НАТРИЕВО-ИЗВЕСТКОВОЕ ЦВЕТНОЕ СТЕКЛО С ВЫСОКИМ ПРОПУСКАНИЕМ 
СВЕТА

 НАТРИЕВО-ИЗВЕСТКОВОЕ ЦВЕТНОЕ СТЕКЛО С ВЫСОКИМ ПРОПУСКАНИЕМ СВЕТА


RU (11) 2280624 (13) C2

(51) МПК
C03C 3/087 (2006.01)
C03C 4/02 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2006.07.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2002129561/03 
(22) Дата подачи заявки: 2001.03.28 
(30) Приоритетные данные: 2000/0240 2000.04.04 BE 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.03.28 
(43) Дата публикации заявки: 2004.03.20 
(45) Опубликовано: 2006.07.27 
(56) Аналоги изобретения: GB 2274841 A, 10.08.1994.

RU 2094402 C1, 27.10.1997.

EP 0565882 A1, 20.10.1993.

GB 2304710 A, 26.03.1997.

EP 0561337 A, 22.09.1993. 
(72) Имя изобретателя: КОСТЕР Доминик (BE); ДЕЛЬМОТ Лоран (BE); ФОГЕНН Марк (BE) 
(73) Имя патентообладателя: ГЛАВЕРБЕЛЬ (BE) 
(85) Дата соответствия ст.22/39 PCT: 2002.11.04 
(86) Номер и дата международной или региональной заявки: EP 01/03506 (28.03.2001) 
(87) Номер и дата международной или региональной публикации: WO 01/74729 (11.10.2001) 
(98) Адрес для переписки: 103064, Москва, ул. Казакова,16, НИИР Канцелярия "Патентные поверенные Квашнин, Сапельников и партнеры", В.П.Квашнину 

(54) НАТРИЕВО-ИЗВЕСТКОВОЕ ЦВЕТНОЕ СТЕКЛО С ВЫСОКИМ ПРОПУСКАНИЕМ СВЕТА

Настоящее изобретение относится к цветному натриево-известковому стеклу с высоким пропусканием света. Оно содержит менее 0,4 мас.% общего количества железа, выраженного в форме Fe2O 3, имеет окислительно-восстановительное отношение, по меньшей мере, 30%, содержание FeO, по меньшей мере, 0,08 мас.% и содержит всего, по меньшей мере, 5 чнм и, по большей части, 1500 чнм по массе по отношению к общей массе стекла, по меньшей мере, одного из следующих красителей в соответствующих указанных количествах: Cr2О3 от 2 до 500 чнм, V2O 5 от 0 до 1000 чнм, Со от 0 до 100 чнм и Se от 0 до 10 чнм. Такое стекло пригодно для остекления автомобилей и зданий. Техническая задача изобретения - обеспечение высокой чистоты возбуждения окрашенного стекла для высоких уровней пропускания света при сохранении умеренных уровней пропускания УФ и ИК излучения. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 2 табл.



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к цветному натриево-известковому стеклу с высокой степенью пропускания света, состоящему из основных составляющих, формующих стекло, и красящих веществ.
В данной области техники известны различные стекла с пониженным пропусканием инфракрасного и ультрафиолетового излучения. Например, в GB 2274841 A описано стекло нейтрального оттенка, поглощающее инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Стекло согласно настоящему изобретению отличается тем, что содержит Cr2O3, что приводит к улучшению таких параметров стекла, как общее пропускание света (TLA4), общая передача энергии (ТЕ4) и чистота возбуждения (Р).
Выражение "натриево-известковое стекло" используется здесь в широком смысле и относится к любому стеклу, которое содержит следующие составляющие (в масс. процентах):
Na2O от 10 до 20% 
СаО от 0 до 16% 
SiO2 от 60 до 75% 
К2O от 0 до 10% 
MgO от 0 до 10% 
Al2О 3 от 0 до 5% 
ВаО от 0 до 2% 
ВаО+СаО+MgO от 10 до 20% 
К2O+Na2O от 10 до 20% 

