DE69311197T2 - Infrarote und ultraviolette Strahlung absorbierendes, neutral grau gefärbtes Glas - Google Patents
Infrarote und ultraviolette Strahlung absorbierendes, neutral grau gefärbtes GlasInfo
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Description
- Diese Erfindung betrifft ein infrarote und ultraviolette Strah= lung absorbierendes Glas. Das Glas hat eine neutrale graue Farbe und einen ausreichend hohen Durchlaßgrad für sichtbares Licht und ist besonders geeignet zur Verwendung in Gebäude- und Fahrzeugfenstern.
- Für Fenster von Gebäuden, Automobilen und anderen Fahrzeugen besteht ein steigender Bedarf für Tafelglas, das ausreichend transparent für sichtbares Licht sowie absorbierend nicht nur für infrarote Strahlen sondern auch für ultraviolette Strahlen ist.
- Es ist bekannt, Natron-Kalk-Silicat-Glas für infrarote und ultraviolette Strahlen absorbierend zu machen, indem Eisen dem Glas zugesetzt wird. Eisen(II), ausgedrückt als FeO, sorgt beim Glas für die Absorption von infraroter Strahlung, während Eisen(III), ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;, beim Glas für die Absorp= tion von ultravioletter Strahlung sorgt. In der Praxis wird Fe&sub2;O&sub3; als Quelle für das Gesamteisen verwendet, und ein ent= sprechender Teil des Fe&sub2;O&sub3; wird zu FeO während des Glasher= stellungsverfahrens reduziert.
- Es ist auch bekannt, dem Natron-Kalk-Silicat-Glas CeO&sub2; und/ oder TiO&sub2; für die Absorption von ultravioletter Strahlung zu= zusetzen.
- Vom industriellen Standpunkt aus ist es erwünscht, daß ein infrarot- und ultraviolettabsorbierendes Glas in Form von Tafelglas hergestellt werden kann, ohne die Bedingungen der herkömmlichen Glasschmelz- und Läuterarbeitsgänge signifikant zu ändern. Es ist auch erwünscht, daß eine infrarot- und ul= traviolettabsorbierende Glasscheibe leicht vorgespannt werden kann durch ein herkömmliches Temperverfahren. Außerdem wird von einer infrarot- und ultraviolettabsorbierenden Glasscheibe gewünscht, daß sie eine gefällige Tönung hat, wie einen neutral gräulichen Ton.
- Die JP-A-3-153543 zeigt ein neutral grau gefärbtes infrarot- und ultraviolettabsorbierende Glas, das als Grundkomponenten enthält, bezogen auf das Gewicht, 68-75 % SiO&sub2;, 10-18 % Na&sub2;O, 5-15 % CaO, 0-5 % MgO, 0-5 % Al&sub2;O&sub3; und 0-5 % K&sub2;O, falls not= wendig geringe Mengen eines Schmelzmittels und eines Klärmit= tels, und ein Färbemittel, das im wesentlichen aus 0,4-0,7 % Fe&sub2;O&sub3; (Gesamteisen), 0,08-0,15 % FeO, 0,003-0,008 % Se, 0,003-0,025 % CoO und 0,022-0,050 % Cr&sub2;O&sub3; besteht. Dieses Glas besitzt bei einer Dicke von 5,56 mm einen Durchlaßgrad für sichtbares Licht von unter 20 %.
- Die JP-A-2-64038 zeigt eine Glaszusammensetzung, die dunkel und neutral grau in der Farbe sowie nickelfrei ist. Dieses Glas enthält als grundlegende Glaszusammensetzung, bezogen auf das Gewicht, 68-75 % SiO&sub2;, 10-18 % Na&sub2;O, 5-15 % CaO, 0-5 % MgO, 0-5 % Al&sub2;O&sub3; und 0-5 % K&sub2;O, wenn überhaupt Spuren von Schmelz- und Läuterhilfen sowie Färbemittel, die im we= sentlichen aus 0,55-1,0 Gew.-% Fe&sub2;O&sub3;, 0,003-0,02 Gew.-% Se und 0,005-0,02 Gew.-% CoO bestehen, wobei wenigstens 15 % des Eisens als Eisen(II) vorliegt. Dieses Glas hat einen Licht= durchlaßgrad von nicht mehr als 20 % bei einer Dicke von 5,56 mm. Der Teil des Eisens im zweiwertigen Zustand macht 0,09-0,3 Gew.-% der gesamten Glaszusammensetzung aus. Die oben erwähnten Gläser, die in der JP-A-3-153543 und JP-A-2-64038 offenbart sind, zeigen jedoch bei einer Dicke von 5,56 mm einen Durchlaßgrad für sichtbares Licht von unter 20 %. Daher ist es schwierig, diese Gläser für Autofensterscheiben zu verwenden.
