Композиция серого стекла


 


Владельцы патента RU 2458869:

ГАРДИАН ИНДАСТРИЗ КОРП. (US)

Изобретение относится к композиции серого стекла. Технический результат изобретения заключается в повышении пропускания видимого света и в снижении пропускания ИК-излучения серого стекла. Серое стекло содержит матричное стекло и окрашивающую часть. Матричное стекло содержит следующие компоненты, мас.%: SiO2 67-75, Na2O 10-20, CaO 5-15; MgO 0-7, Al2O3 0-7, K2O 0-7. Окрашивающая часть содержит следующие компоненты: суммарное железо (Fe2O3) от 0,20 до 0,40%, селен 2-20 ч/млн, оксид кобальта от 0,0025 до 0,0060%, оксид титана менее 1,0%. Серое стекло содержит оксид титана и при номинальной толщине 6 мм имеет величину редокса (FeO/Fe2O3), по меньшей мере, 0,20%, пропускание видимого света, по меньшей мере, 55%, УФ-пропускание 25-32%, преобладающую длину волны в диапазоне от 470 нм до 555 нм, чистоту возбуждения не более чем 5,0% и пропускание ИК не более 55%. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 6 табл.

 

Настоящее описание является частично продолжающей заявкой (CIP) патента США c серийным № 11/896606, поданного 4 сентября 2007, полное раскрытие которого настоящим включено здесь ссылкой. Настоящее изобретение относится к композициям серого стекла и способам его изготовления. Более конкретно, настоящее изобретение относится к композициям нейтрального серого стекла, которые обладают способностью достижения высокого пропускания света в видимой области и приемлемыми спектральными характеристиками пропускания солнечного света (например, уменьшенный коэффициент ИК-пропускания и приемлемый % TS). Такие композиции стекла используются, например и без ограничения, в автомобильных окнах (например, ветровые стекла, боковые и задние стекла машин с откидывающимся верхом и люки на крыше) и/или для использования в архитектурных/жилых окнах.

Область техники, к которой относится изобретение

Серое цветное стекло является желательным в определенных архитектурных применениях, например там, где данное стекло, при использовании в качестве оконного стекла, защищает жителей или внутреннюю часть здания от окружающих солнечных условий. Кроме того, автомобильная промышленность в течение ряда лет нуждается в стекле, имеющем серый цвет, для использования в автомобильных окнах. В то же самое время также желательно, чтобы коэффициент пропускания в ИК (инфракрасном) диапазоне светового спектра был сведен до минимума. Трудно сочетать желаемый серый цвет, высокое пропускание видимого света (например, 55% или выше) и уменьшенное ИК-пропускание в коммерчески приемлемом стекле.

Считается, что стеклянное окно или другое стеклянное изделие имеет желаемый ″серый″ цвет, когда оно имеет преобладающую длину волны от 435 нм до 570 нм, более предпочтительно от 470-555 нм и наиболее предпочтительно от примерно 480-500 нм. Более того, серое стекло предпочтительно имеет чистоту возбуждения (Ре), меньше или равную примерно 5,0%.

Поскольку стекло, имеющее ″серый″ цвет, является часто желаемым, как объяснено выше, иногда также существует необходимость или желание, достичь определенных уровней коэффициента пропускания света, традиционно определяемых:

Lta как коэффициента пропускания видимого света,

УФ как коэффициента пропускания ультрафиолетового света, и

ИК как коэффициента пропускания инфракрасного света.

Диапазоны толщины стекла от примерно 1-7 мм, более предпочтительно от примерно 3-4 мм, типично используют при измерении вышеуказанных характеристик. Данные диапазоны толщины обычно известны как традиционные толщины для листов стекла, изготовленных способом получения флоат-стекла, а также как известные диапазоны толщины в автомобильной промышленности.

Определенные известные солнцезащитные зеленые флоат-стекла изготавливаются по рецептуре так, чтобы достичь желаемых спектральных характеристик пропускания солнечного света, большей частью благодаря использованию в них больших количеств общего железа. К сожалению, зеленая окраска таких стекол не всегда хорошо гармонирует с определенными наружными автомобильными красками и иногда наносит вред интерьерам автомобиля при взгляде через стекло, и большие количества железа не всегда желательны для обработки стекла.

Патент США № 6235666 описывает композицию серого стекла, способную достичь хороших спектральных характеристик пропускания солнечного света, включая желаемый серый цвет. В частности, патент США № 6235666 описывает серое стекло с окрашивающей частью, включающей 0,5-0,8% суммарного железа (выраженного в виде Fe2O3), 0,5-3,0% Er2O3 и 0,0-1,0% TiO2. Несмотря на то что это превосходное стекло, оно иногда нежелательно, поскольку оно требует много очень дорогого оксида эрбия (Er2O3). Таким образом, в данной области техники существует потребность в сером стекле, которое может достигать желаемого серого цвета в сочетании с приемлемыми спектральными характеристиками пропускания солнечного света, без необходимости в большом количестве эрбия.

Патент США № 7135425 также описывает композицию серого стекла. Пример 1 патента '425 включает 0,28% суммарного железа (выраженного в виде Fe2O3), 0,18% оксида эрбия, 3 ч./млн Se, 19 ч./млн оксида кобальта, 0,145% FeO; и коэффициент редокса стекла, равный 0,5, таким образом достигая коэффициента пропускания видимого света примерно 70,5%, ИК-пропускания (% ИК) примерно 40,3 и полного пропускания солнечного света (% TS) примерно 53,07. Патент '425 объясняет, что ИК-поглощение достигается использованием высокого коэффициента редокса стекла, то есть, по меньшей мере, 0,35, и предпочтительно, по меньшей мере, 0,46 (например, см. колонку 4, строки 60-66). К сожалению, несмотря на то что такие стекла согласно патенту '425 достигают хорошего цвета и являются приемлемыми во многих отношениях, они являются нежелательными в отношении требования таких высоких величин коэффициента редокса стекла (например, коэффициент редокса стекла больше чем 0,35 предпочтительно, по меньшей мере, 0,46). Такие высокие величины коэффициента редокса стекла являются нежелательными по той причине, что из-за этого может возникать синее окрашивание, так что правильный серый цвет не может быть достигнут; патент '425 использует дорогой элемент эрбий, чтобы скомпенсировать данный эффект. Кроме того, такие высокие величины коэффициента редокса стекла являются нежелательными, поскольку они требуют специальной компенсации в процессе производства стекла, например компенсации атмосферы печи и/или значительных очищающих добавок к смеси шихты, как будет понятно специалистам в данной области техники.