Стекло такого типа очень широко используется для облицовки зданий или в автомобилестроении. Обычно его изготовляют в форме ленты с помощью флотационного процесса. Такую ленту можно разрезать на листы, которые затем можно изгибать или которые могут подвергаться обработке для улучшения их механических свойств, например, с помощью термического закаливания.
Обычно требуется соотносить оптические свойства листа стекла со стандартным источником света. В настоящем описании используют два стандартных источника света, а именно источник С света и источник А света, определенные в документах Международной комиссии по освещению (Commission Internationale de l'Eclairage) (C.I.E). Источник С света представляет собой источник усредненного дневного света, имеющий цветовую температуру 6700 К. Такой источник света в особенности предпочтительно использовать для оценки оптических свойств стекла, предназначенного для зданий. Источник А света представляет собой излучатель Планка с температурой приблизительно 2856 К. Такой источник света описывает свет, испускаемый фарами автомобиля и, в частности, используется для оценки оптических свойств стеклянных изделий, предназначенных для автомобилей. Международная комиссия по освещению также опубликовала документ под названием "Colorimetry, Recommandations Officielles de la C.I.E. [Колориметрия и официальные рекомендации C.I.E.]" (май 1970 г.), в котором описана теория, в соответствии с которой колориметрические координаты для света с каждой длиной волны видимой части спектра представляют в виде диаграммы, имеющей ортогональные оси х и у, называемой трехцветной диаграммой C.I.E. На такой трехцветной диаграмме изображается поверхность, представляющая свет на каждой длине волны (выраженной в нанометрах) видимой части спектра. Такая поверхность называется "поверхностью спектральных цветностей", и свет, координаты которого находятся на поверхности спектральных цветностей, называют светом со 100% чистотой возбуждения для соответствующей длины волны. Поверхность спектральных цветностей замыкается линией, называемой линией пурпурных цветностей, которая соединяет точки поверхности спектральных цветностей, координаты которых соответствуют длинам волн 380 нм (фиолетовый) и 780 нм (красный). Область, находящаяся между поверхностью спектральной цветности, и линией пурпурных цветностей представляет собой область, доступную для трехцветных координат любого видимого света. Координаты света, испускаемого, например, источником С света, соответствуют точке х=0,3101 и у=0,3162. Считается, что эта точка С излучает белый цвет и, соответственно, имеет чистоту возбуждения, равную нулю, для любой длины волны. Из точки С могут быть проведены линии к поверхности спектральных цветностей для любой требуемой длины волны, и любая точка, находящаяся на этих линиях, может быть определена не только с помощью ее координат х и у, но также и как функция длины волны, соответствующая линии, на которой она находится, и расстояния от точки С по отношению к общей длине линии для данной длины волны. Следовательно, цвет света, передаваемого листом цветного стекла, может быть описан его доминирующей длиной волны и чистотой его возбуждения в процентном выражении.
Координаты C.I.E. для света, пропускаемого листом цветного стекла, зависят не только от состава стекла, но также и от его толщины. В настоящем описании и в формуле изобретения все значения чистоты Р возбуждения и доминирующей длины D волны пропускаемого света вычисляют по удельному спектральному внутреннему пропусканию (SIT ) листа стекла толщиной 5 мм с источником С света под пространственным углом обзора 2°. Удельная спектральная внутренняя светопередача листа стекла определяется исключительно поглощением стекла и может быть выражена законом Бера-Ламберта:

где А - коэффициент поглощения (в см-1) стекла на соответствующей длине волны и Е - толщина (в см) стекла. Для первого приближения SIT может также быть представлена формулой:
(I 3+R2)/(I1-R1),
где I1 представляет собой интенсивность видимого света, падающего на первую поверхность листа стекла, R1 представляет собой интенсивность видимого света, отражаемого этой поверхностью, I3 представляет собой интенсивность видимого света, пропускаемого через вторую поверхность листа стекла, и R 2 - интенсивность видимого света, отражаемого этой второй поверхностью по направлению внутрь листа.
В следующем описании и в формуле изобретения используются также следующие условия:
- для источника А света, - общее пропускание света (TLA), измеряемое для толщины 4 мм (TLA4) в пределах телесного угла обзора 2°. Это общее пропускание света представляет собой результат интеграции между длинами волн 380 и 780 нм в соответствии с выражением: T ·E ·S / E ·S , где Т представляет собой пропускание на длине волны , Е представляет собой спектральное распределение источника А света, и S представляет собой чувствительность нормального глаза человека как функцию длины волны ;
- общая передача энергии (ТЕ), измеряемая для толщины 4 мм (ТЕ4). Эта общая передача представляет собой результат интегрирования между длинами волн 300 и 2500 нм в соответствии с выражением: T ·Е / Е , в котором Е представляет собой спектральное распределение энергии света солнца, находящегося под углом 30° над горизонтом;
- избирательность (SE), измеряемая как отношение общего пропускания света для источника А света к общей передаче энергии (TLA/TE);
- общее пропускание в ультрафиолетовом свете, измеряемое для толщины 4 мм (TUV4). Это общее пропускание представляет собой результат интегрирования от 280 до 380 нм выражения: T ·U / U , где U представляет собой спектральное распределение ультрафиолетового излучения, которое прошло через атмосферу, определяемое в соответствии со стандартом DIN 67507;
- коэффициент восстановления-окисления, который представляет значение отношения Fe2+/общее количество Fe, и который получают по формуле:
Fe2+ /общее количество Fe = [24,4495 × log(92/ 1050)]/t-Fe2O3,
где 1050 представляет удельное внутреннее пропускание стекла толщиной 5 мм на длине волны 1050 нм, и t-Fe2 O3 представляет общее содержание железа, выраженного в форме окисла Fe2О3, которое измеряют по флюоресценции в рентгеновских лучах.
Настоящее изобретение относится, в частности, но не исключительно, к стеклу, окрашенному в голубой цвет. Такой сорт стекла может использоваться в архитектуре и для остекления железнодорожных пассажирских вагонов и автомобилей. В архитектуре обычно используется листовое стекло толщиной от 4 до 6 мм, в то время как в области автомобилестроения обычно используют стекло толщиной от 1 до 5 мм, в частности, для производства монолитных стеклянных изделий, и толщиной от 1 до 3 мм в случае ламинированных стеклянных изделий, в частности, для ветрового стекла, при этом два листа стекла такой толщины соединяют вместе с помощью промежуточной пленки, которую обычно изготовляют из поливинилбутираля (PVB).
Потребность в цветных стеклянных изделиях в настоящее время, в основном, направлена на продукты, обладающие для заданного уровня пропускания света выраженной окраской, то есть высокой чистотой возбуждения, даже для высоких уровней пропускания света, при обеспечении умеренных уровней пропускания для ультрафиолетового и инфракрасного излучения.
В области использования в качестве остекления для автомобилей, в частности, важно, чтобы стекла имели высокое пропускание света, позволяющее обеспечить оптимальную видимость для соответствия критериям обеспечения безопасности на дороге. Такие стекла с высоким пропусканием света могут быть получены с составом, содержащим небольшое суммарное количество железа (Fe). Однако в этом случае трудно получить стекло, с достаточно выраженным оттенком и уровнем передачи энергии меньше, чем у обычного стекла, для заданного значения пропускания света, что необходимо для снижения влияния тепла на автомобиль и, таким образом, для уменьшения риска перегрева пассажирского салона.
Авторами настоящего изобретения было определено, что путем разумного выбора нескольких конкретных красителей в комбинации с определенным коэффициентом окисления-восстановления можно получать стекла с высоким пропусканием света с выраженным оттенком, которые особенно пригодны для использования в качестве остекления для автомобилей.
Кроме того, настоящее изобретение относится к цветному натриево-известковому стеклу с высоким пропусканием света, состоящему из основных составляющих, формирующих стекло, и красителей, количество которых выражается в массе по отношению к общей массе стекла, отличающемуся тем, что общее содержание в нем железа, выраженного в форме оксида Fe2О 3, составляет менее 0,4 мас.% и что оно имеет окислительно-восстановительное отношение, по меньшей мере, 30% при содержании FeO, по меньшей мере, 0,08 мас.%, и что оно содержит всего, по меньшей мере, пять частей на миллион (чнм) и, по большей части, 1500 чнм по массе, по меньшей мере, одного из следующих красителей в соответствующих указанных количествах, выраженных в массе в отношении к общей массе стекла:
Cr2O 3 от 2 до 500 чнм 
V2O5 от 0 до 1000 чнм 
Со от 0 до 100 чнм 
Se от 0 до 10 чнм 