- Die JP-B-56-41579 offenbart ein grau gefärbtes, infrarotab= sorbierendes Glas, das als Grundkomponenten enthält, bezogen auf das Gewicht, 70-75 % SiO&sub2;, 1-2 % Al&sub2;O&sub3;, 5-10 % CaO, 1-5 % MgO und 10-15 % R&sub2;O (Gesamtmenge von Na&sub2;O und K&sub2;O) mit der Maßgabe, daß das Molverhältnis von K&sub2;O zu R&sub2;O 1/4 bis 3/4 be= trägt, und als Färbemittel, bezogen auf das Gewicht, 0,1-0,2 % Fe&sub2;O&sub3;, 0,02-0,06 % NiO, 0,001-0,004 % CoO und 0,01-0,5 MnO. Dieses Glas hat eine blaupurpurne oder rotpurpurne Farbe. Die= ses Glas verwendet NiO als Färbemittel. Daher kann das Glas sich in der Farbe ändern oder beim Erhitzen brechen. Das Mol= verhältnis von K&sub2;O zu R&sub2;O dieses Glases kann nicht zufrieden= stellend sein, um für Autofenster verwendet zu werden.
- Die JP-B-55-23221 offenbart ein infrarotabsorbierendes Glas, das als Hauptkomponenten enthält, bezogen auf das Gewicht, 65-75 % SiO&sub2;, 0-5 % Al&sub2;O&sub3;, 5-15 % CaO, 0-10 % MgO, 10-18 % Na&sub2;O und 0-5 % K&sub2;O mit der Maßgabe, daß die Gesamtmenge von CaO und MgO 6-16 % und die Gesamtmenge von Na&sub2;O und K&sub2;O 10- 20 % beträgt, und als färbende Komponenten 0,05-1,0 % Fe&sub2;O&sub3;, 0,05-5,0 % MnO&sub2;, 0,002-0,1 % Cr&sub2;O&sub3; und 0,005-0,3 % CoO. Dieses Glas, das eine neutral graue oder bronze Farbe hat, weist bei einer Dicke von 5 mm einen Durchlaßgrad für sicht= bares Licht im Bereich von 35-65 % auf. Dies ist unzureichend, um in Autofenstern verwendet zu werden.
- Die JP-B-52-49010 offenbart ein neutral grau gefärbtes Glas, das als Hauptkomponenten enthält, bezogen auf das Gewicht, 68-75 % SiO&sub2;, 0-5 % Al&sub2;O&sub3;, 5-15 % CaO, 0-10 % MgO, 10-18 % Na&sub2;O und 0-5 % K&sub2;O mit der Maßgabe, daß die Gesamtmenge an CaO und MgO 6-15 % und die Gesamtmenge an Na&sub2;O und K&sub2;O 10- 20 % beträgt, und als färbende Komponenten 0,1-0,5 % Fe&sub2;O&sub3;, 0,003-0,02 % CoO, 0,0005-0,001 % Se und 0-0,002 % NiO. Dieses Glas weist bei einer Dicke von 5 mm einen Durchlaß= grad für sichtbares Licht von 57-63 %, einen Durchlaßgrad für Sonnenstrahlung von 57-63 % sowie eine Farbreinheit des durchgelassenen Lichts nicht größer als 1,5 % auf. Dieses Glas ist in seinem Durchlaßgrad für sichtbares Licht sowie der Ultraviolettabsorption unzureichend.
- Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein infrarot- und ultraviolettabsorbierendes Glas zu schaffen, das eine neu= tral gräuliche Tönung hat, das bezüglich des Durchlaßgrads für sichtbares Licht, der Absorption für infrarote Strahlung und der Absorption für ultraviolette Strahlung ausgeglichen ist und das leicht durch ein herkömmliches Temperverfahren vorge= spannt werden kann.
- Die vorliegende Erfindung schafft ein neutral grau gefärbtes, infrarote und ultraviolette Strahlung absorbierendes Glas, das als färbende Komponenten, bezogen auf das Gewicht, 0,10- 0,55 % Gesamteisen, ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;, 0,2-0,6 % CeO&sub2;, 15-35 ppm CoO und 2-18 ppm Se enthält.
- Ein wichtiges Merkmal dieser Erfindung ist es, daß keine große Menge NiO verwendet wird zur Herstellung eines erfin= dungsgemäßen Glases. Erfindungsgemäß wird das Glas ausrei= chend absorbierend für infrarote und ultraviolette Strahlen gemacht, ohne den Durchlaßgrad für sichtbares Licht übermäßig zu beeinträchtigen, indem die Verhältnisse der Grundkomponenten des Natron-Kalk-Silicat-Glases sorgfältig und genau festgesetzt werden, indem zusätzlich relativ kleine und genau festgesetzte Mengen an färbenden Komponenten, d.h. Gesamteisen, ausgedrückt, als Fe&sub2;O&sub3;, CeO&sub2;, CoO und Se, eingearbeitet werden und indem das Ausmaß der Reduktion des Eisens festgelegt wird. In der Erfindung kann TiO&sub2; wahlweise als färbende Komponente verwen= det werden.
- Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Glas, das enthält, bezogen auf das Gewicht, 0,33- 0,45 % Gesamteisen, ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;, 0,3-0,6 % CeO&sub2;, 0,2-0,4 % TiO , 15-30 ppm CoO und 3-10 ppm Se mit der Maßgabe, daß das Gewichtsverhältnis von Eisen(II) zu Eisen(III), Fe²&spplus;/Fe³&spplus;, im Bereich von 0,20 bis 0,30 liegt. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Glas, das enthält, bezogen auf das Gewicht, 0,25-0,45 % Gesamteisen, ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;, 0,3-0,6 % CeO&sub2;, 0,2-0,4 % TiO&sub2;, 15-30 ppm CoO und 6-15 ppm Se mit der Maßgabe, daß das Gewichtsverhältnis von Eisen(II) zu Eisen(III), Fe²&spplus;/Fe³&spplus;, im Bereich von 0,30-0,40 liegt. Eine weitere bevorzugte Aus= führungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Glas, das enthält, bezogen auf das Gewicht, 0,18-0,35 % Gesamteisen, ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;,0,3-0,6 % CeO&sub2;, 0,2-0,4 % TiO&sub2;, 15-30 ppm CoO und 6-12 ppm Se mit der Maßgabe, daß das Gewichts= verhältnis von Eisen(II) zu Eisen(III), Fe²&spplus;/Fe³&spplus;, im Bereich von 0,40-0,50 liegt.
- Ein erfindungsgemäßes Glas hat eine neutral gräuliche Tönung und hat einen ausreichend niedrigen Durchlaßgrad für sowohl infrarote als auch ultraviolette Strahlung, jedoch einen ausreichend hohen Durchlaßgrad für sichtbares Licht, und die= ses Glas hat eine sehr gute Witterungsbeständigkeit. Eine er= findungsgemäße infrarot- und ultraviolettabsorbierende Glas= scheibe kann leicht durch ein herkömmliches Temperverfahren zu einem gewünschten Grad vorgespannt werden.
- Ein erfindungsgemäßes Glas kann zu Glasscheiben verschiedener Dicke geformt werden, z.B. im Bereich von 1 mm bis etwa 10 mm, und falls erforderlich können die Glasscheiben gebogen und/ oder getempert werden. Außerdem kann ein erfindungsgemäßes Glas als eine Komponente eines Schichtglases oder Isoliergla= ses verwendet werden. Eine erfindungsgemäße Glasscheibe ist sehr geeignet zur Verwendung in Gebäude- und Fahrzeugfenstern und insbesondere in Automobilfenstern. Wahlweise kann ein er= findungsgemäßes Glas für verschiedene andere Gegenstände als Fenstergläser, wie Möbel und Kochgeräte zum Beispiel, ver= wendet werden.
- Fig. 1 ist ein Diagramm, das eine spektrale Durchlaßkurve für ein neutral grau gefärbtes, infrarot und ultraviolettabsorbie= rendes Glas mit einer Dicke von 4 mm zeigt, gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung; und
- Fig. 2 ist ein ähnliches Diagramm wie Fig. 1, zeigt jedoch eine spektrale Durchlaßkurve für ein Glas gemäß Beispiel 7 sowie eine andere spektrale Durchlaßkurve für ein herkömm= liches bronzefarbiges Glas.
- Grundlegend handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen infra= rot- und ultraviolettabsorbierenden Glas um ein Natron-Kalk- Silicat-Glas. Die Grundkomponenten des Glases sind SiO&sub2;, Al&sub2;O&sub3;, CaO, MgO, Na&sub2;O, K&sub2;O und SO&sub3;, und die Anteile dieser Komponenten sind streng begrenzt, damit das Glas mit einem herkömmlichen Glasherstellungsverfahren leicht herstellbar ist und wünschenswerte Eigenschaften einschließlich einer guten Temperfähigkeit besitzt.
- Das Glas enthält 68-74 Gew.-% SiO&sub2; zusammen mit 0,1-3,0 Gew.-% Al&sub2;O&sub3;. Wenn das SiO&sub2; weniger als 68 % oder das Al&sub2;O&sub3; weniger als 0,1 % beträgt, hat das Glas nicht immer eine gute Witte= rungsbeständigkeit und kann eine Witterungsbeanspruchung zei= gen. Wenn das SiO&sub2; 74 % übersteigt, wird die Schmelzbarkeit der Glaszusammensetzung schlechter, und das Glas kann keine gute Temperfähigkeit aufweisen. Wenn das Al&sub2;O&sub3; 3,0 % über= steigt, treten bei den Arbeitsgängen der Glasherstellung Schwierigkeiten auf wegen der Wahrscheinlichkeit einer Ent= glasung und wegen einer Einschränkung des Temperaturbereichs für die Glasverformung.
- Die Gesamtmenge an SiO und Al&sub2;O&sub3; in dem Glas ist auf den Be= reich von 68-74 Gew.-% begrenzt. Wenn die Gesamtmenge weniger als 68 % betragt, hat das Glas nicht immer eine gute Witterungs= beständigkeit, und wenn sie 74 % übersteigt, kann die Temper= fähigkeit des Glases nicht gut sein.