Патент США № 5364820 описывает нейтральное серое стекло. Пример 1 патента '820 включает, например, 0,403% суммарного железа (выраженного в виде Fe2O3), 0,41% оксида церия, 0,31% оксида титана, 23,2 ч./млн СоО, 7,6 ч./млн Se и коэффициент редокса стекла, равный 0,243. Данный пример патента '820 имеет коэффициент пропускания видимого света, равный 70,3%, коэффициент полного пропускания солнечного света (% TS), равный 60,4%, и коэффициент пропускания ИК (% ИК), равный 59%. К сожалению, данный пример патента '820 является нежелательным из-за его очень высокого пропускания ИК (% ИК) и также из-за необходимости очень высокого количества дорогого оксида церия. В частности, часто нежелательно допускать такое большое ИК-излучение через стекло, и также нежелательно использование столь дорогого оксид церия.

Принимая во внимание вышесказанное, очевидно, что в данной области техники существует необходимость в новом составе стекла, который преодолевает одну или более из вышеуказанных проблем, при условии достижения желаемого серого цвета и желаемого регулирования свойства (свойств) пропускания солнечного света (например, функция защиты от ИК) в конкретной промышленности, в которой оно должно быть использовано.

Сущность иллюстративных вариантов осуществления настоящего изобретения на практике

Иллюстративный вариант осуществления настоящего изобретения предлагает серое стекло, имеющее преобладающую длину волны от 435 нм до 570 нм (более предпочтительно от примерно 470-555 нм и наиболее предпочтительно от примерно 480-500 нм) и приемлемые характеристики пропускания солнечного света. Данное стекло включает окрашивающую часть, имеющую от 0,20 до 0,40% суммарного железа (выраженного в виде Fe2O3) (более предпочтительно от 0,23 до 0,35%, еще более предпочтительно от 0,23 до 0,32%; наиболее предпочтительно от 0,25 до 0,30%); коэффициент редокса стекла не более 0,30 (более предпочтительно от 0,18 до 0,30, даже более предпочтительно от примерно 0,18 до 0,25 и наиболее предпочтительно от 0,18 до 0,24); от примерно 2 до 20 ч./млн Se (более предпочтительно от примерно 3 до 12 ч./млн и наиболее предпочтительно от примерно 3 до 8 ч./млн Se); от примерно 25 до 60 ч./млн оксида кобальта (более предпочтительно от примерно 30 до 55 ч./млн и наиболее предпочтительно от примерно 30 до 50 ч./млн оксида кобальта); и от 0 до 1% оксида титана (более предпочтительно от 0 до 0,75%; наиболее предпочтительно от 0,05 до 0,60%).

В определенных иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения данное стекло по существу свободно от одного, двух или всех трех оксидов: оксида эрбия, оксида никеля и оксида церия.

В определенных иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения зеленоватая окраска оксида железа компенсируется окраской смеси селена и оксида кобальта. Более того, низкий коэффициент редокса стекла позволяет изготавливать стекло без потребности или с уменьшенной потребностью в специальной компенсации атмосферы печи и/или в очищающих добавках в смеси шихты.

Вышеуказанные композиции стекла неожиданно позволяют достичь высокого коэффициента пропускания видимого света (например, по меньшей мере, 55%, более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 59%) в сочетании с хорошей защитной функцией от ИК. Например, в определенных иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения данное стекло имеет, в сочетании с вышеуказанным высоким коэффициентом пропускания видимого света, % ИК не более чем 55%, 52%, 50% или 45% (например, % ИК от примерно 36-55%, более предпочтительно от примерно 38-50% и наиболее предпочтительно от примерно 38-45%) с тем, чтобы обеспечить окрашенное серое стекло (возможно, с синим оттенком) со свойствами низкого коэффициента пропускания ИК и с низким солнечным теплопритоком, при условии поддержания высокого пропускания видимого света.

В определенных иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения обеспечивается серое стекло, включающее:

часть матричного стекла, включающую:

Ингредиент мас.%
SiO2 67-75%
Na2O 10-20%
CaO 5-15%
MgO 0-7%
Al2O3 0-7%
K2O 0-7%

и окрашивающую часть, по существу состоящую или включающую:

Суммарное железо (выраженное в виде Fe2O3) от 0,20 до 0,40%
Селен 2-20 ч/млн
Оксид кобальта от 0,0025 до 0,0060%
Оксид титана от 0 до 1,0%

где данное серое стекло имеет величину коэффициента редокса (FeO/Fe2O3) не более чем 0,30, пропускание видимого света (Lta), по меньшей мере, 55%, преобладающую длину волны в диапазоне от 470 нм до 555 нм, чистоту возбуждения (Ре) не более чем 5,0% и пропускание ИК (% ИК) не более чем 55%.

