617	1,613	1,331	1,326	1,403	1,409
FeO (%)	0,311	0,35	0,34	0,35	0,304	0,302	0,302	0,305
Co (ppm)	41	48	82	105	44	43	54	55
V2O₅ (%)	0,056	0,131	0,131	0,132	0,025	0,036	0,040	0,059

PL 190 950 B1

T a b e l a Il c

Przykład	18	19	20	21	22	23	24
TLA4 (%)	49,62	49,19	48,45	43,10	43,18	42,29	43,11
TE4 (%)	28,7	28,6	28,9	26,7	26,5	26,4	27,4
λο * (nm)	495,4	497,6	501,9	490,8	491,5	490,4	490,1
P * (%)	9,34	8,35	7	14,23	13,68	14,77	15,16
Tuv4 (%)	6	5,2	4,2	6,2	6,1	6,1	7,30
SE4	1,73	1,72	1,68	1,61	1,63	1,60	1,57
Fe2O3 (%)	1,316	1,322	1,321	1,318	1,304	1,324	1,265
FeO (%)	0,313	0,308	0,294	0,302	0,306	0,300	0,29
Co (ppm)	45	43	44	82	76	90	82
V2O₅ (%)	0,02	0,042	0,079	0	0	0	0
C2O3 (ppm)	0	0	0	110	122	100	141
Przykład	25	26	27	28	29	30	31
TLA4 (%)	49,05	47,81	42,48	41,65	43,46	48,77	53,08
TE4 (%)	28,4	27,5	27,1	26,3	27,9	29,0	30,4
λο * (nm)	498,9	498,1	490,8	490,7	491,3	492,7	502,4
P * (%)	8,36	9	14,55	14,51	13,29	10,81	6,21
Tuv4 (%)	6,1	6	6,4	5,3	5,6	6,3	5,5
SE4	1,73	1,74	1,57	1,58	1,56	1,68	1,75
Fe2O3 (%)	1,280	1,263	1,267	1,312	1,291	1,358	1,402
FeO (%)	0,311	0,321	0,29	0,303	0,28	0,302	0,298
Co (ppm)	42	46	80	83	78	55	33
V2O₅ (%)	0,033	0,031	0,022	0,032	0,031	0	0
C2O3 (ppm)	89	102	135	75	80	0	0

T a b e l a Il d

Przykład	32	33	34	35	36	37	38
TLA4 (%)	39,64	39,82	38,98	41,59	39,26	40,42	42,13
TE4 (%)	23,30	23,90	23,30	25,00	22	22,8	25,3
λο * (nrn)	497,4	498,4	498,7	494,7	498,6	498,8	499,6
P * (%)	10,83	10,24	10,29	12,25	11,4	10,73	9,65
Tuv4 (%)	3,70	3,50	3,30	4,60	4,3	4,6	4,7
SE4	1,70	1,67	1,67	1,66	1,78	1,77	1,67
Fe2O3 (%)	1,446	1,435	1,442	1,321	1,405	1,383	1,346
FeO (%)	0,33	0,32	0,33	0,32	0,37	0,36	0,31
Co (ppm)	60	60	62	58	52	51	54
V2O₅ (%)	0,030	0,040	0,049	0,038	0,037	0,041	0,034
C2O3 (ppm)	170	174	169	183	217	193	215

PL 190 950 B1 cd. tabeli II d

Przykład	39	40	41	42	43	44	45
TLA4 (%)	41,14	43,01	41,79	39,31	39,27	39,59	44,54
TE4 (%)	24,4	25,5	24,3	22	22,2	21,9	24,8
λD * (nm)	501	502,8	503	498,8	496,8	499,7	498,3
P * (%)	9,32	8,51	8,71	11,02	12,16	10,56	10,08
Tuv4 (%)	4,1	4,5	4,1	4,4	5	4,4	4,6
SE4	1,69	1,69	1,72	1,79	1,77	1,81	1,79
Fe2O3 (%)	1,399	1,358	1,389	1,366	1,349	1,392	1,319
FeO (%)	0,32	0,31	0,33	0,37	0,37	0,37	0,35
Co (ppm)	54	47	49	53	56	50	38
V2O5 (%)	0,040	0,037	0,042	0,038	0,041	0,052	0,023
C2O3 (ppm)	220	223	217	216	222	221	171

T a b e l a III

Przykład	46	47	48	49	50	51	52	53	54
TLA4 (%)	33,12	55,87	32,46	33,31	35,01	34,61	35,75	33,87	36,91
TE4 (%)	20,7	34,7	19,6	20,3	20,9	20,5	22,3	20,8	22,5
λD * (nm)	498,6	499,9	496,2	503,7	494,6	494,2	494,9	499,4	535,8
P* (%)	6,99	5,08	8,73	5,77	10,37	10,88	8,94	6,94	5,95
Tuv4 (%)	3,2	9,1	2,9	2,6	2,9	2,9	3,5	2,8	2,8
SE4	1,60	1,61	1,66	1,64	1,68	1,69	1,60	1,63	1,64
Fe2O3 (%)	1,48	1,09	1,52	1,54	1,55	1,55	1,52	1,61	1,47
FeO (%)	0,332	0,25	0,364	0,35	0,366	0,375	0,333	0,346	0,296
Co (ppm)	97	33	94	89	89	91	89	89	67
C2O3 (ppm)	22	14	22	17	17	19	17	15	30
Se (ppm)	10	3	7	7	3	4	6	7	7