- Das Glas enthält 8-11 Gew.-% CaO und 2-4,5 Gew.-% MgO. Diese Komponenten tragen zu einer Herabsetzung der Schmelztemperatur der Glaszusammensetzung bei. Wenn das CaO weniger als 8 % oder das MgO weniger als 2 % beträgt, ist die Schmelztempera= tur nicht ausreichend niedrig, und der Fließpunkt des Glases ist nicht wünschenswert niedrig insbesondere im Fall eines Mangels an CaO. Wenn das CaO 11 % übersteigt, treten bei den Arbeitsgängen der Glasherstellung Schwierigkeiten auf wegen der Wahrscheinlichkeit einer Entglasung. Wenn das MgO 4,5 % übersteigt, kann das Glas keine gute Tempereigenschaft haben. In dem Glas ist die Gesamtmenge an CaO und MgO auf den Be= reich von 11-15 Gew.-% begrenzt. Wenn die Gesamtmenge dieser beiden Komponenten weniger als 11 % beträgt, hat das Glas keine gute Tempereigenschaft, und wenn sie 15 % übersteigt, werden wegen der Neigung zur Entglasung Einschränkungen bei den Arbeitsgängen der Glasherstellung nötig.
- Das Glas enthält 11,5-16 Gew.-% Na&sub2;O zusammen mit 0,5-3,0 Gew.-% K&sub2;O. Wenn das Na&sub2;O weniger als 11,5 % beträgt, tre= ten wegen der Neigung zur Entglasung und wegen des einge= schränkten Temperaturbereichs für die Glasverformung Schwie= rigkeiten bei den Arbeitsgängen der Glasherstellung auf, und das Glas hat keine gute Tempereigenschaft. Wenn das Na&sub2;O 16 % übersteigt, hat das Glas nicht immer eine gute Witterungsbe= ständigkeit und kann eine Witterungsbeanspruchung zeigen. Wenn das K&sub2;O weniger als 0,5 % beträgt, kann das Glas keine gute Tempereigenschaft haben, und wenn es 3,0 % übersteigt, kann das Glas keine gute Witterungsbeständigkeit haben. In dem Glas ist die Gesamtmenge an Na&sub2;O und K&sub2;O auf den Bereich von 12-17 Gew.-% begrenzt. Wenn die Gesamtmenge dieser bei= den Komponenten weniger als 12 % beträgt, werden Schwierig= keiten bei den Arbeitsgängen der Glasherstellung auftreten wegen der Wahrscheinlichkeit der Entglasung und der Einschränkung des Bereichs der Arbeitstemperatur, und das Glas hat keine gute Tempereigenschaft. Wenn sie 17 % übersteigt, hat das Glas keine gute Witterungsbeständigkeit.
- Ein erfindungsgemäßes Glas enthält eine begrenzte Menge an Schwefel, der bekanntlich als Schmelz- und Läuterhilfsmittel dient. Das Glas enthält 0,1-0,4 Gew.-% Schwefel, ausgedrückt als SO&sub3;. Wenn der Gehalt an SO&sub3; weniger als 0,1 % beträgt, ist es schwierig, ein gleichmäßiges Schmelzen und Entschäumen des Glases mit herkömmlichen Arbeitsgängen zu erreichen. Wenn der Gehalt an SO&sub3; 0,4 % übersteigt, neigt das Glas dazu, einen gelblichen oder bernsteinfarbigen Ton anstelle des gewünschten neutral gräulichen Tons aufzuweisen. Es ist bevorzugt, daß der SO&sub3;-Gehalt relativ niedrig ist und im Bereich von etwa 0,20 bis etwa 0,35 Gew.-% liegt.
- Die wesentlichen Komponenten eines erfindungsgemäßen Glases umfassen begrenzte Mengen von Eisenoxiden (aus Bequemlichkeit ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;),CeO&sub2; und Spurenmengen von CoO und Se. Diese Additive werden als färbende Komponenten zur gewünschten Modifizierung der Färbung und der optischen Eigenschaften des Glases verwendet. In dieser Erfindung wird TiO&sub2; wahlweise als eine färbende Komponente verwendet.
- In dem Glas beträgt die Menge an Gesamteisen, ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;, 0,10-0,55 Gew.-% und bevorzugter etwa 0,15 bis etwa 0,47 Gew.-%.