В определенных иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения обеспечивается серое стекло, включающее:

часть матричного стекла, включающую:

Ингредиент мас.%
SiO2 67-75%
Na2O 10-20%
CaO 5-15%
MgO 0-7%
Al2O3 0-7%
K2O 0-7%

и окрашивающую часть, по существу состоящую или включающую:

Суммарное железо (выраженное в виде Fe2O3) от 0,20 до 0,40%
Селен от 0,0002 до 0,0020%
Оксид кобальта от 0,0025 до 0,0060%
Оксид титана от 0 до 1,0%

где данное серое стекло имеет величину коэффициента редокса (FeO/Fe2O3) не более чем 0,27, пропускание видимого света (Lta), по меньшей мере, 55%, преобладающую длину волны в диапазоне от 470 нм до 555 нм, чистоту возбуждения (Ре) не более чем 5,0% и пропускание ИК (% ИК) не более чем 55%.

Подробное описание определенных иллюстративных вариантов осуществления настоящего изобретения

Серые стекла в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения могут быть использованы, например, в качестве окон при архитектурном использовании стекла, окон в автомобильной промышленности и/или в других подходящих применениях.

Определенные стекла в соответствии с настоящим изобретением используют натриево-кальциево-силикатное стекло в качестве своей основной композиции стекла, к которой добавляются определенные ингредиенты, составляющие уникальную окрашивающую часть. Пример стекла на натриево-кальциево-силикатной основе в соответствии с определенными вариантами осуществления настоящего изобретения, на основе массового процента, включает следующие основные ингредиенты:

Таблица 1
Иллюстративное матричное стекло
Ингредиент мас.%
SiO2 67-75%
Na2O 10-20%
CaO 5-15%
MgO 0-7%
Al2O3 0-7%
K2O 0-7%

В матричное стекло также могут быть включены другие неосновные ингредиенты, включая различные очищающие добавки, такие как сульфат натрия, кристаллическая вода и/или аналогичное. В определенных вариантах осуществления, например, стекло может быть изготовлено из шихты сырья кварцевого песка, кальцинированной соды, доломита, известняка, с использованием сульфата натрия (SO3) в качестве осветлителя. Также могут быть использованы восстановитель(и), такой как Si (металлический) (Si), монооксид кремния (SiO), сахароза и/или углерод. Предпочтительно стекла на натриево-кальциево-силикатной основе в настоящем описании включают по массе от примерно 10-15% Na2O и от примерно 6-12% СаО.

В определенных иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения к матричному стеклу (например, смотри таблицу 1 выше) добавляют окрашивающую часть, которая вызывает окрашивание образовавшегося стекла в серый цвет (см. преобладающую длину волны, обсуждавшуюся здесь) и достижение желаемых свойств регулирования солнечного света (например, уменьшенный коэффициент пропускания ИК в сочетании с высоким коэффициентом пропускания видимого света). В определенных иллюстративных вариантах осуществления данное стекло включает окрашивающую часть, состоящую из или включающую от 0,20 до 0,40% суммарного железа (выраженного в виде Fe2O3) (более предпочтительно от 0,23 до 0,35%, наиболее предпочтительно от 0,23 до 0,32%); коэффициент редокса стекла не более 0,30 (более предпочтительно от 0,18 до 0,30; наиболее предпочтительно от 0,18 до 0,25 или от 0,18 до 0,24); от примерно 2 до 20 ч/млн Se (более предпочтительно от примерно 3 до 12 ч/млн и наиболее предпочтительно от примерно 3 до 8 ч/млн Se); от примерно 25 до 60 ч/млн оксида кобальта (более предпочтительно от примерно 30 до 55 ч/млн и наиболее предпочтительно от примерно 30 до 50 ч/млн оксида кобальта); и от 0 до 1% оксида титана (более предпочтительно от 0 до 0,75%; наиболее предпочтительно от 0,05 до 0,60%).

В определенных иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения данное стекло по существу свободно от одного, двух или всех трех оксидов: оксида эрбия, оксида никеля и оксида церия. В определенных иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения зеленоватая окраска оксида железа компенсируется окраской смеси селена и оксида кобальта. Более того, низкий коэффициент редокса стекла позволяет изготавливать стекло без потребности или с уменьшенной потребностью в специальной компенсации атмосферы печи и/или в очищающих добавках в смеси шихты.

Как отмечено выше, в определенных иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения окрашивающая часть стекла (или само стекло) по существу свободно от одного, двух или всех трех оксидов: оксида эрбия, оксида никеля и оксида церия. В частности, в определенных иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения окрашивающая часть включает не более чем примерно 0,010%, более предпочтительно не более чем примерно 0,005% и наиболее предпочтительно не более чем примерно 0,001% или 0% каждого из оксида эрбия, оксида никеля и оксида церия. Следовые количества оксида никеля, возможно превышающие эти величины, более вероятно будут присутствовать в стеклах в соответствии с определенными иллюстративными вариантами осуществления настоящего изобретения, нежели оксид церия и оксид эрбия, которые могут составлять 0% в определенных иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения.

Окрашивающие части в различных вариантах осуществления настоящего изобретения могут или включать материалы таблицы 2 ниже, или состоять в основном из материалов, перечисленных в таблице 2 ниже.

Таблица 2
Иллюстративная окрашивающая часть
Ингредиент Предпочтительно Более предпочтительно Наиболее предпочтительно
Суммарное железо (выраженное в виде Fe2O3): от 0,20 до 0,40% от 0,23 до 0,35% от 0,23 до 0,33%
Селен (Se): 2-20 ч/млн 3-12 ч/млн 3-8 ч/млн
Оксид кобальта (например, Со3О4): 0,0025-0,0060% 0,0030-0,0055% 0,0035-0,0050%
Оксид титана (например, TiO2): от 0 до 1,0% от 0 до 0,75% от 0,05 до 0,60%
% FeO (мас.% спектральный): от 0,04 до 0,11% от 0,04 до 0,10% от 0,05 до 0,09%
Коэффициент редокса стекла (FeO/Fe2O3): ≤0,30 от 0,18 до 0,30 от 0,18 до 0,25
Оксид церия (например, Ce2O3): ≤0,010 или 0,005 ≤0,001 0
Оксид эрбия (например, Er2O3): ≤0,010 или 0,005 ≤0,001 0

Однако следует понимать, что малые количества других материалов (например, осветлители, добавки, способствующие плавлению, и/или примеси) могут присутствовать в данном стекле, такие как хром, марганец, молибден, олово, хлор, цинк, цирконий, Si, сера, фтор, литий и стронций, без отхода от назначения (назначений) и/или задачи (задач) настоящего изобретения.

