Цветное серо-зеленое щелочно-известковое стекло
Изобретение относится к цветному щелочно-известковому стеклу темно-зеленого цвета с сероватым оттенком. Стекло содержит менее 0,4% (по массе) FeO при источнике света А и толщине 4 мм, оно имеет пропускание света (TLA4) выше 30%, избирательность (SE4) выше 1,55, пропускание ультрафиолетовых лучей (TUV4) ниже 10%. Стекло имеет чистоту возбуждения выше 5% при толщине стекла 5 мм. Это стекло в особенности подходит для изготовления заднего стекла и задних боковых стекол автомобиля. Цветное стекло имеет следующий состав, мас. %: Na2O 10 - 20; СаО 0-16; SiO2 60 - 75; К2О 0 - 10; MgО 0 - 10; Al2O3 0 - 5; ВаО 0 - 2; К2О +Na2O 10 - 20; MgO + CaO + BaO 10-20, менее 0,4 FeO, красящие агенты. Техническая задача изобретения - получение стекла с высокой избирательностью и высокой поглощающей способностью к ИК-излучению. 16 з.п. ф-лы, 4 табл.
Изобретение относится к цветному щелочно-известковому стеклу темно-зеленого цвета с серым оттенком, состоящему из основных сырьевых компонентов, образующих стекло, и красителя.
Выражение "щелочно-известковое стекло" использовано в настоящем изобретении в широком смысле и оно относится к любому стеклу, содержащему следующие компоненты, мас.%: Na2O - 10 - 20 СаО - 0 - 16 SiO2 - 60 - 75 K2O - 0 - 10 МgО - 0 - 10 Al2O3 - 0 - 5 ВаО - 0 - 2 ВаО + СаО + МgО - 10 - 20 К2O + Na2O - 10 - 20Такой тип стекла находит широкое применение, например, при застеклении зданий, автомобилей. Обычно его получают в виде ленты методом вытяжки или флотации. Такую ленту можно нарезать в форме листов, которым впоследствии можно придавать выпуклую форму или подвергать их обработке с целью улучшения механических свойств, например, методом термической закалки. Если говорить об оптических свойствах листового стекла, необходимо соотносить эти свойства со стандартным источником света. В настоящем описании используют два стандартных источника света. Источник света С и источник света А, определенные международной комиссией по Светотехнике ("Commission International de 1'Eclairage" (С.I.E.)). Источник света С представляет собой средний дневной свет, имеющий температуру цвета 6700К. Этот источник света особенно удобен для определения оптических свойств оконного стекла, предназначенного для зданий. Источник света А представляет собой излучение абсолютно черного тела при температуре примерно 2856К. Этот источник света моделирует свет, исходящий от фар автомобиля, и предназначен, главным образом, для определения оптических свойств стекла для автомобилей. Международная комиссия по светотехнике опубликовала также документ под названием "Colorimetrie, Reccomandations Officielles de la С.I.E."- Колориметрия, Официальные рекомендации С.I.E. (май 1970), в котором описана теория, согласно которой колориметрические координаты света каждой длины волны видимого спектра определяют так, чтобы можно было их представить на диаграмме, имеющей ортогональные оси х и у, названной трихроматической диаграммой С.I.E. Эта трихроматическая диаграмма показывает характерное место света любой длины волны (выраженной в нанометрах) видимого спектра. Это место названо "Spectrum locus", а свет, координаты которого находятся в этом "spectrum locus", считают светом со 100% чистотой возбуждения для соответствующей длины волны. "Spectrum locus" замкнут линией, называемой пурпурной линией, которая соединяет точки "spectrum locus", координаты которых соответствуют длинам волны 380 нм (фиолетовый) и 780 нм (красный). Площадь, заключенная между "spectrum locus" и пурпурной линией, является свободной площадью для трихроматических координат любого света в видимом спектре. Координаты света, например, идущего от источника С, соответствуют х=0,3101 и у=0,3162. Эту точку С принимают за точку, соответствующую белому свету, и она имеет чистоту возбуждения, равную нулю для любой длины волны. Линии могут быть проведены от точки С к "spectrum locus" для любой заданной длины волны, и любая точка, расположенная на этих линиях, может быть определена не только координатами х и у, но также в зависимости от длины волны соответствующей линии, на которой она находится, и от ее расстояния от точки С, соотнесенной с общей длиной линии для данной длины волны. Тогда цвет света, проходящего через окрашенное листовое стекло, можно определить по его цветовому тону и его чистоте возбуждения, выраженной в процентах. В сущности, координаты С.I.E. света, пропускаемого через цветное листовое стекло, будут зависеть не только от состава стекла, но и от его толщины. В настоящем описании, а также в формуле изобретения все значения чистоты возбуждения Р, преобладающей длины волны


TSI



- общий коэффициент пропускания света для источника света A (TLA) при толщине листа стекла 4 мм (TLA4). Это общее пропускание света является результатом интеграции между волнами с длиной 380 и 780 нм, выраженное как















