DE69613791T2 - Glasscheibe für die herstellung von verglasungen - Google Patents
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Description
- Die Erfindung betrifft Glasscheiben, welche zur Herstellung von Verglasungen geeignet sind, die in der Lage sind, in Personen- und Nutzkraftwagen eingebaut zu werden und insbesondere als Seitenscheiben zu dienen.
- Die für letzteren Verwendungstyp verwendeten Glasscheiben haben, was ihren Lichttransmissionsgrad betrifft, gesetzliche Vorschriften zu erfüllen. So müssen die zur Herstellung von Seitenscheiben vorgesehenen Glasscheiben einen globalen Lichttransmissionsgrad für Normlichtart A (TLA) von mindestens 70% aufweisen.
- Gegenwärtig ist die verglaste Fläche von Kraftfahrzeugen sehr groß und, da die Forderungen der Kunden nach Komfort immer anspruchsvoller werden, suchen die Automobilbauer nach jedem Mittel, das es erlaubt, das Wärmeempfinden der Fahrzeuginsassen abzuschwächen, die der Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind. Gleichzeitig versuchen die Automobilbauer aber auch, das Gewicht der gläsernen Komponenten so sehr wie möglich zu senken.
- Um einen hohen Lichttransmissionsgrad im sichtbaren Bereich des Sektrums zu erhalten, wobei jedoch die übrige Sonnenenergie möglichst weitgehend absorbiert wird, ist es bekannt, in die für die Herstellung der Glasscheiben verwendete Glaszusammensetzung Eisen einzubauen. Dabei liegt das Eisen gleichzeitig in Form von Eisen(III)-oxid (Fe&sub2;O&sub3;) und Eisen(II)-oxid (FeO) im Glas vor. Die Anwesenheit von Fe&sub2;O&sub3; ermöglicht die Absorption der UV-Strahlung und der kurzwelligen Strahlung im sichtbaren Bereich des Spektrums, während andererseits die Anwesenheit des FeO die Absorption der Strahlung im Nahen IR und der langwelligen Strahlung im sichtbaren Bereich erlaubt. Wenn auch durch die Erhöhung des Gehalts an Eisen in seinen zwei oxidierten Formen die Absorption der Strahlung an beiden Enden des sichtbaren Spektrums verstärkt wird, so wird dieser Effekt doch auf Kosten der Lichttransmission erreicht.
- Bisher sind verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden, um die Fähigkeit der Eisenoxide, diese Strahlungen zu absorbieren, wobei dennoch der größtmögliche Lichttransmissionsgrad erhalten bleibt, am besten zu nutzen.
- So sind im Patent EP-B-297 404 Kalk-Natron-Silicatgläser beschrieben und beansprucht, deren Gehalt an in Form von Fe&sub2;O&sub3; ausgedrücktem Gesamteisen 0,45 bis 0,65% beträgt. Diese Gläser werden unter solchen Bedingungen erzeugt, dass mindestens 35% und vorzugsweise mindestens 50% des Gesamteisens in Form von FeO vorliegen. Durch die Erhöhung des so erhaltenen FeO-Gehalts ist es möglich, die Absorption der Gläser im Infrarot zu verstärken und den globalen Strahlungstransmissionsgrad (TE) zu verringern. Wenn jedoch ein Glas in Gegenwart von Schwefel unter stark reduzierenden Bedingungen hergestellt wird, nimmt es eine goldgelbe Farbe an, die auf die Bildung von Chromophoren zurückzuführen ist, die aus der Reaktion zwischen dem Schwefel und dem dreiwertigen Eisen resultieren. Um dies zu vermeiden, ist es daher notwendig, die Sulfate aus dem Glasrohstoffgemisch zu entfernen und, da der Schwefelgehalt in einem Glas niemals null ist, darauf zu achten, dass der Gehalt an dreiwertigem Eisen niedrig bleibt, was dazu führt, den Gesamteisengehalt streng zu begrenzen. Daraus ergibt sich ein mäßiges Absorptionsvermögen dieser Gläser für UV-Strahlung.