Вышеуказанная окрашивающая часть позволяет достичь серого цвета, в то же самое время поддерживая удовлетворительными свойства пропускания солнечного света, включая высокий коэффициент пропускания видимого света, в сочетании с низкими ИК (инфракрасными) и приемлемыми общими свойствами пропускания солнечного света.

В определенных иллюстративных вариантах осуществления стекла могут быть охарактеризованы одной или более оптическими характеристиками, изложенными ниже, при проведении измерений с номинальной толщиной от 1-7 мм, более предпочтительно от примерно 3-7 мм (примерно 5, 6 или 7 мм могут быть использованы для сравнительной толщины в определенных иллюстративных не ограничивающих вариантах осуществления). В таблице 3 коды цвета а*, b* и L* находятся в соответствии с I11.D65, угол наблюдения 10 градусов, как известно в данной области техники. Отметим, что % УФ определяли в соответствии с ISO 9050, AM1.5. % ИК измеряли для 800-2100 нм.

Таблица 3
Примерные оптические характеристики
Характеристика Предпочтительная Более предпочтительная Наиболее предпочтительная
Lta (пропускание видимого света): ≥55% ≥59% 59-66%
ИКкоэффициент пропускания (% ИК): 36-55% 38-50% 38-45%
УФкоэффициент пропускания (% УФ): 25-35% 25-32% 27-30%
% TS (полное пропускание солнечного света): 53-59% 54-59% 53-58%
Преобладающая длина волны (λ): 435-570 нм 470-555 нм 480-500 нм
Чистота возбуждения (Ре): ≤5,0 ≤4,5 ≤3,0
а* (I11.D65, 10 град): от -1 до -4 от -1,5 до -3,5 от -2 до -3
b* (I11.D65, 10 град): от +2 до -6 от 0 до -5 от -1 до -4
L* (I11.D65, 10 град): от 79 до 87 от 80 до 86 от 82 до 85

″Серый″ цвет, достигаемый стеклами в соответствии с определенными иллюстративными вариантами осуществления настоящего изобретения, является функцией преобладающей длины волны и чистоты возбуждения. Серое стекло в настоящем описании типично имеет преобладающую длину волны от 435 нм до 570 нм и чистоту возбуждения (Ре) не более чем примерно 5,0 или 4,5%. Более того, из вышесказанного можно видеть, что желаемое серое окрашивание и высокий коэффициент пропускания видимого света неожиданным образом сочетались с низкими ИК-величинами.

Суммарное количество железа, присутствующего в данном стекле и, таким образом, в его окрашивающей части, выражается здесь в величинах Fe2O3 в соответствии с общепринятой практикой. Это, однако, не означает, что все железо действительно находится в форме Fe2O3. Также количество железа в железистом состоянии описывается здесь как FeO, даже если все железистое состояние железа в данном стекле может не быть в форме FeO. Доля суммарного железа в железистом состоянии (т.е. FeO) используется для определения окислительно-восстановительного состояния стекла (т.е коэффициента редокса стекла), которое выражается как отношение FeO/Fe2O3, которое является массовым процентом (%) железа в железистом состоянии (выраженное как FeO), деленным на массовый процент (%) суммарного железа (выраженного как Fe2O3). Таким образом, Fe2O3 означает суммарное железо, и FeO означает железо в железистом состоянии. Железо в железистом состоянии (Fe2+; FeO) является сине-зеленым красителем, в то время как железо в состоянии трехвалентного железа (Fe3+) является желто-зеленым красителем. В соответствии с определенными вариантами осуществления настоящего изобретения окрашивающая часть композиции данного стекла характеризуется величиной коэффициента редокса стекла (т.е. FeO/Fe2O3) не более чем 0,30, более предпочтительно от 0,18 до 0,30, еще более предпочтительно от 0,18 до 0,25 и наиболее предпочтительно от 0,18 до 0,24. Отмечают, что в различных вариантах осуществления настоящего изобретения железо может быть добавлено к шихте данного стекла в процессе производства в любой подходящей форме (например, посредством крокуса и/или мелита).

Стекло в соответствии с определенными вариантами осуществления настоящего изобретения часто получают путем известного флоат-процесса, в котором используется ванна для лужения. Таким образом, специалистам в данной области техники будет понятно, что в результате формирования стекла на расплавленном олове в определенных иллюстративных вариантах осуществления небольшие количества олова или оксида олова могут мигрировать в поверхностные области данного стекла на стороне, которая находилась в контакте с ванной для лужения в процессе производства (т.е. типично флоат-стекло может иметь концентрацию оксида олова, равную 0,05% или более (мас.), в первых нескольких микронах ниже поверхности, которая находилась в контакте с ванной для лужения).

Se (селен) может присутствовать в окрашивающей части в различных вариантах осуществления и действовать как розовый краситель. Поскольку селен часто соединяется с железом в виде селенида железа (FeSe) в стекле для получения коричневого цвета, в настоящем описании в окрашивающей части селен упоминается как ″Se″, что означает, например, что включено его состояние в виде Se, так же как и его другие состояния в стекле, например FeSe.

