專利名稱：藍(lán)綠色玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的背景本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明一般地涉及著色或有色玻璃，更具體地，涉及適用于建筑和汽車玻璃應(yīng)用的藍(lán)綠色鈉鈣硅玻璃。
技術(shù)考慮提供各種顏色的玻璃組合物已經(jīng)是已知的。例如，美國專利5,214,008、5,830,812和2001/0025004以及EP0952123、EP0965570公開了綠色或灰綠色有色玻璃。EP1031543A1以及美國專利2,956,892、5,688,727和4,525,462公開了藍(lán)色有色玻璃。美國專利2,755,212和5,817,587以及WO 01/49622公開了藍(lán)綠色有色玻璃。這些已知的玻璃組合物可用于建筑玻璃，例如窗、隔熱玻璃單元等，并且可用于汽車玻璃，例如汽車透明件，如擋風(fēng)玻璃、側(cè)燈、后燈、玻璃天窗、天窗、隱私玻璃等。
為了獲得特殊應(yīng)用的期望顏色，這些已知的玻璃組合物含有各種著色材料。在一般的藍(lán)色或綠色有色玻璃組合物組成中，主要的著色劑是鐵，其通常以三價(jià)鐵(Fe2O3)和二價(jià)鐵(FeO)兩種形式存在。其他常見的著色劑包括鈷、硒、鎳、鉻、錳和鈦。
在生產(chǎn)傳統(tǒng)有色玻璃時(shí)，例如傳統(tǒng)藍(lán)色、綠色或藍(lán)綠色玻璃時(shí)，鐵和其他著色劑的相對量必須精密監(jiān)控并且控制在特定的操作范圍內(nèi)，以使玻璃具有期望的最終顏色和用于特殊應(yīng)用的光譜性能。在該操作范圍之外改變著色劑會對玻璃的最終顏色、玻璃的光透過特性以及玻璃組合物的熔化特性產(chǎn)生不利影響。例如，增加某種玻璃組合物中存在的鐵的量會增加熔化玻璃配料材料的難度，尤其是在連續(xù)玻璃熔爐中熔化的難度，并且還會降低玻璃的可見光透射率。
此外，這些已知有色玻璃組合物中的一些含有硒作為一種主要的著色劑。但是，與硒相關(guān)的問題是在傳統(tǒng)玻璃制造所用的溫度下是高度揮發(fā)的。硒在其被組合到玻璃中之前就會快速揮發(fā)，因此會影響最終的玻璃顏色。硒揮發(fā)還會導(dǎo)致其他生產(chǎn)問題，例如不能接受的爐排放、顏色條紋和較差的顏色控制。
提供具有期望美學(xué)和透過率特性的藍(lán)綠色有色玻璃將是有利的，這種玻璃適用于建筑玻璃和/或汽車玻璃，同時(shí)至少克服了已知有色玻璃組合物的一些缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了藍(lán)綠色有色玻璃組合物，其可以基本上不含硒，但是在使得該玻璃可用于建筑和汽車透明件的范圍內(nèi)仍具有美學(xué)上令人愉悅的藍(lán)綠色和光(可見光)透過率?；旧喜缓鴾p少了以前的有色玻璃組合物所遇到的揮發(fā)、條紋和排放問題。此外，該玻璃中鐵的量比許多現(xiàn)有的藍(lán)色或綠色玻璃組合物的低，使得與這些已知玻璃組合物相比本發(fā)明的玻璃有改進(jìn)的熔化特性。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的玻璃可以具有典型的鈉鈣硅玻璃基礎(chǔ)部分，如傳統(tǒng)浮法玻璃或平板玻璃的，以及提供美學(xué)上令人愉悅的藍(lán)綠色的主要著色劑。在一個(gè)實(shí)施例中，主要的著色劑包括0.7到0.9重量百分比的總鐵(在下面描述時(shí)表示為Fe2O3)、0到5ppm的CoO以及0.2到0.3重量百分比的FeO。所述主要的著色劑使玻璃在2毫米(mm)(0.07英寸)到6mm(0.223英寸)的厚度范圍中，具有在490納米(nm)到495nm范圍內(nèi)的主波長，和在3％到11％范圍內(nèi)的激發(fā)純度。主要著色劑還提供一些陽光控制性能。該組合物基本不含硒。