Настоящее изобретение обеспечивает выбор стекол с высоким пропусканием света, из которых легко найти стекла, имеющие выраженный оттенок цвета и пониженный уровень пропускания инфракрасного излучения при обеспечении простоты производства с использованием обычных промышленных печей для варки стекла.
Оказалось неожиданным, что составы, содержащие небольшое количество железа, позволяют получать при правильном выборе небольшого количества одного или нескольких других красящих веществ стекло, которое соответствует коммерческим требованиям, указанным выше. Это происходит потому, что до настоящего времени специалисты в данной области техники не могли получать такие комбинации свойств. По-видимому, выбор относительно высокого, больше 30%, коэффициента окисления-восстановления представляет собой ключевой элемент в комбинации с выбором красящих веществ для достижения задач настоящего изобретения. Однако обеспечение высокого значения коэффициента окисления-восстановления является более трудноосуществимым при низком общем содержании железа. Кроме того, когда этот коэффициент очень высок и, в частности, когда он больше 60%, становится более трудно осуществлять управление химическими реакциями, проходящими в ванне с расплавленным стеклом.
Пропускание (TLA4) цветного стекла в соответствии с настоящим изобретением может быть больше 60%, предпочтительно больше или равно 66%.
Предпочтительно цветное стекло в соответствии с настоящим изобретением имеет пропускание света (TLA4) большее или равное 70%, предпочтительно большее или равное 72% и еще более предпочтительно большее или равное 75%, что делает его в особенности пригодным для использования в качестве остекления автомобиля, и, в частности, для ветрового стекла.
Предпочтительно окрашенное стекло согласно настоящему изобретению имеет оттенок, который обеспечивает пропускание света с доминантной длиной волны ( D) меньше, чем 494 нм, предпочтительно меньше, чем 492 нм, и в идеале меньше, чем 490 нм.
Настоящее изобретение, таким образом, направлено на стекло, окраска которого в достаточной степени попадает в диапазон голубого цвета, что соответствует коммерческим требованиям производства для получения эстетического вида всего остекления автомобиля с голубым оттенком, который в особенности приятен для глаз. Этот оттенок является в чрезвычайной степени предпочтительным и при использовании в архитектуре, в частности, для обеспечения высокого пропускания света. Стеклянные изделия с окраской в массе стекла в соответствии с настоящим изобретением и содержащие солнцезащитный слой и/или слой с низкой эмиссионной способностью позволяют, предпочтительно, скомбинировать привлекательный внешний вид с особенно предпочтительными тепловыми характеристиками.
Стекло в соответствии с настоящим изобретением также имеет преимущество, состоящее в том, что оно обладает особенно высоким индексом цветопередачи (Ra), то есть цвета, наблюдаемые через стекло в соответствии с настоящим изобретением, не искажаются или искажаются в очень малой степени.
Предпочтительно оттенок, наблюдаемый в цветном стекле в соответствии с настоящим изобретением, при пропускании имеет уровень чистоты возбуждения (Р) больше, чем 3%, и предпочтительно больше, чем 5%. Оттенок, таким образом, является сильно выраженным, хотя стекло сохраняет высокий уровень пропускания света.
Кроме того, стекла в соответствии с настоящим изобретением имеют преимущество комбинирования голубого цвета с высокой избирательностью. Таким образом, избирательность (SE) цветного стекла в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно больше или равна 1,2. При этом легко может быть получено значение избирательности (SE) больше 1,3, например от 1,6 до 1,7. Это свойство является в особенности предпочтительным как для применения в автомобилестроении, так и для применения в архитектуре, так как позволяет ограничить нагрев под действием излучения солнца и, таким образом, улучшить тепловой комфорт пассажиров автомобиля или людей, находящихся в здании, при обеспечении высокого уровня естественного освещения и незатемненной видимости через стекло.
Фактически, авторы настоящего изобретения определили, что до настоящего времени не было получено такое сочетание оптических и тепловых свойств и стекло, в котором скомбинированы такие различные свойства, является в особенности предпочтительным.
Таким образом, в соответствии с другим аспектом настоящее изобретение относится к натриево-известковому стеклу голубого цвета с высоким пропусканием света, приготовленному из основных составляющих, формирующих стекло, и красителей, количество которых, выраженное массе по отношению к общей массе стекла, отличается тем, что суммарное количество железа, выраженного в форме оксида Fe2О3, составляет меньше, чем 0,4 мас.%, и что оттенок при пропускании имеет доминирующую длину волны ( D) меньше, чем 494 нм, с пропусканием света (TLA4) большим, чем 66%, с чистотой возбуждения (Р) больше 3% и избирательностью (SE) больше 1,2.
Неожиданным оказалось, что стекло с высоким пропусканием света, с низким общим содержанием железа может иметь относительно выраженную голубую окраску при просмотре насквозь, что удовлетворяет в особенности предпочтительным критериям эстетики и позволяет, в то же время, получить высокую избирательность, позволяющую обеспечить передачу энергии на существенно более низком уровне при обеспечении исключительной видимости через стекло. Авторы настоящего изобретения определили, что такое стекло может быть получено, что является необычным, с помощью правильного выбора нескольких красящих веществ и можно легко наладить его производство с использованием промышленных печей.
Стекло в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения может иметь пропускание света больше 66%, например больше 68%, но предпочтительно оно имеет пропускание света (TLA4) больше или равно 70%. Такое стекло пригодно для использования в автомобилях, где требуется обеспечить определенный уровень пропускания света. Еще более неожиданным оказалось получение указанных выше свойств с таким высоким пропусканием света.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения цветное стекло предпочтительно имеет окислительно-восстановительное отношение, по меньшей мере, 30%. Такое значение окислительно-восстановительного отношения является предпочтительным для обеспечения высокой избирательности.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения цветное стекло предпочтительно содержит, по меньшей мере, один из следующих красителей в представленных соответствующих количествах, выраженных в массе по отношению к общей массе стекла:
Cr2O 3 от 2 до 500 чнм 
V2O5 от 0 до 1000 чнм 
Со от 0 до 100 чнм 
Se от 0 до 10 чнм 