Кобальт (Со) является синим красителем. Считают, что большая часть кобальта в данном стекле находится в оксидном состоянии Со3О4. Однако другие оксидные состояния СоО также возможны в стеклах в соответствии с настоящим изобретением. Таким образом, до тех пор пока четко не указано противоположное, термины ″оксид кобальта″, ″СоО″ и ″Со3О4″ при использовании в настоящем описании включают не только кобальт в данном/данных особом оксидном состоянии (состояниях), но также включает (включают) кобальт, который может присутствовать в другом оксидном или неоксидном состоянии (состояниях).

Эрбий (Er) является розовым красителем. В определенных вариантах осуществления настоящего изобретения стекла в настоящем описании не содержат эрбий (и оксид эрбия). Однако в других иллюстративных вариантах осуществления могут быть использованы небольшие количества эрбия. В таких случаях считают, что большая часть эрбия в данном стекле находится в оксидном состоянии Er2O3. Однако другие оксидные состояния эрбия также возможны в стеклах в соответствии с настоящим изобретением. Таким образом, до тех пор пока четко не указано противоположное, термины ″оксид эрбия″ и ″Er2O3″ при использовании здесь включают не только эрбий в данном/данных особом оксидном состоянии (состояниях), но также включает (включают) эрбий, который может присутствовать в другом оксидном или неоксидном состоянии (состояниях).

Оксид титана является необязательным красителем, который также выполняет функцию поглощения УФ, в некоторых иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения. Многочисленные оксидные состояния Ti также возможны. Таким образом, до тех пор пока точно не указано противоположное, термины ″оксид титана″ и ″TiO2″ при использовании в настоящем описании включают не только Ti в данном/данных особом оксидном состоянии (состояниях), но также включает (включают) Ti, который может присутствовать в другом оксидном или неоксидном состоянии (состояниях).

Примеры

Стекла определенных иллюстративных вариантов осуществления настоящего изобретения могут быть изготовлены из ингредиентов шихты с использованием известных методов плавления и очистки стекла, установленных вышеуказанным конечным анализом стекла. Сульфат натрия использовали в качестве осветлителя известным способом. Примеры в настоящем описании включали следующие композиции, соответственно, в терминах мас.% от общего стекла, если не обозначено противоположное. Коэффициент редокса в данной таблице ниже представляет собой коэффициент редокса стекла в противоположность коэффициенту редокса шихты. % содержания FeO измеряли спектрально. Отметим, что следовые количества Ba, Cr и Ni были обеспечены в каждом примере, но не перечислены ниже с целью простоты. Ни оксид церия, ни оксид эрбия не присутствовали ни в одном из примеров.

Таблица 4
Композиции стекла примеров 1-4
Материал/Свойство Пример 1 Пример 2 Пример 3 Пример 4
SiO2 73,29% 72,16% 72,51% 71,36%
Al2O3 0,366% 0,346% 0,353% 0,35%
CaO 8,41% 8,76% 8,73% 9,13%
MgO 3,82% 4,01% 4,01% 4,19%
Na2O 13,52% 14,05% 13,70% 14,21%
K2O 0,08% 0,08% 0,08% 0,08%
MnO 0,015% 0,015% 0,015% 0,015%
SO3 0,174% 0,27% 0,287% 0,34%
Суммарное железо (Fe2O3): 0,291% 0,279% 0,289% 0,287%
Селен (Se): 0,0005% 0,0006% 0,0007% 0,0005%
Оксид кобальта (Со3О4): 0,0039% 0,0044% 0,0029% 0,0046%
Оксид титана (TiO2): 0,027% 0,026% 0,026% 0,026%
% FeO: 0,0624 0,0564 0,0536 0,0522
Коэффициент редокса стекла (FeO/Fe2O3): 0,21 0,20 0,19 0,18

Спектральные характеристики для иллюстративных стекол с толщиной примерно 4-7 мм были следующими (скорректированы к толщине в 6 мм для каждого примера), где Lta (коэффициент пропускания видимого света), L*, a* и b* измеряли в соответствии с I11.D65, угол наблюдения 10 градусов:

Таблица 5
Спектральные характеристики примеров
Свойство Пример 1 Пример 2 Пример3 Пример 4
Lta (коэфф. пропускания видимого света %): 62,03 62,88 64,18 63,40
% ИК: 49,36 52,20 53,53 54,37
% УФ (ISO9050 AM1.5): 29,32 31,82 27,45 30,42
% TS: 55,67 57,78 58,4 59,1
L*: 82,96 83,48 83,99 83,77
a*: -2,47 -2,79 -1,56 -3,12
b*: -1,27 -3,07 1,87 -3,39
Чистота возбужд. (Ре%): 2,57 4,34 1,66 4,80
Преобл. длина волны (нм): 489 485 557 485

Иллюстративные стекла для примеров 5-6 изложены ниже. Ни оксид церия, ни оксид эрбия не присутствовали ни в одном из примеров. Матричные стекла в данных примерах были подобны стеклам примеров 1-4, поэтому дополнительные материалы изложены ниже. Коды цвета a* и b* измеряли в соответствии с D65/10 градусов.