- Insbesondere muß das Glas beides Eisen(II), ausgedrückt als FeO, und Eisen(III), ausgedrückt Fe&sub2;O&sub3;, enthalten. FeO absor= biert wirksam infrarote Strahlung und neigt dazu, dem Glas einen grünlichen oder bläulichen Ton zu verleihen. Fe&sub2;O&sub3; ab= sorbiert ultraviolette Strahlen und neigt dazu, dem Glas einen gelblichen Ton zu verleihen. In einer Glasbeschickung zur Her= stellung des infrarot- und ultraviolettabsorbierenden Glases liegt ein großer Teil des Eisens in der Eisen(III)-Stufe, Fe&sub2;O&sub3;, vor. Die Beschickung wird unter solchen Bedingungen geschmolzen, daß ein entsprechender Teil des Eisen(III)-oxids zu Eisen(II)-oxid FeO reduziert wird, während der Rest als Eisen(III)-oxid Fe&sub2;O&sub3; verbleibt. Der Reduktionsgrad des Eisens ist ein wichtiger Faktor bei den Arbeitsgängen der Glasher= stellung. Hier bedeutet "Reduktionsgrad" das Gewichtsverhält= nis von Eisen(II) zu Eisen(III), Fe²&spplus;/Fe³&spplus;, in dem erhaltenen Glas. In der vorliegenden Erfindung wird der Reduktionsgrad des Eisens innerhalb des Bereiches von 0,17-0,55 eingestellt, um eine konstante Schmelzbedingung, eine gleichmäßige neutral gräuliche Färbung und die gewünschten optischen Eigenschaften (Absorption der infraroten und ultravioletten Strahlung) des Glases zu erhalten. Der Reduktionsgrad beträgt vorzugsweise 0,19-0,53 und bevorzugter 0,20-0,50.
- CeO&sub2; und falls notwendig TiO&sub2; werden dem Glas als ultraviolett= absorbierende Mittel zugesetzt. CeO&sub2; hat eine hohe Fähigkeit, ultraviolette Strahlen zu absorbieren, und die Anwesenheit von CeO&sub2; beeinflußt wesentlich den Reduktionsgrad des Eisens. TiO&sub2; hat eine geringe Fähigkeit, ultraviolette Strahlen zu absor= bieren, aber der Reduktionsgrad des Eisens wird nicht signifi= kant durch die Anwesenheit von TiO&sub2; beeinflußt. In dieser Er= findung werden genaue und relativ kleine Mengen an CeO&sub2; und falls notwendig TiO&sub2; verwendet, um dem Glas die gewünschten ausgeglichenen optischen Eigenschaften zu verleihen, ohne den Reduktionsgrad des Eisens in den herkömmlichen Öfen zum Glas= schmelzen stark zu ändern. In dem Glas beträgt die Menge an CeO&sub2; 0,2-0,6 Gew.-% und bevorzugter etwa 0,25 bis etwa 0,50 Gew.-%. Falls TiO&sub2; verwendet wird, beträgt seine Menge in dem Glas 0,15-0,45 Gew.-% und bevorzugter etwa 0,2-0,4 Gew.-%.
- Erfindungsgemäß werden sehr kleine und genau begrenzte Mengen an CoO und Se als wesentliche färbende Mittel in das Glas eingearbeitet, um dem Glas eine neutral gräuliche Farbe zu verleihen. Die Menge an CoO beträgt 15-35 ppm und bevorzugter etwa 16 bis etwa 30 ppm. Co²&spplus; hat eine Absorption im Bereich von etwa 520 bis etwa 540 nm, wodurch es dem Glas eine bläu= liche Färbung zusammen mit dem Eisen verleiht. Die Menge an Se beträgt 2-18 ppm und bevorzugter 3 bis etwa 16 ppm. Se verleiht dem Glas zusammen mit dem Eisen eine braune Farbe.
- Sehr kleine Mengen an MnO, ZnO und NiO können dem Glas wahl= weise zugesetzt werden.
- Ein erfindungsgemäßes Glas besitzt bei einer Dicke von 4 mm einen Durchlaßgrad für sichtbares Licht nicht unter 70 % und bevorzugter nicht unter etwa 71 %, einen Durchlaßgrad für die gesamte Sonnenstrahlung von 50-74 % und bevorzugter von 50-71 % und einen Durchlaßgrad für ultraviolette Strahlung von 15-29 % und bevorzugter von 15-27 %. In der vorliegenden Erfindung be= trägt die maßgebende Wellenlänge etwa 556 nm bis etwa 582 nm und bevorzugter etwa 560 nm bis etwa 580 nm und der spektrale Farbanteil etwa 0,5 bis etwa 7,0 und bevorzugter etwa 1,0 bis etwa 6,0.
- Die folgenden nicht einschränkenden Beispiele erläutern die Erfindung.