Приведенное ниже описание относится ко всем аспектам настоящего изобретения.
Железо является красящим веществом, широко используемым в области производства цветных стекол. Присутствие Fe3+ придает стеклу свойство незначительного поглощения видимого света в области коротких длин волн (410 и 440 нм) и сильно выраженную полосу поглощения в области ультрафиолетового света (центр полосы поглощения находится на длине волны 380 нм), в то время как присутствие ионов Fe 2+ вызывает сильное поглощение поглощения в инфракрасном диапазоне (центр полосы поглощения находится на длине волны 1050 нм). Ион трехвалентного железа придает стеклу незначительную желтую окраску, в то время как ион двухвалентного железа дает более выраженную голубовато-зеленую окраску. Во всех других отношениях их свойства одинаковы, при этом ионы Fe2+ обеспечивают поглощение в инфракрасном диапазоне и, поэтому, определяют общую передачу энергии ТЕ.
Воздействие различных красящих веществ при производстве стекла рассмотрено по отдельности и состоит в следующем (в соответствии с публикацией "Le Verre" [Стекло] автора Н. Scholze, перевод J. Le Institut du Verre [Институт стекла], Париж):
Кобальт: Группа СоIIO4 приводит к интенсивной голубой окраске с доминирующей длиной волны, почти противоположной получаемой с помощью железо-селенового хромофора.
Хром: присутствие группы CrIIIO6 приводит к увеличению полос поглощения на длине волны 650 нм и придает легкую зеленую окраску. Более высокая степень окисления приводит к группе Cr VIO4, которая создает очень интенсивную полосу поглощения на длине волны 365 нм и придает желтую окраску.
Церий: присутствие ионов церия в составе стекла позволяет получить сильное поглощение в ультрафиолетовом диапазоне. Окись церия существует в двух формах: СеIV - создает поглощение в ультрафиолетовом диапазоне вокруг длины волны 240 нм, и Се III - создает поглощение в ультрафиолетовом диапазоне вокруг длины волны 314 нм.
Селен: катион Se4+ в действительности не создает окрашивающего эффекта, в то время как незаряженный элемент в форме SeO дает розовую окраску. Анион Se2- формирует хромофор с присутствующими ионами трехвалентного железа и соответственно придает стеклу красно-коричневый цвет.
Ванадий: при увеличении содержания окислов щелочного металла цвет изменяется от зеленого до бесцветного, что вызвано окислением группы VIIIO6 до VVO4 .
Марганец: содержится в стекле в форме практически бесцветной группы MnIIО6. Однако группа MnIII O6 в стекле, в составе которого содержится большое количество щелочных металлов, создает фиолетовый цвет.
Титан: TiO2 в стеклах придает им желтую окраску. В больших количествах даже можно получить, путем восстановления, группу TiIIIО6, которая придает стеклу фиолетовый или даже насыщенный красно-коричневый цвет.
Тепловые и оптические свойства стекла, содержащего несколько красящих веществ, таким образом, являются результатом сложного взаимодействия между ними. Фактически, поведение этих красящих веществ в существенной степени зависит от состояния их окисления, и поэтому от наличия других элементов, которые, вероятно, могут влиять на это состояние.
Цветное стекло в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно содержит красителя TiO 2 в количестве меньше 2 мас.% по отношению к общей массе стекла или еще более предпочтительно меньше 1 мас.%. Этот краситель в комбинации с красителем или красителями, требуемыми в соответствии с изобретением, позволяет получить определенные оттенки для конкретных вариантов применения. Он также обладает особым преимуществом, состоящим в уменьшении пропускания ультрафиолетового излучения через стекло.
Стекло в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно содержит менее 0,5 мас.% TiO2, предпочтительно меньше 0,3 мас.% TiO2, в идеале меньше 0,1 мас.% TiO 2. Более высокое содержание TiO2 создает риск придания стеклу желтой окраски, что противоречит требуемому в настоящем изобретении оттенку стекла. Фактически TiO2 в стекле в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно должен присутствовать только в качестве примеси, без необходимости специального его добавления.
Цветное стекло в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно содержит количество красителя CeO2 меньше 2 мас.% по отношению к общей массе стекла или еще более предпочтительно меньше 1 мас.%. Этот краситель является предпочтительным в том смысле, что позволяет обеспечить снижение пропускания ультрафиолетового излучения через стекло.
Однако этот элемент имеет тенденцию смещения доминирующей длины волны в направлении зеленого цвета, и, когда он присутствует в слишком большом количестве, его действие направлено против предпочтительной окраски в соответствии с настоящим изобретением.
Кроме того, СеО2 является очень дорогостоящим компонентом, и его использование даже в количествах, не превышающих 1 мас.% СеО2 в стекле, может удвоить стоимость сырьевых материалов, необходимых для производства.
В связи с этим стекло в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно содержит менее 0,5 мас.% СеО2 вместе с другими красящими веществами, предпочтительно меньше 0,3 мас.% СеО2 и в идеале меньше 0,1 мас.% CeO2.
Цветное стекло в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно содержит по большей части 50 чнм кобальта (Со). Слишком большое количество кобальта (Со) является нежелательным для обеспечения высокого уровня избирательности (SE).
Предпочтительно стекло в соответствии с настоящим изобретением содержит не более 0,13% MnO2, используемого вместе с другими красителями. MnO2 характеризуется окислительными свойствами, что создает риск придания зеленой окраски из-за изменения состояния коэффициента окисления-восстановления железа, если MnO2 используется в большем количестве. Предпочтительно стекло в соответствии с настоящим изобретением содержит менее 0,10 мас.% MnO2 и в идеале меньше 0,05 мас.% MnO2.
Кроме того, предпочтительно, чтобы стекло в соответствии с настоящим изобретением содержало среди красителей фторированные соединения в количестве менее 0,2 мас.% по отношению к общей массе стекла. Это связано с тем, что эти соединения приводят к выбросам из печи, которые являются очень вредными для окружающей среды и, кроме того, являются чрезвычайно коррозийными по отношению к блокам огнеупорных материалов облицовки внутренней поверхности указанной печи.
Кроме того, предпочтительно, чтобы стекло в соответствии с настоящим изобретением было получено из смеси основных составляющих, формирующих стекло, включающих MgO больше 2 мас.%, так как это соединение облегчает расплавление указанных составляющих.
В предпочтительных формах настоящего изобретения стекло содержит следующие количества красителей, выраженные в массе красителя по отношению к общей массе стекла, причем общее количество железа выражено в форме Fe2 O3:
Fe2О 3 от 0,27% до менее чем 0,4% 
FeO от 0,10% до 0,20% 
Со от 1 чнм до 35 чнм 
Cr2О 3 от 2 до 250 чнм 
V2O5 от 0 до 450 чнм 