Таблица 6
Композиции стекла и спектральные свойства примеров 5-6
Материал/Свойство Пример 5 Пример 6
SO3 0,27% 0,27%
суммарное железо (Fe2O3): 0,35% 0,32%
селен (Se): 4 ч/млн 4 ч/млн
оксид кобальта (Со3О4): 40 ч/млн 38 ч/млн
% FeO: 0,081 0,078
Коэффициент редокса стекла (FeO/Fe2O3): 0,23 0,24
Lta (коэф. пропускания видимого света %): 61,82 63,24
% ИК (800-2100 нм): 40,4 41,95
a*: -2,61 -2,41
b*: -1,88 -2,26

Термины, использованные в настоящем описании, известны из уровня техники, относящегося к стекольной промышленности. Например, световое пропускание (Lta) (I11.D65, угол наблюдения 10 градусов) понятно из уровня техники и используется здесь в соответствии с известным значением. Термины и характеристики пропускания ультрафиолетового света (% УФ), пропускания инфракрасного излучения (% ИК), полного пропускания солнечного света (% TS), преобладающей длины волны (DW) и чистоты возбуждения (т.е. % ″чистоты″, или Ре) также хорошо понятные из уровня техники, так же как методы их измерения. Преобладающая длина волны (DW) может быть рассчитана и измерена традиционно в соответствии с вышеуказанной CIE Публикацией 15.2 (1986) и ASTM: E 308-90. Термин ″преобладающая длина волны″ включает как реальную измеренную длину волны, так и, где применимо, ее рассчитанное дополнение. Чистота возбуждения (Ре или % ″чистоты″) может быть измерена традиционно в соответствии с CIE Публикацией 15.2 (1986) и ASTM: E 308-90.

После предоставления вышеприведенного описания многие другие свойства, модификации и улучшения будут понятны специалисту в данной области. Такие свойства, модификации и улучшения, следовательно, рассматриваются как часть настоящего изобретения, объем которого должен определяться следующей ниже формулой изобретения.

1. Серое стекло, включающее:
часть матричного стекла, включающую, мас.%:

SiO2 67-75
Na2O 10-20
CaO 5-15
MgO 0-7
Al2O3 0-7
K2O 0-7

и окрашивающую часть, состоящую по существу из:
суммарное железо (выраженное в виде Fe2O3) от 0,20 до 0,40%
селен 2-20 ч./млн
оксид кобальта от 0,0025 до 0,0060%
оксид титана менее 1,0%,

в котором данное серое стекло содержит оксид титана и при номинальной толщине 6 мм имеет величину редокса (FeO/Fe2O3) не более 0,30, пропускание видимого света (Lta) 59-66%, УФ пропускание 25-32%, преобладающую длину волны в диапазоне от 470 нм до 555 нм, чистоту возбуждения (Ре) не более чем 5,0%, и пропускание ИК (% ИК) 38-50%.

2. Стекло по п.1, в котором стекло имеет величину редокса (FeO/Fe2O3) от 0,18 до 0,30 и пропускание ИК (% ИК) не более чем 45%.

3. Стекло по п.1, в котором стекло имеет преобладающую длину волны в диапазоне от 480 нм до 500 нм и чистоту возбуждения (Ре) не более чем 4,5%.

4. Стекло по п.1, в котором стекло имеет % TS не более чем 50%.

5. Стекло по п.1, в котором указанная окрашивающая часть состоит в основном из:

суммарное железо (выраженное в виде Fe2O3) от 0,25 до 0,40%
селен 3-8 ч./млн
оксид кобальта от 0,0035 до 0,0050%
оксид титана менее 0,75%

6. Стекло по п.1, в котором стекло имеет цвет, характеризующийся следующими параметрами при измерении в соответствии с I11.D65, угол наблюдения 10°:

a* от -1 до -4
b* от +2 до -6

7. Стекло по п.1, в котором стекло имеет цвет, характеризующийся следующими параметрами при измерении в соответствии с I11.D65, угол наблюдения 10°:

а* от-1,5 до-3,5
b* от 0 до -5
L* от 80 до 86.

8. Серое стекло, включающее:
часть матричного стекла, включающую, мас.%:

SiO2 67-75
Na2O 10-20
CaO 5-15
MgO 0-7
Al2O3 0-7
K2O 0-7

и окрашивающую часть, включающую:
суммарное железо (выраженное в виде Fe2O3) по меньшей мере 0,20%
селен 2-20 ч./млн
оксид кобальта от 0,0025 до 0,0060%
оксид титана менее 1,0%,

в котором данное серое стекло содержит оксид титана и по существу свободно от оксида церия, при номинальной толщине 6 мм имеет величину редокса (FeO/Fe2O3) не более чем 0,30, пропускание видимого света (Lta), по меньшей мере, 55%, пропускание УФ 25-32%, преобладающую длину волны в диапазоне от 470 нм до 555 нм, чистоту возбуждения (Ре) не более чем 5,0%, и пропускание ИК (% ИК) 36-55.

9. Стекло по п.8, в котором стекло имеет величину редокса (FeO/Fe2O3) от 0,10 до 0,30 и пропускание ИК (% ИК) не более чем 45%.

10. Стекло по п.8, в котором стекло имеет преобладающую длину волны в диапазоне от 480 нм до 500 нм и чистоту возбуждения (Ре) не более чем 4,5%.

11. Стекло по п.8, в котором стекло имеет величину редокса (FeO/Fe2O3) от 0,18 до 0,25.

12. Стекло по п.8, в котором стекло имеет % TS не более чем 50%.

13. Стекло по п.8, в котором указанная окрашивающая часть включает:

суммарное железо (выраженное в виде Fe2O3) от 0,20 до 0,40%
селен 3-12 ч./млн
оксид кобальта от 0,0025 до 0,0055%
оксид титана менее 0,75%

14. Стекло по п.8, в котором указанная окрашивающая часть включает:

суммарное железо (выраженное в виде Fe2O3) от 0,25 до 0,35%
селен 3-8 ч./млн
оксид кобальта от 0,0035 до 0,0050%
оксид титана менее 0,75%

15. Стекло по п.8, в котором стекло имеет цвет, характеризующийся следующими параметрами при измерении в соответствии с I11.D65, угол наблюдения 10°:

а* от -1 до -4
b* от +2 до -6

16. Стекло по п.8, в котором стекло имеет цвет, характеризующийся следующими параметрами при измерении в соответствии с I11.D65, угол наблюдения 10°:

а* от -1,5 до-3,5
b* от 0 до -5
L* от 80 до 86

17. Стекло по п.8, в котором стекло по существу свободно от оксида эрбия.