在另一個(gè)實(shí)施例中，主要著色劑包括0.7到0.85重量百分比的總鐵(Fe2O3)、0到5ppm的CoO以及0.2到0.3重量百分比的FeO。主要的著色劑使玻璃在3mm(0.118英寸)到6mm(0.223英寸)的厚度范圍中，具有在490nm到493nm范圍內(nèi)的主波長，和在7％到10％范圍內(nèi)的激發(fā)純度。
在另一個(gè)實(shí)施例中，主要著色劑包括0.7到0.9重量百分比的總鐵(Fe2O3)、0到5ppm的CoO、0到200百萬分比(ppm)的Cr2O3、0到1重量百分比的TiO2和0.2到0.3重量百分比的FeO。主要的著色劑使玻璃在3mm到6mm的厚度范圍中，具有在490nm到495nm范圍內(nèi)的主波長，和在7％到10％范圍內(nèi)的激發(fā)純度，以及在3.3mm(0.129英寸)下的大于或等于25％的ISOUV值。
優(yōu)選實(shí)施例的描述除非特別指出，否則在說明書和權(quán)利要求中使用的表示尺寸、物理特性、成分量、反應(yīng)條件等的所有數(shù)字都應(yīng)該被理解成在所有情況下都可以用術(shù)語“約”修飾。因此，除非相反地指出，否則在下面的說明書和權(quán)利要求中給出的數(shù)值可以根據(jù)尋求通過本發(fā)明獲得的期望性能而改變。最起碼，不是企圖用來限制對權(quán)利要求范圍適用等同原則，每一個(gè)數(shù)值參數(shù)至少應(yīng)該根據(jù)所公開的重要數(shù)字的數(shù)量并通過普通的舍入技術(shù)來解釋。此外，這里公開的所有范圍都應(yīng)該被理解成包括包含于其中的任何和所有子范圍。例如，所陳述的“1到10”的范圍應(yīng)該認(rèn)為包括在最小值1與最大值10之間(并包括這兩個(gè)值)的任何和所有子范圍；即，從起始于1或更大的最小值而終止于10或更小的最大值的所有子范圍，例如5.5到10。此外，所談到的任何“這里被包含在內(nèi)”應(yīng)該被理解成將其整體包含在內(nèi)。除非特別規(guī)定，否則在談到量時(shí)，是基于最終玻璃組合物總重量的“重量百分比”。這里公開的玻璃組合物中“總鐵”含量根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)分析實(shí)踐以Fe2O3表示，而與實(shí)際存在的形式無關(guān)。同樣，在亞鐵態(tài)的鐵的量被表示為FeO，盡管實(shí)際上它在玻璃中可能不以FeO存在。術(shù)語“總鐵”是指以Fe2O3表示的總鐵，而術(shù)語“FeO”是指以FeO表示的亞鐵態(tài)的鐵。術(shù)語“氧化還原比”是指亞鐵態(tài)(表示為FeO)的鐵的量除以總鐵(表示為Fe2O3)的量。在這里使用時(shí)，硒以元素Se表示，而鈷以CoO表示。鉻和鈦分別表示為Cr2O3和TiO2。在這里使用時(shí)，術(shù)語“陽光控制”和“陽光控制性能”是指影響玻璃陽光性能性質(zhì)的特性或性質(zhì)，例如玻璃的可見性、紅外(IR)和/或紫外(UV)透過率和/或反射率。在描述本發(fā)明的玻璃時(shí)，術(shù)語“藍(lán)綠色玻璃”或“藍(lán)綠著色”指在2mm到6mm的厚度范圍內(nèi)具有490納米(nm)到495nm范圍內(nèi)的主波長的玻璃，并且還可能表征為藍(lán)色、綠色或綠光藍(lán)(greenish blue)。
本發(fā)明提供了具有期望美感的藍(lán)綠色有色玻璃組合物，其具有美學(xué)和透射特性，使得玻璃對于建筑和汽車應(yīng)用來說尤其理想。與現(xiàn)有技術(shù)的許多有色玻璃組合物不同，該玻璃可以基本上不含硒?！盎旧喜缓笔侵笡]有向玻璃組合物中有意添加Se。但是，由于污染或其他來源，例如碎玻璃，可以存在痕量的Se?！昂哿康腟e”是指在0ppm到3ppm的Se范圍內(nèi)，例如小于或等于3ppm的Se，例如小于或等于2ppm的Se，例如小于或等于1ppm的Se，例如小于或等于0.5ppm的Se，例如小于或等于0.1ppm的Se，例如小于或等于0.01ppm的Se?；蛘?，在一個(gè)實(shí)施例中，可以添加很少量的硒，例如小于或等于4ppm，例如小于或等于3ppm，例如在0ppm到3ppm范圍內(nèi)的硒。此外，玻璃組合物中存在的總鐵使玻璃具有期望的熔化特性，使其尤其適合在傳統(tǒng)的連續(xù)玻璃熔化爐中使用。