и имеет следующие оптические свойства:
70,5%<TLA4<85%
40%<ТЕ4<60%
Р>3%
D 492 нм.
Стекла, обладающие такими характеристиками, являются в особенности пригодными для большого количества разнообразных вариантов применения в автомобилях, в частности, в качестве ветровых стекол и для применения в архитектуре. Полученные оптические свойства соответствуют избирательным продуктам, то есть продуктам, имеющим для данного пропускания света низкий уровень передачи энергии. Это ограничивает степень нагрева объемов, ограниченных стеклянными изделиями, изготовленными из таких стекол. Чистота пропускания, определенная таким образом, также является подходящей для таких вариантов применения.
Цветное стекло, в соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно, пригодно для остекления автомобилей. Например, может быть предпочтительным использовать его в качестве боковых стекол или ветровых стекол автомобиля.
Стекло в соответствии с настоящим изобретением может быть покрыто слоем оксидов металла, который уменьшает степень нагрева стекла под действием излучения солнца и, следовательно, степень нагрева пассажирского салона автомобиля, в котором используется такое стекло.
Стекла в соответствии с настоящим изобретением могут быть изготовлены с помощью обычных процессов. В качестве сырьевых материалов можно использовать природные материалы, повторно используемое стекло, шлак или комбинацию этих материалов. Красители не обязательно должны добавляться в указанной форме, но этот способ добавления количеств красителей в эквивалентах в указанных формах соответствует стандартной практике. На практике железо добавляют в форме железного сурика, кобальт добавляют в форме гидратированного сульфата, такого как CoSO4·7H 2O или CoSO4·6H2O, и хром добавляют в форме дихромата, такого как К2Cr2O 7. Церий вводят в форме оксида или карбоната. Что касается ванадия, его вводят в форме оксида ванадия или ванадата натрия. Селен, если он присутствует, добавляют в элементной форме или в форме селенита, такого как Na2SeO3 или ZnSeO3.
Другие элементы, такие как никель, иногда присутствуют в качестве примесей в сырьевых материалах, используемых для производства стекла в соответствии с настоящим изобретением, находясь в природных материалах, в повторно используемом стекле или в шлаке, но, когда эти примеси не приводят к отклонению свойств стекла за пределы установленных выше границ, такие сорта стекла рассматриваются как соответствующие настоящему изобретению. Настоящее изобретение будет проиллюстрировано следующими конкретными примерами оптических свойств и составов, причем эти примеры не следует рассматривать как ограничивающие настоящее изобретение.
Примеры 1-59
В Таблице I приведен путем не ограничивающего указания основной состав стекла и его составляющих сырья, которые расплавляют для производства стекла в соответствии с настоящим изобретением. Конечно, стекло, имеющее такие же оптические и энергетические свойства, может быть получено с использованием основного состава с количеством оксидов, находящимся в пределах диапазонов массовых процентов, приведенных в начале настоящего описания. В Таблице II приведено соотношение красителей и оптических свойств сортов стекла в соответствии с настоящим изобретением. Вышеуказанные соотношения определяются с помощью рентгеновской флюоресценции стекла и преобразуются в указанные молекулярные виды.
Таблица II ясно демонстрирует, что настоящее изобретение обеспечивает выбор цветных стекол с высоким пропусканием света с выраженным голубым оттенком, например TLA4 составляет 76,6% при доминирующей длине волны D=487,5 нм, с чистотой возбуждения Р 7,3% (Пример №1), имеющих высокую избирательность SE (1,4 в случае Примера 1). Эти стекла имеют очень привлекательный внешний вид, в частности, пригодный для остекления автомобилей.
В случае Примера №28, общий коэффициент цветопередачи Ra для стекла толщиной 4 мм был измерен в соответствии с Европейским Стандартом EN410 и составил 92,2%. Это считается очень хорошей цветопередачей и создает очень достоверное восприятие цветов, наблюдаемых через стекло.
Сырьевой материал, если необходимо, может содержать восстанавливающее вещество такое как кокс, графит, шлак, или окисляющее вещество, такое как нитрат. В этом случае пропорции других материалов адаптируют так, чтобы состав стекла остался неизменным.
ТАБЛИЦА I 
Состав основы стекла Составляющие основы стекла 
SiO 2 от 71,5 до 71,9% Песок 571,3 
Al 2O3 0,8% Полевой шпат 29,6 
СаО 8,8% Известь 35,7 
MgO 4,2% Доломит 167,7 
Na2O 14,1 % Ма2СОз 189,4 
К2О 0,1% Сульфат 5,0 
SO3 от 0,05 до 0,45% 