18. Серое стекло, включающее:
часть матричного стекла, включающую, мас.%:

SiO2 67-75
Na2O 10-20
CaO 5-15

и окрашивающую часть, включающую или состоящую в основном из:
суммарное железо (выраженное в виде Fe2O3) от 0,20 до 0,40%
селен от 0,0002 до 0,0020%
оксид кобальта от 0,0025 до 0,0060%
оксид титана менее 1,0%,

в котором данное серое стекло содержит оксид титана и при номинальной толщине 6 мм имеет величину редокса (FeO/Fe2O3) 0,10-0,25, пропускание видимого света (Lta), по меньшей мере, 59%, УФ пропускание 25-32%, преобладающую длину волны в диапазоне от 470 нм до 555 нм, чистоту возбуждения (Ре) не более чем 5,0%, и пропускание ИК (% ИК) 38-50%.

19. Стекло по п.18, в котором стекло имеет величину редокса (FeO/Fe2O3) от 0,10 до 0,25 и пропускание видимого света (Lta), по меньшей мере, 59%.

20. Стекло по п.18, в котором стекло имеет преобладающую длину волны в диапазоне от 480 нм до 500 нм и чистоту возбуждения (Ре) не более чем 4,5%.

21. Стекло по п.18, в котором стекло имеет величину редокса (FeO/Fe2O3) от 0,18 до 0,25.

22. Стекло по п.18, в котором указанная окрашивающая часть в основном состоит из:

суммарное железо (выраженное в виде Fe2O3) от 0,20 до 0,35%
селен от 0,0003 до 0,0012%
оксид кобальта от 0,0025 до 0,0055%
оксид титана менее 0,75%

23. Стекло по п.18, в котором стекло имеет цвет, характеризующийся следующими параметрами при измерении в соответствии с I11.D65, угол наблюдения 10°:

a* от -1 до -4
b* от +2 до -6
L* от 79 до 87


 

Похожие патенты:

Изобретение относится к натриево-кальциево-силикатному стеклу, пропускающему ультрафиолет (УФ). .
Стекло // 2435739
Изобретение относится к стеклянным сферам, используемым в качестве проппантов для расклинивания нефтяных и газовых скважин. .

Изобретение относится к голубому стеклу, слабо поглощающему солнечное излучение. .

Изобретение относится к листу стекла, выполненного из составов зеленых стекол, имеющих улучшенные УФ-характеристики. .
Стекло // 2385843
Изобретение относится к области технологии силикатов, а именно к составам стекла для изготовления посуды, сувениров, ваз, пепельниц и т.д. .
Стекло // 2384532
Изобретение относится к области технологии силикатов, а именно к составам стекол, которые могут быть использованы для изготовления изделий хозяйственно-бытового назначения.

Изобретение относится к стеклопряже, пригодной для армирования органических и/или неорганических материалов, а также к композитам, включающим структуры в виде мата, сетки или ткани, изготовленные из этой пряжи
Изобретение относится к полым предметам из стекла, имеющим повышенное светопропускание и высокую защиту от разрушения излучениями. Техническим результатом изобретения является получение при толщине стекла 5 мм общей светопропускающей способности, большей или равной 70%, причем указанную светопропускающую способность вычисляют при помощи источника света С, такого как определен в стандарте ISO/CIE 10526, и наблюдателя, отвечающего требованиям МКО 1931 для работы в области колориметрии, такого как определен в стандарте ISO/CIE 10527, и фильтрующую способность, большую или равную 65%, в частности 70%, причем указанная фильтрующая способность определяется как равная величине 100%, уменьшенной на среднюю арифметическую пропускания от 330 до 450 нм. Указанный предмет имеет химическую композицию кремниево-натриево-кальциевого типа, которая содержит следующие оптические поглощающие агенты, количество которых варьируется в следующих весовых пределах: Fе2О3 (общее количество железа) от 0,01 до 0,15%; TiO2 от 0,5 до 3%; сульфиды (S2-) от 0,0010 до 0,0050%. 10 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к стекольной промышленности, в частности, к составу термостойкого зеленого стекла, предназначенного для получения светофильтров со сложной кривизной поверхности, покрытой токопроводящим слоем пленки, используемых в БАНО самолетов пятого поколения. Термостойкое зеленое стекло для светофильтров включает SiO2, K2O, Li2O, CuO, Cr2O3, SrO, BaO, Bi2O3, P2O5, ZrO2 при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO2 72,0-75,0; Li2O 1,5-3,0; ZrO2 1,0-2,0; K2O 5,0-7,0; BaO 7,5,0-9,5; P2O5 1,0-1,5; Bi2O3 2,0-3,0; SrO 2,0-4,0; CuO 1,5-2,0; Cr2O3 0,1-0,2. Технический результат изобретения заключается в том, что предложенное термостойкое зеленое стекло имеет повышенный интегральный коэффициент светопропускания, обеспечивающий после нанесения токопроводящего покрытия из SnO2 высокую яркость сигнала и координаты цветности, отвечающие требованиям МКО. Хорошие технологические свойства предложенного состава стекла (пониженные температуры варки и выработки) позволяют применить предложенный состав для производства светофильтров со сложной кривизной поверхности методом прессования. 1 ил., 2 табл.
Изобретение относится к стекольной промышленности. Техническим результатом изобретения является получение зеленого теплопоглощающего стекла для транспорта и строительства, имеющего коэффициент светопропускания видимого излучения (TV)≥70% и коэффициент пропускания полной солнечной энергии (TS)≤50% при доминантной длине волны λd - 498-530 нм и степенью восстановления Fe2O3 в нем до FeO 25-30%. Способ производства зеленого теплопоглощающего стекла осуществляют путем регулирования ОВП стекломассы за счет введения в шихту смеси окислителей и восстановителей: окислителей - сульфата натрия и натриевой селитры (Na2SO4+NaNO3) в суммарном количестве 10,0-12,5 кг на тонну стекломассы при соотношении (Na2SO4:NaNO3)=(4-2):1 и восстановителя углерода (С) при соотношении (Na2SO4+NaNO3):С=1:(0,02-0,025). Возможно введение в шихту дополнительных красителей ряда Cr2O3, CuO, Pr2O3, V2O5 при их содержании в стекле, мас.%: Cr2O3 - 0-0,03; CuO - 0-0,25; Pr2O3 - 0-0,07; V2O5 - 0-0,08 и их смесей. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к способу формования высокопрочных стеклянных волокон и к изделиям, сформированным из них. Волокна получают в стеклоплавильной печи, свободной от платины или других материалов на основе благородных металлов. Одна из композиций для изготовления волокон включает, масс.%: от 50 до 75 SiO2; от 15 до 30 Al2O3; от 5 до 20 MgO; от 0 до 10 CaO; и от 0 до 5 R2O, где R2O равно сумме Li2O, Na2O и K2O. Композиция имеет более высокую температуру образования волокон, от 2400°F (1316°C) до 2900°F (1593°C), и/или температуру жидкой фазы ниже, чем температура волокнообразования, до 45°F (25°C). Другая композиция включает, масс.%: от 64 до 75 SiO2; от 16 до 24 Al2O3; от 8 до 12 MgO; и от 0.25 до 3 R2O, где R2O равно сумме Li2O, Na2O и K2O, и имеет температуру образования волокон менее 2650°F (1454°C) и °ΔТ не менее 80°F (45°C). Техническим результатом изобретения является возможность производства высококачественных волокон в печах и каналах питателя, свободных от платины и других материалов на основе благородных металлов, и снижение стоимости изготовления стеклянных волокон. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил., 4 табл.