- Als Rohmaterialien des Glases wurden Quarzsand, Feldspat, technisches Natriumcarbonat, Dolomit, Kalkstein, rotes Eisen= oxid (rouge), Titanoxid, Cercarbonat, Ilmenit, Selenfritteglas und Cobaltoxid abgewogen und zusammengemischt mit dem Ziel, eine vorbestimmte Glaszusammensetzung zu erhalten. Die Glas= zusammensetzung wurde so formuliert, daß die Viskosität-Tem= peratur etwa 650-685ºC bei 10&sup9; Poise und etwa 555-585ºC bei 10¹² Poise wird und daß die Differenz zwischen den beiden Temperaturen etwa 95-105ºC wird. Eine gewisse vorbestimmte Menge an Kohlenstoffpulver wurde der Mischung der Rohmateri= alien als Reduktionsmittel zugesetzt. In einem Schmelztiegel wurde die Mischung der Rohmaterialien durch Erhitzen in einem elektrischen Ofen auf etwa 1400ºC während etwa 3 h geschmol= zen. Beim Schmelzvorgang wurde eine gewisse vorbestimmte Menge an Natriumsulfat als Klärmittel verwendet. Nach den üblichen Homogenisierungs- und Klärarbeitsgängen wurde das geschmolzene Glas zu einer Glasscheibe geformt. Nach dem Abkühlen wurde die Glasscheibe in Glasscheiben von 100 mm x 100 mm in den Breiten und etwa 4 mm in der Dicke geschnitten, und die Glasscheibe wurde geschliffen und poliert.
- Nach der chemischen Analyse gemäß JIS R-3101 enthielt das er= haltene Glas, bezogen auf das Gewicht, als Grundkomponenten 70,3 % SiO&sub2;, 1,8 % Al&sub2;O&sub3;, 8,9 % CaO, 3,5 % MgO, 13,0 % Na&sub2;O, 1,0 % K&sub2;O und 0,2 % SO&sub3;. Die Mengen der färbenden Komponenten des erhaltenen Glases sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Gesamt= menge dieser Grund- und Farbkomponenten betrug etwa 99,789 %. Die Gesamtmenge an SiO&sub2; und Al&sub2;O&sub3; betrug 72,1 %; die Gesamt= menge an CaO und MgO betrug 12,4 %; und die Gesamtmenge an Na&sub2;O und K&sub2;O betrug 14,0 %. Die Menge an FeO wurde aus dem Durchlaßgrad bei etwa 1,10 µm im Infrarotbereich bestimmt, was in Fig. 1 gezeigt ist. Der berechnete Reduktionsgrad des Eisens, Fe²&spplus;/Fe³&spplus;, betrug etwa 0,243.
- Das erhaltene Glas hatte eine neutral gräuliche Farbe. Die optischen Eigenschaften dieses Glases wurden gemessen mit den Verfahren gemäß JIS Z-8722, JIS R-3106 und ISO/DIS-9050 unter Verwendung eines automatisierten Spektrophotometers. Bei einer Dicke von 4 mm zeigte das Glas einen Durchlaßgrad für sichtbares Licht (Normlichtart A) von etwa 70,3 %, einen Durchlaßgrad für die gesamte Sonnenstrahlung von etwa 60,4 % und einen Ultraviolett-Durchlaßgrad von etwa 18,4 %. Der Durchlaßgrad für Sonnenstrahlung in einem Infrarotbereich (um 1100 nm) betrug etwa 59,0 %. Die maßgebende Wellenlänge betrug etwa 563,6 nm und der spektrale Farbanteil betrug etwa 2,5.
- Es wurde bestätigt, daß die Viskosität-Temperaturen dieses Glases wie beabsichtigt waren. Um die Tempereigenschaft zu untersuchen, wurden einige der Glasscheiben getempert durch Erhitzen in einem Ofen bei einer Temperatur im Bereich von etwa 650ºC bis etwa 760ºC während 5 min und sofortiges Blasen von Kühlluft gegen die erhitzte Glasscheibe. Die getemperten Glasscheiben wurden durch einen Schlag an einem Punkt in ei= nem Eckbereich zerbrochen, um die Art der Zersplitterung be= züglich der Zahl der Bruchstücke und der Größen der jeweili= gen Bruchstücke zu prüfen. Die Art der Zersplitterung genügte den Anforderungen von JIS R-3211 für getemperte Gläser von Seiten- und Rückfenstern von Automobilen.
- In diesen Beispielen wurden die Glasherstellungsarbeitsgänge von Beispiel 1 wiederholt mit der Ausnahme, daß die Anteile der Rohmaterialien abgeändert wurden mit dem Ziel, eine an= dere Glaszusammensetzung zu erhalten.
- In diesen Beispielen enthielt das erhaltene Glas annähernd dieselben Mengen der grundlegenden Glaskomponenten (SiO&sub2;, Al&sub2;O&sub3;, CaO, MgO, Na&sub2;O, K&sub2;O und SO&sub3;) wie die von Beispiel 1. Die Mengen der färbenden Komponenten des erhaltenen Glases sind in Tabelle 1 gezeigt.
- Die erhaltenen Gläser hatten eine neutral gräuliche Färbung. Die optischen Eigenschaften der erhaltenen Gläser sind in Tabelle 2 gezeigt.
- Die Temperfähigkeit der erhaltenen Gläser wurde mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 geprüft. Das Tempern wurde ohne Probleme durchgeführt, und das Ergebnis des Bruchtestes genüg= te den Standardbestimmungen.