ТАБЛИЦА II 
Эксп. № Fe2О 3 (%) Со (чнм) V2O5 (чнм) Cr2O3 (чнм) Se (чнм) FeO (%) окисл. восст. отн. (%) TLA4 (%) ТЕ4 (%) TUV4 (%) SE D (нм) Р (%) 
1 0,35 12 10 6 0,120 38,0 76,6 54,8 36,5 1,40 487,5 7,3 
2 0,395 12 5 0,117 33,0 77,9 58,1 36,3 1,34 489,3 5,4 
3 0,35 14 50 50 0,111 35,0 76,2 55,9 36,2 1,36 489,4 6,4 
5 0,38 5 7 5 0,135 40,0 77,3 53,2 35,6 1,45 489,3 6,6 
6 0,38 10 6 0,120 35,0 77,5 55,7 35,1 1,39 488,7 6,2 
7 0,38 0 2 3 0,113 33,0 81,1 57,8 34,9 1,40 493,6 3,7 
8 0,38 13 6 0,110 32,0 77,7 57,3 34,9 1,36 488,3 5,9 
9 0,39 14 3 0,121 34,5 76,9 57,2 36,7 1,35 488,3 6,2 
10 0,30 15 203 0,108 39,8 73,3 53,5 40,7 1,37 493,6 6,7 
11 0,37 1 5 3 0,141 42,3 77,8 52,3 38,0 1,49 489,9 6,5 
12 0,36 5 200 2 0,123 38,0 77,8 54,8 38,1 1,42 490,4 5,7 
13 0,28 28 250 0,087 34,6 71,1 55,9 41,1 1,27 492,6 7,1 
14 0,27 35 410 3 0,093 38,1 70,7 55,5 41,8 1,28 484,0 11,1 
15 0,33 8 210 105 0,134 45,2 73,6 50,2 39,8 1,46 491,9 7,4 
16 0,29 14 75 135 0,098 37,5 75,5 56,0 40.9 1,35 492,2 6,1 
18 0,35 24 2 98 0,123 39,5 71,3 52,1 38.9 1,37 488,0 9,2 
25 0,31 14 58 0,101 36,0 76,9 57,0 40.0 1,35 488,9 6,5 
26 0,38 11 25 0,117 34,5 77,2 55,9 37,3 1,38 489,3 6,0 
33 0,35 18 301 43 0,120 38,0 74,0 55,5 38,5 1,33 489,3 7,1 
34 0,32 22 150 83 0,121 42,0 72,1 53,7 40,0 1,34 488,4 8,8 
36 0,36 21 75 0,188 58,0 66,3 42,3 39,6 1,57 487,1 13,6 
37 0,38 28 89 0,169 50,0 66,5 45,9 38,4 1,45 487,0 12,6 
39 0,38 23 380 25 0,176 52,0 67,1 45,3 38,5 1,48 487,0 12,2 
40 0,36 23 150 182 0,178 55,0 64,7 42,8 39,3 1,51 489,9 12,0 
41 0,36 25 125 220 0,191 59,0 62,2 39,8 39,6 1,56 489,9 13,2 
42 0.36 25 220 75 0,156 48,0 68,0 48,0 38,9 1,42 487.6 11,2 
43 0,37 21 160 98 0,150 45,0 69,8 49,7 38,2 1,41 489,2 9,5 
45 0,36 23 202 0,188 58,0 63,8 40,9 39,6 1,56 489,6 12,9 
46 0,35 35 354 0,15 48,0 61,8 45,2 39,5 1,37 492,3 11,0 
47 0,25 41 383 0,11 47,0 62,4 48,9 43,3 1,28 491,5 11,3 
48 0,26 51 345 0,09 38,0 63,0 53,6 42,2 1,17 489,9 11,1 
54 0,38 12 3 0,116 34,0 78,0 58,1 37,0 1,34 488,8 5,7 
55 0,37 15 5 4 0,133 40,0 74,1 54,0 37,9 1,37 489,3 5,2 
56 0,39 15 6 0,123 35,0 76,4 56,8 36,7 1,35 488,0 6,6 
57 0,39 19 12 0,130 37,0 74,5 55,1 36,8 1,35 487,1 7,9 