- Weiterhin ist die Erzeugung von Gläsern bekannt, die wegen ihres höheren Gesamteisengehaltes, der im zuvor genannten europäischen Patent vorgeschlagen wird, einen guten Lichttransmissionsgrad mit einer guten Absorption von Infrarot- und Ultraviolettstrahlung vereinen.
- So sind im Patent US-A-5 214 008 Gläser beschrieben, die frei von Ceroxid und anderen Oxiden dieses Typs sind und zwischen 0,7 und 0,95 Gew.-% in Form von Fe&sub2;O&sub3; ausgedrücktem Gesamteisen enthalten. Diese Gläser werden in herkömmlichen Öfen aus üblichen Glasrohstoffen erzeugt. Die Redoxstufe des Glases wird durch Zugabe von Kohlenstoff und Natriumsulfat zum Glasrohstoffgemisch eingestellt.
- Diese Redoxstufe variiert in solchen engen Grenzen wie das Eisen in Form von FeO im Glas von 0,19 bis 0,24 Gew.-% variiert, wobei dieses Glas bei einer Dicke von 3,7 bis 4,8 Millimeter einen Lichttransmissionsgrad von über 70%, einen UV- Transmissionsgrad von unter 38% und einen globalen Strahlungstransmissionsgrad von unter 44,5% aufweist.
- Andere Zusammensetzungen von Kalk-Natron-Silicatgläsern erlauben es, bei einer festgelegten Dicke einen Lichttransmissionsgrad von mindestens 70% und eine gute Absorption der Infrarot- und Ultraviolettstrahlung zu erhalten. Das trifft insbesondere auf die in den Patentanmeldungen EP-A-488 110 und WO-91/07356 beschriebenen zu. Außer den Eisenoxiden enthalten die in diesen Patentanmeldungen vorgeschlagenen Gläser Ceroxid und Titanoxid.
- Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Glasscheibe bereitzustellen, die aus einem Glas gebildet ist, das in der Lage ist, sich auf der Oberfläche eines Bades aus geschmolzenem Metall auszubreiten, deren Transmissionseigenschaften im Wesentlichen durch die Anwesenheit von Eisenoxiden bestimmt werden und welche im Verhältnis zu Glasscheiben mit vergleichbarem globalem Lichttransmissionsgrad ein Absorptionsvermögen für Infrarot- und Ultraviolettstrahlung aufweist, das bei geringerer Dicke dem dieser Glasscheiben wenigstens gleichwertig ist.
- Der Erfindung liegt weiterhin als Aufgabe zugrunde, Glasscheiben bereitzustellen, welche die Herstellung von Seitenscheiben für Kraftfahrzeuge erlauben und deren Dicke kleiner als die der bekannten Seitenscheiben ist, welche aber dennoch vergleichbare Transmissionseigenschaften aufweisen.
- Die erfindungsgemäßen Aufgaben werden gelöst durch eine Glasscheibe, die aus einem Kalk-Natron-Silicatglas gebildet ist, das, angegeben in Gewichtsprozenten, 0,85 bis 2% in Form von Fe&sub2;O&sub3; ausgedrücktes Gesamteisen enthält und dessen Gewichtsanteil an zweiwertigem Eisen in Form von FeO 0,21 bis 0,40% beträgt, wobei das Glas bei einer Dicke von zwischen 2 und 3 mm einen globalen Lichttransmissionsgrad für Normlichtart A (TLA) von mindestens 70%, einen globalen Strahlungstransmissionsgrad (TE) von unter etwa 50% und einen UV- Transmissionsgrad von unter etwa 25% und alle anderen im Patentanspruch 1 definierten Eigenschaften aufweist. Die Werte für Licht- und Strahlungstransmissionsgrad wurden gemäß der Methode Parry Moon Mass 2 und der UV-Transmissionsgrad wurde gemäß der von der Norm ISO 9050 festgelegten Methode ermittelt.
- Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Glasscheiben verwendeten Gläser werden in herkömmlichen Schmelzöfen für das Floatglasverfahren aus üblichen Rohstoffen, denen Glasbruch zugegeben sein kann, erzeugt. Das Schmelzen und Läutern dieser Gläser findet in Flammenöfen statt, welche gegebenenfalls mit Elektroden versehen sind, die für die Erhitzung der Glasschmelze in der Masse durch Fließen eines elektrischen Stroms zwischen ihnen sorgen. Die Redoxstufe der Gläser wird mit Hilfe von Oxidationsmitteln wie Natriumsulfat und von Reduktionsmitteln wie Koks eingestellt. Die zum Glasrohstoffgemisch zugegebene Natriumsulfatmenge ist unter Berücksichtigung der Eigenschaften des Ofens, in welchem das Gemisch geschmolzen wird, derart, dass der SO&sub3;-Gehalt des Glases im Allgemeinen 0,08 bis 0,35% beträgt. Der Gehalt an dem Sulfat entsprechenden Reduktionsmitteln wird, ebenfalls unter Berücksichtigung der Eigenschaften des Ofens, in welchem das Glas erschmolzen wird, derart berechnet, dass die Redoxstufe des Glases innerhalb genauer Grenzen gehalten wird. Diese Grenzen sind durch die Extremwerte des Verhältnisses der Menge des in Form von FeO ausgedrückten zweiwertigen Eisens zur Menge des in Form von Fe&sub2;O&sub3; ausgedrückten Gesamteisens festgelegt. Erfindungsgemäß variiert dieses Verhältnis von FeO/Fe&sub2;O&sub3; von 20 bis 34%.
- Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Glasscheibe verwendeten Gläser können außerdem bis zu etwa 0,04% eines oder mehrerer der folgenden Bestandteile: CoO, Cr&sub2;O&sub3;, Se, TiO&sub2;, MnO, NiO und CuO enthalten. Diese Bestandteile können aus in einigen Glasrohstoffen enthaltenen Verunreinigungen und/oder aus dem den Glasrohstoffen zugemischten Glasbruch stammen; sie können auch dem Glasrohstoffgemisch absichtlich zugegeben werden, beispielsweise um ein bestimmtes farbliches Aussehen zu erzeugen.
- Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Glasscheiben eingesetzten Gläser sind Kalk-Natron-Silicatgläser, die im Wesentlichen aus folgenden Bestandteilen mit Anteilen bestehen, die durch nachstehende, in Gewichtsprozenten angegebenen Grenzen definiert sind:
- SiO&sub2; 64 bis 75%
- Al&sub2;O&sub3; 0 bis 5%
- B&sub2;O&sub3; 0 bis 5%
- CaO 2 bis 15%
- MgO 0 bis 5%
- Na&sub2;O 9 bis 18%
- K&sub2;O 0 bis 5%,
- Fe&sub2;O&sub3; (Gesamteisen, angegeben in Form von) 0,85 bis 2%,
- FeO 0,21 bis 0,40%,
- CoO, Cr&sub2;O&sub3;, Se, TiO&sub2;, MnO, NiO, CuO 0 bis 0,04%,
- SO&sub3; 0,08 bis 0,35%.
- Außer den weiter oben genannten Transmissionseigenschaften weisen die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Glasscheiben eingesetzten Gläser im Allgemeinen einen ins Blaugrün gehenden Farbton auf. Ihre dominierende Wellenlänge für Normlichtart C beträgt im Allgemeinen 490 bis 510 Nanometer.