- Als Rohmaterialien des Glases wurden Quarzsand, Feldspat, technisches Natriumcarbonat, Dolomit, Kalkstein, rotes Eisen= oxid (rouge), Cercarbonat, Ilmenit, und Cobaltoxid gewogen und zusammengemischt mit dem Ziel, eine vorbestimmte Glaszu= sammensetzung zu erhalten. Falls notwendig, wurde Selenfritte= glas als Rohmaterial des Glases verwendet. Die Glaszusammen= setzung wurde so formuliert, daß die Viskosität-Temperatur etwa 650-685ºC bei 10&sup9; Poise 555-585ºC bei 10¹² Poise wurde und daß die Differenz zwischen den beiden Temperaturen etwa 95-105ºC wurde. Eine gewisse vorbestimmte Menge an Koh= lenstoffpulver wurde als Reduktionsmittel der Mischung der Rohmaterialien zugesetzt. In einem Schmelztiegel wurde die Mischung der Rohmaterialien durch Erhitzen in einem elektri= schen Ofen bei einer Temperatur im Bereich von etwa 1400ºC bis etwa 1450ºC während etwa 3 bis etwa 4 h geschmolzen. Bei dem Schmelzarbeitsgang wurde eine gewisse vorbestimmte Menge an Natriumsulfat als Klärmittel verwendet. Nach den üblichen Homogenisierungs- und Klärarbeitsgängen wurde das geschmolzene Glas zu einer Glasscheibe geformt. Nach dem Abkühlen wurde die Glasscheibe in Glasscheiben von 100 mm x 100 mm in den Breiten und etwa 4 mm in der Dicke geschnitten, und die Glasscheibe wurde geschliffen und poliert.
- Nach der chemischen Analyse gemäß JIS R-3101 enthielt das er= haltene Glas, bezogen auf das Gewicht, als Grundkomponenten 70,3 % SiO&sub2;, 1,9 % Al&sub2;O&sub3;, 9,1 % CaO, 3,5 % MgO, 13,1 % Na&sub2;O, 1,0 % K&sub2;O und 0,2 % SO&sub3;. Die Gesamtmenge an SiO&sub2; und Al&sub2;O&sub3; betrug 72,2 %; die Gesamtmenge an CaO und MgO betrug 12,6 %; und die Gesamtmenge an Na&sub2;O und K&sub2;O betrug 14,1 %. Die Mengen der färbenden Komponenten des erhaltenen Glases sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Gesamtmenge dieser Grund- und Farbkomponenten be= trug etwa 99,736 %.
- Die Menge an FeO wurde aus dem Durchlaßgrad bei etwa 1,10 µm im Infrarotbereich bestimmt, was in Fig. 2 gezeigt ist. Der berechnete Reduktionsgrad des Eisens, Fe²&spplus;/Fe³&spplus;, betrug etwa 0,243.
- Das erhaltene Glas hatte eine neutral gräuliche Farbe. Die optischen Eigenschaften dieses Glases wurden mit denselben Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
- Die Tempereigenschaft der erhaltenen Gläser wurde mit demselben Verfahren wie in Beispiel 1 untersucht. Das Tempern wurde ohne Probleme durchgeführt, und das Ergebnis des Bruchtestes genügte den Standardbestimmungen.
- In diesen Beispielen wurden die Arbeitsgänge zur Glasherstel= lung von Beispiel 7 wiederholt mit der Ausnahme, daß die An= teile der Rohmaterialien geändert wurden mit dem Ziel, eine unterschiedliche Glaszusammensetzung zu erhalten.
- In diesen Beispielen enthielt das erhaltene Glas annähernd die= selben Mengen der grundlegenden Glaskomponenten wie die von Beispiel 7. Die Mengen der färbenden Komponenten des erhalte= nen Glases sind in Tabelle 1 gezeigt.
- Die erhaltenen Gläser hatten eine neutral gräuliche Tönung. Die optischen Eigenschaften der erhaltenen Gläser sind in Tabelle 2 gezeigt.
- Die Tempereigenschaft der erhaltenen Gläser wurde mit dem= selben Verfahren wie in Beispiel 1 untersucht. Das Tempern wurde ohne Probleme durchgeführt, und das Ergebnis des Bruchtestes genügte den Standardbestimmungen. Tabelle 1 Tabelle 2
- TV: Durchlaßgrad für sichtbares Licht (Normlichtart A)
- TTS: Durchlaßgrad für die gesamte Sonnenstrahlung
- TIR: Durchlaßgrad für Sonnenstrahlung im Infrarotbereich (etwa 1100 nm)
- TUV: Ultraviolett-Durchlaßgrad
- λD: Maßgebende Wellenlänge
Claims (14)
1. Neutral grau gefärbtes, infrarote und ultraviolette Strah=
lung absorbierendes Glas, das als färbende Komponenten, be=
zogen auf das Gewicht, 0,10-0,55 % Gesamteisen, ausgedrückt
als Fe&sub2;O&sub3;, 0,2-0,6 % CeO&sub2;, 15-35 ppm CoO und 2-18 ppm Se
enthält.
2. Glas nach Anspruch 1, bei dem das Gesamteisen Eisen(II)
und Eisen(III) einschließt und das Gewichtsverhältnis von
Eisen(II) zu Eisen(III), Fe²&spplus;/Fe³&spplus;, im Bereich von 0,17 bis
0,55 liegt.