- общее энергетическое пропускание (ТЕ), измеряемое при толщине стекла 4 мм (ТЕ4). Это общее пропускание света является результатом интеграции световых волн с длиной 300 и 2150 нм, выраженным как







- избирательность (SE), определяемая как отношение общей пропускной способности света для источника света А к общей пропускной энергетической способности (TLA/TE);
- общая пропускная способность в ультрафиолете, определяемая для стекла толщиной 4 мм (TUV4). Эта общая пропускная способность является результатом интеграции между длинами волн 280 и 380 нм, выражаемым как







Fе2О3 - 1,5 - 1,8 общего количества железа
FeO - 0,25 - 0,30
Со - 0,0090 - 0,0145
Сr2О3 - 0,0015 - 0,0025
Se - 0,0003 - 0,0009
При таком составе стекло имеет следующие оптические свойства:
30% <TLA4 <40%
D < 500 нм
5% <Р <15%
Поэтому, согласно предпочтительному варианту реализации изобретения, стекло содержит (мас.%) следующие концентрации красящих веществ:
Fе2О3 - 1,2 - 1,8 общего количества железа
FeO - 0,25 - 0,35
Со - 0,0020 - 0,0100
Сr2О3 - 0,0010 - 0,0100
СеС2 - 0,1 - 0,8
Сочетание перечисленных красящих веществ и, в частности, применение хрома и церия не является неблагоприятным для предохранения огнеупорных стенок стекловаренной печи, поскольку такое применение предотвращает риск коррозии. Предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения соответствует стекло со следующим содержанием (мас.%) красящих веществ:
Fе2О3 - 0,9 - 1,8 общего количества железа
FeO - 0,25 - 0,37
Со - 0,0010 - 0,0100
Сr2О3 - 0 - 0,0240
V2O5 - 0 - 0,2
Согласно настоящему изобретению использование ванадия в качестве красителя имеет то преимущество, что оно ограничивает затраты на производство стекла, поскольку этот химический элемент является недорогим. С другой стороны, ванадий приемлем в отношении экологии, поскольку он является малозагрязняющим. Согласно настоящему изобретению оба элемента церий и ванадий способствуют получению малой величины пропускания ультрафиолетовых лучей через стекло. В особенно предпочтительных вариантах реализации изобретения можно использовать только железо, кобальт и ванадий в качестве красителя, в этом случае концентрации компонентов (мас.%) будут следующие:
Fе2О3 - 0,9 - 1,8 общего количества железа
FeO - 0,25 - 0,35
Со - 0,0010 - 0,0100
V2O5 - 0,01 - 0,2
Такое стекло с ограниченным числом красителей легче производить. В других наиболее предпочтительных вариантах реализации изобретения ванадий и хром оба присутствуют в некоторых количествах в качестве красителей. Эти красители будут иметь в целом следующие концентрации, мас.%:
Fe2O3 - 0,9 - 1,8 общего количества железа
FeO - 0,25 - 0,35
Со - 0,0010 - 0,0100
Сr2О3 - 0,005 - 0,0150
V2O5 - 0,02 - 0,2
Одновременное присутствие хрома и ванадия обеспечивает хорошую защиту стенок печи от коррозии. Вышеупомянутые дозировки красящих веществ позволяют получить стекло с оптическими свойствами в диапазонах, приведенных ниже:
30% <TLA4 <55%
D < 520 нм
5% <Р <15%
Согласно особенно предпочтительным вариантам реализации настоящего изобретения стекло имеет следующие концентрации красителей, мас.%:
Fе2О3 - 1,4 - 1,6
FeO - 0,29 - 0,31
Со - 0,0040 - 0,0070
Сr2О3 - 0,0030 - 0,0060
CeO2 - 0,2 - 0,5
Другая, особенно предпочтительная форма реализации настоящего изобретения, соответствует стеклу со следующим составом красителей, мас.%:
Fе2O3 - 1,2 - 1,6
FeO - 0,29 - 0,31
Со - 0,0020 - 0,0050
V2O5 - 0,02 - 0,15
При таком составе стекло имеет следующие диапазоны оптических свойств:
40% <TLA4 <50%
D < 500 нм
7% <Р <11%
Предпочтительно такое стекло используют в виде листов толщиной 3 или 4 мм для заднего стекла и боковых задних стекол в автомобиле и толщиной более 4 мм - в строительстве зданий. Согласно настоящему изобретению стекло предпочтительно имеет общее значение пропускания света при источнике света С и толщине стекла 5 мм (TLC5), равное 25-55%, что делает применение такого стекла эффективным для предотвращения ослепления солнечным светом при использовании стекла в строительстве зданий. Согласно настоящему изобретению стекло может иметь покрытие из слоя оксидов металлов, способствующее уменьшению нагревания под действием солнечных лучей, например, салона автомобиля при остеклении таким стеклом. Согласно настоящему изобретению стекло можно получать по традиционным технологиям. В качестве сырья можно использовать природное сырье, переработанное стекло, шлаки или сочетать перечисленные виды сырья. Красители вводят не обязательно в указанной форме, однако метод добавления требуемых количеств красящих веществ в указанных формах отвечает принятой практике. Практически железо вводят в виде большой порции, кобальт добавляют в форме гидратсульфата, такого как СоSО4