- Erfindungsgemäß werden die Glasscheiben vorzugsweise aus einem Kalk-Natron-Silicatglas hergestellt, das, angegeben in Gewichtsprozenten, 0,95 bis 2% in Form von Fe&sub2;O&sub3; ausgedrücktes Gesamteisen enthält, wobei der Gewichtsanteil des zweiwertigen Eisen in Form von FeO 0,29 bis 0,40% beträgt. Die aus einem solchen Glas bestehenden Glasscheiben weisen bei einer Dicke von unter 3 mm und über 2 mm einen globalen Strahlungstransmissionsgrad (TE) von unter etwa 46% auf.
- In dieser Ausführungsform enthält das zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Glasscheibe eingesetzte Glas vorzugsweise einen FeO-Gehalt, der zwischen 25 und 30% des in Form von Fe&sub2;O&sub3; ausgedrückten Gesamteisengehalts ausmacht.
- In einer weiteren Ausführungsform werden die erfindungsgemäßen Glasscheiben vorzugsweise aus einem Glas hergestellt, das im Wesentlichen aus folgenden Bestandteilen mit Anteilen besteht, die durch nachstehende, in Gewichtsprozenten angegebenen Grenzen definiert sind:
- SiO&sub2; 68 bis 75%,
- Al&sub2;O&sub3; 0 bis 3%
- B&sub2;O&sub3; 0 bis 5%,
- CaO 2 bis 10%
- MgO 0 bis 2%,
- Na&sub2;O 9 bis 18%
- K&sub2;O 0 bis 8%,
- Fe&sub2;O&sub3; (Gesamteisen, angegeben in Form von) 0,95 bis 2%
- CoO, Cr&sub2;O&sub3;, Se, TiO&sub2;, MnO, NiO, CuO 0 bis 0,04%,
- FeO 0,29 bis 0,40%,
- SO&sub3; 0,08 bis 0,35%.
- Die aus einem so definierten Glas bestehenden Glasscheiben weisen bei einer Dicke von unter 3 mm und über 2 mm einen globalen Strahlungstransmissionsgrad (TE) von unter etwa 46% auf.
- In dieser Ausführungsform enthält das zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Glasscheibe eingesetzte Glas vorzugsweise einen FeO-Gehalt, der zwischen 20 und 32% des in Form von Fe&sub2;O&sub3; ausgedrückten Gesamteisengehalts ausmacht.
- Ganz allgemein kann das zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Glasscheibe verwendete Glas bis zu 1,5% Gew.-% CeO&sub2; enthalten, das die Absorption der Ultraviolettstrahlung begünstigt.
- Zur besseren Veranschaulichung der Vorteile der Erfindung befinden sich beispielhafte Gläser, die zur Herstellung von erfindungsgemäßen Glasscheiben verwendet wurden, am Ende der Beschreibung.
- Diese Gläser können durch das Floatglasverfahren zu einem endlosen Band verarbeitet werden. Die erfindungsgemäßen Glasscheiben werden durch Zuschneiden eines Bandes erhalten, das eine Dicke aufweist, die zwischen 1 und 3 Millimetern variieren kann. Diese Glasscheiben können einzeln oder im Verbund verwendet werden, um für den Einbau in Kraftfahrzeuge vorgesehene Verglasungen herzustellen.
- Zur Herstellung von Seitenscheiben kann eine einzelne vorgespannte Glasscheibe verwendet werden, deren Dicke weniger als 3 Millimeter beträgt. Bei einer solchen Dicke wird von den erfindungsgemäßen Glasscheiben eine gute Absorption der Ultraviolettstrahlung und ein guter Wärmekomfort sichergestellt, wobei sie es erlauben, das Gewicht des Glasanteils am Kraftfahrzeug merklich zu verringern. Es kann auch eine Verbundverglasung hergestellt werden, die beispielsweise zwei Glasscheiben mit etwa 1 mm Dicke, die durch eine Zwischenfolie aus einem organischen Material, beispielsweise durch eine Polyvinylbutyralfolie (PVB), getrennt sind, umfasst.
