КОМПОЗИЦИЯ СЕРОГО СТЕКЛА Российский патент 2012 года по МПК C03C3/87 

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% ИК_{коэффициент пропускания} (% ИК): 36-55% 38-50% 38-45% УФ_{коэффициент 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.

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.

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