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Цветное натриево-известковое стекло с высоким пропусканием света, состоящее из основных составляющих, формирующих стекло, и красителей, количество которых выражено в массе по отношению к общей массе стекла, отличающееся тем, что оно содержит общее количество железа, выраженного в форме оксида Fe2O 3, составляющее меньше 0,4 мас.%, и что оно имеет окислительно-восстановительное отношение, по меньшей мере, 30% при содержании FeO, по меньшей мере, 0,08 мас.% и что оно содержит, в общем, по меньшей мере, пять частей на миллион (чнм) и, по большей мере, 1500 чнм по массе, по крайней мере, одного из следующих красителей в соответствующих указанных количествах, чнм:
Cr2O 3 2-500 
V2O5 0-1000 
Со 0-100 
Se 0-10 

2. Цветное стекло по п.1, отличающееся тем, что оно имеет пропускание света (TLA4) больше или равное 66%.
3. Цветное стекло по п.2, отличающееся тем, что оно имеет пропускание света (TLA4) больше или равное 70%.
4. Цветное стекло по п.3, отличающееся тем, что оно имеет пропускание света (TLA4) больше или равное 72%, предпочтительно больше или равное 75%.
5. Цветное стекло по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что его оттенок при пропускании света имеет доминирующую длину волны ( D) меньше 494 нм.
6. Цветное стекло по п.5, отличающееся тем, что его оттенок при пропускании света имеет доминирующую длину волны ( D) менее 492 нм.
7. Цветное стекло по п.6, отличающееся тем, что его оттенок при пропускании света имеет доминирующую длину волны ( D) менее 490 нм.
8. Цветное стекло по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что его оттенок при пропускании света имеет чистоту возбуждения (Р) больше 3%, предпочтительно больше 5%.
9. Цветное стекло по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что оно имеет избирательность (SE) больше или равную 1,2.
10. Натриево-известковое стекло голубого цвета с высоким пропусканием света, составленное из формирующих стекло основных составляющих и из красителей, отличающееся тем, что оно содержит общее количество железа, выраженное в форме оксида Fe2O3 , составляющее меньше 0,4 мас.%, Cr2O3 в количестве от 2 до 500 чнм по отношению к общей массе стекла, и что его оттенок при пропускании света имеет доминирующую длину волны ( D) менее 494 нм, пропускание света (TLA4) составляет более чем 66%, чистота возбуждения (Р) составляет более 3%, а избирательность (SE) более 1,2.
11. Цветное стекло по п.10, отличающееся тем, что оно имеет пропускание света (TLA4) больше или равное 70%.
12. Цветное стекло по п.10 или 11, отличающееся тем, что его окислительно-восстановительное отношение составляет, по крайней мере, 30%.
13. Цветное стекло по любому из пп.10-12, отличающееся тем, что оно содержит, по меньшей мере, один из следующих красителей в соответствующих указанных количествах, выраженных в массе по отношению к общей массе стекла, чнм:
Cr2О3 2-500 
V 2O5 0-1000 
Со 0-100 
Se 0-10 

14. Цветное стекло по любому из пп.1-13, отличающееся тем, что оно содержит менее 0,3% TiO2 по отношению к общей массе стекла.
15. Цветное стекло по п.14, отличающееся тем, что оно содержит менее 0,1% TiO2 по отношению к общей массе стекла.
16. Цветное стекло по любому из пп.1-15, отличающееся тем, что оно содержит менее 0,3% CeO2 по отношению к общей массе стекла.
17. Цветное стекло по п.16, отличающееся тем, что оно содержит менее 0,1% CeO 2 по отношению к общей массе стекла.
18. Цветное стекло по любому из пп.1-17, отличающееся тем, что оно содержит по большей части 50 чнм по массе Со по отношению к общей массе стекла.
19. Цветное стекло по любому из пп.1-18, отличающееся тем, что содержит более 2 мас.% MgO.
20. Цветное стекло по любому из пп.1-19, отличающееся тем, что оно содержит следующее количество красителей, выраженное в массе по отношению к общей массе стекла, причем общее количество железа выражено в форме Fe2O3:
Fe2O 3 От 0,27 до менее 0,4% 
FeO 0,10-0,20% 
Со 1-35 чнм 
Cr2О 3 2-250 чнм 
V2O5 0-450 чнм 

и имеет следующие оптические свойства:
70,5% < TLA4 < 85%
40% < ТЕ4 < 60%
Р > 3%
D 492 нм.
21. Цветное стекло по любому из пп.1-20, отличающееся тем, что из него формируют остекление для автомобилей.
22. Цветное стекло по любому из пп.1-20, отличающееся тем, что из него формируют остекление для зданий.



ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к стекольной промышленности: стекольные составы и композиции, обработка стекла, оборудование для производства и разработки новых стекольных составов и композиций, приспособления и механизмы для обработки и производства стекла, специальные стекла и др.



Стекло. Стекольные составы и композиции. Обработка стекла




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "закалка стекла" будет найдено словосочетание "закалка стекла". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("закалка" или "стекла").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+закалка -стекла".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "состав" будут найдены слова "составы", "составом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "состав!".


Рейтинг@Mail.ru