Изобретение относится к способу снижения редокс-отношения стекломассы. Натриево-кальциевое силикатное стекло для покровных пластин солнечного коллектора и солнечных зеркал с общим содержанием железа менее 0,010% масс. в пересчете на Fe2O3 имеет редокс-отношение менее 0,350 СеO2 и обладает спектральными свойствами, включающими пропускание в видимой области и общее пропускание инфракрасного диапазона солнечного света более 90% при толщине 5,5 миллиметров, и уменьшенной соляризацией. Стекло получают нагреванием ванны с расплавом натриево-кальциевого силикатного стекла смесью воздуха для горения и горючего газа с удельным расходом воздуха для горения более 11 или удельным расходом кислорода для горения более 2,31. Через ванну стекломассы барботируют кислород. Кислород окисляет двухвалентное железо до трехвалентного железа для снижения редокс-отношения. Техническим результатом изобретения является повышение пропускания и снижение поглощения стекла в видимом и ИК-диапазоне. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил., 7 табл.

Изобретение относится к темным тонированным стеклам для транспортных средств. Окно для крыши транспортного средства включает остекление из не имеющего нанесенного покрытия стекла, характеризующегося значением Lta в диапазоне от более чем 0% до 10% и коэффициентом прохождения солнечного излучения в диапазоне, равном или меньшем 30%, согласно измерению при толщине стекла в диапазоне 3,6-4,1 миллиметра, например при толщине 3,6 мм, 3,9 мм или 4,1 мм. Стекло содержит известково-натриевую основу и краситель следующего состава, масс.%: совокупное железо в виде Fe2O3 по меньшей мере 0,950 масс. %; FeO по меньшей мере 0,50 масс. %; CoO более чем 0,030 масс. %. Техническим результатом изобретения является создание остеклений, обладающих коэффициентом прохождения солнечного излучения, установленным советом CARB. 14 з.п. ф-лы, 6 табл., 2 ил.

Изобретение относится к биологически совместимой и рассасывающейся композиции стекловолокна. Технический результат изобретения заключается в снижении нейротоксичности и цитотоксичности композиции. Композиция содержит следующие компоненты, мас.%: SiO2 62-68; Na2O 10-15; CaO 8-20; MgO 0-10; P2O5 0,5-3,0; B2O3 0-4; Al2O3 0-2,5; меньше 0,05 мас.% калия. 5 н. и 8 з.п.ф-лы, 2 ил., 10 пр.

Изобретение относится к составам стекла и волокна. Технический результат изобретения заключается в повышении стойкости к щелочной и кислотной коррозии, механической прочности. Композиция стекла содержит, вес.%: SiO2 53-64; Al2O3 9-12; R2O 8,5-18; Fe2O3 менее 1, причем композиция стекла содержит 0-3 весовых процентов ZnO и R2O содержит K2O в количестве от 2 до 4 весовых процентов. Композиция также содержит RO в количестве, обеспечивающем массовое отношение R2O/RO в диапазоне от примерно 0,15 до примерно 1,5. 8 н. и 22 з.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к составам стекол для получения стекловолокна. Композиция R-стекла, включающая SiO2 в количестве 59.0-60.93 мас.%, Al2O3 в количестве 14.5-20.5 мас.%, СаО в количестве 11.0-16.0 мас.%, MgO в количестве 5.5-11.5 мас.%, Na2О в количестве 0.0-4.0 мас.%, TiO2 в количестве 0.0-2.0 мас.%, B2O3 в количестве примерно 0.0-3.0 мас.%, K2О, Fe2O3, ZrO2 и фтор, каждый в количестве примерно 0.0-1.0 мас.%, а также SrO и ZnO, каждый в количестве примерно 0.0-2.0 мас.%. Технический результат изобретения заключается в получении повышенного модуля Юнга, низкой температуры формования и достаточно большой разности между температурой формования и температурой ликвидуса. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 10 табл.
Наверх