- Wie andere Verglasungen auch können die aus erfindungsgemäßen Gläsern erhaltenen Verglasungen zuvor Oberflächenbehandlungen unterworfen werden. Tabelle 1
Claims (8)
1. Glasscheibe, die aus einem Kalk-Natron-Silicatglas gebildet ist, dadurch
gekennzeichnet, dass sie aus einem Glas gebildet ist, das im Wesentlichen aus folgenden
Bestandteilen mit Anteilen besteht, die durch nachstehende, in Gewichtsprozenten angegebenen
Grenzen definiert sind:
SiO&sub2; 64 bis 75%,
Al&sub2;O&sub3; 0 bis 5%,
B&sub2;O&sub3; 0 bis 5%,
CaO 2 bis 15%,
MgO 0 bis 5%,
Na&sub2;O 9 bis 18%,
K&sub2;O 0 bis 5%,
Fe&sub2;O&sub3; (Gesamteisen, angegeben als) 1,5 bis 2%,
CoO, Cr&sub2;O&sub3;, Se, TiO&sub2;, MnO, NiO, CuO 0 bis 0,04%,
FeO 0,21 bis 0,40%,
SO&sub3; 0,08 bis 0,35%,
wobei das Glas bei einer gegebenen Dicke von zwischen 2 und 3 mm einen globalen
Lichttransmissionsgrad für Normlichtart A (TLA) von mindestens 70%, einen globalen
Strahlungstransmissionsgrad (TE) von unter etwa 50% und einen UV-
Transmissionsgrad von unter etwa 25% aufweist.
2. Glasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Glas
besteht, dessen Eisen(II)-Gehalt in Form von FeO zwischen 20 und 34% des in Form von
Fe&sub2;O&sub3; angegebenen Gesamteisengehalts ausmacht.
3. Glasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Glas
gebildet ist, dessen Eisen(II)-Gehalt in Form von FeO zwischen 25 und 30% des in Form
von Fe&sub2;O&sub3; angegebenen Gesamteisengehalts ausmacht.
4. Glasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Glas
gebildet ist, das folgende Bestandteile mit Anteilen umfasst, die durch nachstehende, in
Gewichtsprozenten angegebenen Grenzen definiert sind:
SiO&sub2; 64 bis 75%,
Al&sub2;O&sub3; 0 bis 3%,
B&sub2;O&sub3; 0 bis 5%,
CaO 2 bis 10%,
MgO 0 bis 2%,
Na&sub2;O 9 bis 18%,
K&sub2;O 0 bis 8%,
Fe&sub2;O&sub3; (Gesamteisen, angegeben als) 1,5 bis 2%,
CoO, Cr&sub2;O&sub3;, Se, TiO&sub2;, MnO, NiO, CuO 0 bis 0,04%,
FeO 0,29 bis 0,40%,
SO&sub3; 0,08 bis 0,35%,
wobei die Glasscheibe bei einer Dicke von unter 3 mm und über 2 mm einen globalen
Strahlungstransmissionsgrad (TE) von unter etwa 46% aufweist.
5. Glasscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Glas
gebildet ist, dessen Eisen(II)-Gehalt in Form von FeO zwischen 20 und 32% des in Form
von Fe&sub2;O&sub3; angegebenen Gesamteisengehalts ausmacht.
6. Glasscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
sie aus einem Glas gebildet ist, das bis zu 1,5 Gew.-% CeO&sub2; enthält.
7. Verglasung, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus mindestens einer Glasscheibe
besteht, deren Dicke zwischen 1 und 3 mm beträgt und welche aus einem Glas gebildet
ist, dessen chemische Zusammensetzung durch einen der vorhergehenden Ansprüche
definiert ist.
8. Verglasung, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus zwei durch eine Zwischenfolie aus
einem organischen Material getrennten Glasscheiben besteht, die aus einem Glas
gebildet sind, dessen chemische Zusammensetzung durch einen der Ansprüche 1 bis 8
definiert ist.
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