3. Glas nach Anspruch 1, das außerdem als färbende Komponente,
bezogen auf das Gewicht, 0,15-0,45 % TiO&sub2; enthält.
4. Glas nach Anspruch 1, das außerdem als Grundkomponenten, be=
zogen auf das Gewicht, 68-74 % SiO&sub2;, 0,1-3,0 % Al&sub2;O&sub3;,
8-11 % CaO, 2-4,5 % MgO, 11,5-16 % Na&sub2;O, 0,5-3,0 % K&sub2;O,
0,1-0,4 % SO&sub3; enthält mit der Maßgabe, daß die Gesamtmenge
von SiO&sub2; und Al&sub2;O&sub3; 68-74 % beträgt, daß die Gesamtmenge
von CaO und MgO 11-15 % beträgt und daß die Gesamtmenge
von Na&sub2;O und K&sub2;O 12-17 % beträgt.
5. Glas nach Anspruch 3, das als färbende Komponenten, bezogen
auf das Gewicht, 0,33-0,45 % Gesamteisen, ausgedrückt als
Fe&sub2;O&sub3;, 0,3-0,6 % CeO&sub2;, 0,2-0,4 % TiO&sub2;, 15-30 ppm CoO und
3-10 ppm Se enthält mit der Maßgabe, daß das Gewichtsver=
hältnis von Eisen(II) zu Eisen(III), Fe²&spplus;/Fe³&spplus;, im Bereich
von 0,20 bis 0,30 liegt.
6. Glas nach Anspruch 3, das als färbende Komponenten, bezo=
gen auf das Gewicht, 0,25-0,45 % Gesamteisen, ausgedrückt
als Fe&sub2;O&sub3;, 0,3-0,6 % CeO&sub2;, 0,2-0,4 % TiO&sub2;, 15-30 ppm CoO
und 6-15 ppm Se enthält, mit der Maßgabe, daß das Gewichts=
verhältnis von Eisen(II) zu Eisen(III), Fe²&spplus;/Fe³&spplus;, im Be=
reich von 0,30 bis 0,40 liegt.
7. Glas nach Anspruch 3, das als färbende Komponenten, bezo=
gen auf das Gewicht, 0,18-0,35 % Gesamteisen, ausgedrückt
als Fe&sub2;O&sub3;, 0,3-0,6 % CeO&sub2;, 0,2-0,4 % TiO&sub2;, 15-30 ppm CoO
und 6-12 ppm Se enthält mit der Maßgabe, daß das Gewichts=
verhältnis von Eisen(II) zu Eisen(III), Fe²&spplus;/Fe³&spplus;, im Be=
reich von 0,40-0,50 liegt.
8. Glas nach Anspruch 1, das bei einer Dicke von 4 mm einen
Durchlaßgrad für sichtbares Licht nicht unter 70 % hat,
wenn die Normlichtart A verwendet wird, einen Durchlaßgrad
für die gesamte Sonnenstrahlung von 50 bis 74 % hat und
einen Durchlaßgrad für ultraviolette Strahlung von 15 bis
29 % hat.
9. Glas nach Anspruch 8, bei dem der Durchlaßgrad für die ge=
samte Sonnenstrahlung im Bereich von 50 bis 71 % und der
Durchlaßgrad für ultraviolette Strahlung im Bereich von 15
bis 27 % liegt.
10. Glas nach Anspruch 1, das bei einer Dicke von 4 mm eine
maßgebende Wellenlänge von 556 bis 582 nm und eine spek=
tralen Farbanteil von 0,5 bis 7,0 hat.
11. Glas nach Anspruch 10, das bei einer Dicke von 4 mm eine
maßgebende Wellenlänge von 560 - 580 mm hat.
12. Glas nach Anspruch 2, bei dem die Menge des Gesamteisens,
ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;, im Bereich von 0,15 bis 0,47 Gew.-%
liegt.
13. Glas nach Anspruch 1, bei dem die Menge des Gesamteisens,
ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;, im Bereich von 0,10 bis 0,50 % und
die Menge des Se im Bereich von 3 bis 15 ppm liegt, bezo=
gen auf das Gewicht, mit der Maßgabe, daß das Gesamteisen
Eisen(II) und Eisen(III) umfaßt und daß das Gewichtsver=
hältnis von Eisen(II) zu Eisen (III), Fe²&spplus;/Fe³&spplus;, im Bereich
von 0,17 bis 0,50 liegt.
14. Neutral grau gefärbtes, infrarote und ultraviolette Strahlung
absorbierendes Glas, das als färbende Komponenten, bezogen
auf das Gewicht, 0,15 - 0,55 Gesamteisen, ausgedrückt als
Fe&sub2;O&sub3;, 0,2-0,6 % CeO&sub2;, 0,15-0,45 % TiO&sub2;, 15-35 ppm CoO und
2-18 ppm Se enthält.
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
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