Zastrzeżenia patentowe

1. Zabarwione szkło zielono-szare sodowo-wapniowe, zawierające podstawowe składniki two-

Claims

1. Zabarwione szkło zielono-szare sodowo-wapniowe, zawierające podstawowe składniki tworzące szkło w procentach wagowych:

Na2O 10 do 20% CaO 0 do 16% SiO₂ 60 do 75% K2O 0 do 10% MgO 0 do 10% Al2O3 0 do 5% BaO 0 do 2% BaO + CaO + MgO 10 do 20% K2O + Na2O 10 do 20% i ś rodki barwią ce, znamienne tym, ż e posiada czystość pobudzenia P ponad 5% i wykazuje dla iluminanta A i przy grubości szkła 4 mm transmisję światła TLA4 większą od 30%, selektywność SE4

PL 190 950 B1 większą od 1,55 i transmisję promieniowania nadfioletowego TUV4 mniejszą od 10% oraz, że zawiera następujące środki barwiące w procentach wagowych, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe2O3:

^Fe2^O3 0,9-1,8% FeO 0,25-0,4% Co 0,0010-0,0100% ^Cr2^O3 0-0,0240% V2O5 0-0,2%.

2. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera następujące środki barwiące w procen- tach wagowych, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe2O3:

^Fe2^O3 1,2-1,8% FeO 0,25-0,35% Co 0,0020-0,0100% ^Cr2^O3 0,0010-0,0100% oraz dodatkowo CeO2 w ilości 0,1-0,8%.

3. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera następujące środki barwiące w procen- tach wagowych, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe2O3:

^Fe2^O3 1,09-1,8% FeO 0,25-0,375% Co 0,0033-0,0097% ^Cr2^O3 0,0014-0,0030% oraz dodatkowo Se w ilości 0,0003-0,0019%.

4. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera następujące środki barwiące w procen- tach wagowych, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe2O3:

^Fe2^O3 0,9-1,8% FeO 0,25-0,37% Co 0,0010-0,0100% ^Cr2^O3 0-0,0240% V2O5 0-0,2%.

5. Szkło według zastrz . 1 albo 4, znamienne tym, że zawiera następujące środki barwiące w procentach wagowych, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe2O3:

^Fe2^O3 0,9-1,8% FeO 0,25-0,35% Co 0,0010-0,0100% V2O5 0,01-0,2%.

6. Szkło według zastrz . 1 albo 4, znamienne tym, że zawiera następujące środki barwiące w procentach wagowych, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe2O3:

^Fe2^O3 0,9-1,8% FeO 0,25-0,35% Co 0,0010-0,0100% ^Cr2^O3 0,005-0,0150% V2O5 0,02-0,2%.

7. Szkło według zastrz. 5, znamienne tym, że zawiera następujące środki barwiące w procen- tach wagowych, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe2O3:

^Fe2^O3 1,2-1,6% FeO 0,29-0,31% Co 0,0020-0,0050% V2O5 0,02-0,15%.

8. Szkło według zastrz. 2, znamienne tym, że zawiera następujące środki barwiące w procen- tach wagowych, przy czym całkowita ilość żelaza jest wyrażona w postaci Fe2O3: Fe2O3 1,4-1,6%

FeO 0,29-0,31%

Co 0,0040-0,0070%

Cr2O3 0,0030-0,0060%

CeO2 0,2-0,5%.

PL 190 950 B1

9. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że wykazuje selektywność SE4 większą od 1,6.

10. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że wykazuje transmisję promieniowania nadfioletowego TUV4 mniejszą od 7%.

11. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że wykazuje przy grubości szkła 5 mm długość fali dominującej λ₀ mniejszą od 550 nm, a korzystnie mniejszą od 520 nm.

12. Szkło według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienne tym, że wykazuje następujące właściwości optyczne:

20% < całkowita energia transmisji dla szkła o grubości 4 mm TE4 < 30%,

5% < czystość pobudzenia P < 15%.

13. Szkło według zastrz. 7 albo 8, znamienne tym, że wykazuje następujące właściwości optyczne:

transmisja promieniowania nadfioletowego

40% < TLA4 < 50% 25% < TE4 < 30%

TUV4 < 6%

495 nm < λ₀ < 500 nm

7% < P < 11%.

14. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że wykazuje następujące właściwości optyczne:

30% < TLA4 < 40% 20% < TE4 < 30% TUV4 < 5%

490 nm < λ₀ < 500 nm 5% < P < 15%.

15. Szkło według zastrz. 1, znamienne tym, że wykazuje przy grubości 5 mm transmisję światła dla iluminanta C TLC5, wynoszącą 25-55%.