В табл. I дан исходный состав стекла, а также компоненты для получения расплава при производстве стекла в соответствии с предлагаемым изобретением. В табл. IIа и IIb приведены оптические свойства и весовые дозировки красящих веществ для стекла, включающих соответственно либо хром и церий, либо ванадий и/или хром. В табл. III приведены оптические свойства и массовые концентрации красящих веществ для стекла, содержащего в качестве красителя селен. Эти концентрации определены для стекла методом Х-флуоресценции и приведены для соответствующего молекулярного состава. Стекломасса может, при необходимости, содержать восстановительный агент, такой как кокс, графит или шлак или такой окислительный агент, как нитрат.
Формула изобретения
Na2O - 10-20
СаО - 0-16
SiO2 - 60-75
К2О - 0-10
MgО - 0-10
Al2O3 - 0-5
ВаО - 0-2
К2О + Na2O - 10-20
и красящие агенты, отличающееся тем, что оно содержит от более 10 до 20% MgO + CaO + BaO, менее 0,4% FeO, причем оно имеет чистоту возбуждения более 5% и имеет при источнике света А и толщине стекла 4 мм пропускание света (TLA4) выше 30%, избирательность (SE4) выше 1,55 и пропускание УФ-излучения (TUV4) ниже 10%. 2. Цветное стекло по п.1, отличающееся тем, что оно имеет избирательность (SE4) выше 1,6. 3. Цветное стекло по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно имеет TUV4 ниже 7%. 4. Цветное стекло по одному из пп.1-3, отличающееся тем, что оно при толщине стекла 5 мм имеет преобладающую длину волны (

Fe2O3 - 1,2-1,8
FeO - 0,25-0,35
Со - 0,0020-0,0100
Cr2O3 - 0,0010-0,0100
СеО2 - 0,1-0,8
7. Цветное стекло по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что оно имеет следующее содержание красителей, в мас. %, при общем содержании железа в форме Fe2О3:
Fe2O3 - 0,9-1,8
FeO - 0,25-0,37
Со - 0,0010-0,0100
Cr2O3 - 0-0,0240
V2O5 - 0-0,2
8. Цветное стекло по п.7, отличающееся тем, что оно содержит следующие красящие вещества, в мас.%, при общем количестве железа в форме Fe2O3:
Fe2O3 - 0,9-1,8
FeO - 0,25-0,35%
Со - 0,0010-0,0100
V2O5 - 0,01-0,2
9. Цветное стекло по п.7, отличающееся тем, что оно содержит следующие красящие вещества, в мас.%, при общем количестве железа в форме Fe2O3:
Fe2O3 - 0,9-1,8
FeO - 0,25-0,35
Со - 0,0010-0,0100
Cr2O3 - 0,005-0,0150
V2O5 - 0,02-0,2
10. Цветное стекло по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что оно имеет следующие оптические свойства:
30% < TLA4 < 55%
20% <TE4 < 30%
480 нм <

5% < Р < 15%
11. Цветное стекло по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что оно содержит следующие красители, в мас. %, при общем количестве железа в форме Fe2O3:
Fe2O3 - 1,4-1,6
FeO - 0,29-0,31
Со - 0,0040-0,0070
Cr2O3 - 0,0030-0,0060
CeO2 - 0,2-0,5
12. Цветное стекло по любому из пп.1-5 или 7, отличающееся тем, что оно содержит следующие красители, в мас.%, при общем содержании железа в форме Fe2O3:
Fe2O3 - 1,2-1,6
FeO - 0,29-0,31
Со - 0,0020-0,0050
V2O5 - 0,02-0,15
13. Цветное стекло по любому из пп.11 и 12, отличающееся тем, что оно имеет следующие оптические свойства:
40% < TLA4 < 50%
25% < TE4 < 30%
TUV4 < 6%
495 нм <

7% < Р < 11%
14. Цветное стекло по любому из пп.1-13, отличающееся тем, что оно при толщине 5 мм имеет значение пропускания света при источнике света С (TLC5) от 25 до 55%. 15. Цветное стекло по любому из пп.1-14, отличающееся тем, что оно имеет покрытие из слоя оксидов металлов. 16. Цветное стекло по любому из пп.1-15, отличающееся тем, что его выпускают в виде листа. 17. Цветное стекло по п.16, отличающееся тем, что оно предназначено для остекления автомобилей.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4