一般地，本發(fā)明的藍(lán)綠色有色玻璃組合物具有基礎(chǔ)部分和主要著色劑?！盎A(chǔ)部分”是指沒有主要著色劑的玻璃的主要成分?！爸饕珓笔侵腹室馓砑拥挠糜谑共ＡЬ哂衅谕鞑ㄩL范圍內(nèi)的顏色的材料。雖然本發(fā)明可以用任何類型的傳統(tǒng)玻璃來實(shí)施，但是將相對于傳統(tǒng)的鈉鈣硅玻璃組合物來描述本發(fā)明的一般原理。包含本發(fā)明特征的示例性鈉鈣硅型玻璃具有特征如下的基礎(chǔ)部分(所有值都是基于玻璃組合物總重量的重量百分比)SiO265到75Na2O10到20CaO 5到15MgO 0到5Al2O30到5K2O 0到5
如本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解的，SiO2是玻璃的主要成分。Na2O和K2O影響玻璃的熔化特性。MgO和CaO影響玻璃耐久性，并影響在形成期間玻璃的脫玻溫度和粘度。Al2O3也影響玻璃耐久性。
在本發(fā)明的實(shí)施中，包括鐵、鈷、鉻和/或鈦中一種或多種的主要著色劑可以以下面限定的具體水平被添加到或存在于基礎(chǔ)部分中，以使玻璃具有期望的藍(lán)綠色。玻璃的這種獨(dú)特的美學(xué)上令人愉悅的藍(lán)綠色使玻璃可用于建筑和汽車應(yīng)用。在另一個(gè)實(shí)施例中，Se可以被添加到或存在于玻璃中。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解的，物體的顏色，尤其是玻璃的顏色，可能是非常主觀的。所觀察到的顏色會取決于光照條件和觀察者的喜好。為了定量地評價(jià)顏色，已經(jīng)開發(fā)了幾種顏色系統(tǒng)。由國際照明協(xié)會(CIE)采用的規(guī)定顏色的一種這樣的系統(tǒng)使用主波長(DW)和激發(fā)純度(Pe)。對于給定的顏色，這兩個(gè)規(guī)范的數(shù)值可以通過從該顏色的所謂三色值X、Y和Z計(jì)算顏色坐標(biāo)x和y來確定。然后，將顏色坐標(biāo)繪制在1931 CIE色品圖中，并且與在這里通過引用而包含在本文內(nèi)的CIE公開物No.15.2中確定的CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體C的坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)值比較。這種比較提供了在圖中的顏色空間位置，以確定玻璃顏色的激發(fā)純度和主波長。
在另一種顏色次序(order)系統(tǒng)中，顏色按色彩(hue)和亮度規(guī)定。該系統(tǒng)通常被稱為CIELAB顏色系統(tǒng)。色彩區(qū)分例如紅、黃、綠和藍(lán)的顏色。亮度，或值，區(qū)分明或暗的程度。從三色值(X，Y，Z)計(jì)算出這些特性的數(shù)值，它們被標(biāo)識為L*、a*和b*。L*指顏色的亮或暗，并表示顏色所在的亮度面。a*指顏色在紅(+a*)綠(-a*)軸上的位置。b*指在黃(+b*)藍(lán)(-b*)軸上的顏色位置。當(dāng)CIELAB系統(tǒng)的矩形坐標(biāo)被轉(zhuǎn)換成柱面極坐標(biāo)時(shí)，所得到的顏色系統(tǒng)就是所知的以亮度(L*)、色彩角(H°)和色度(C*)規(guī)定顏色的CIELCH顏色系統(tǒng)。與在CIELAB系統(tǒng)中一樣，L*指顏色的亮或暗。色度，或飽和度或強(qiáng)度，區(qū)分顏色強(qiáng)度或清晰度(即鮮明與黯淡)，并且是從顏色空間中心到所測得顏色的向量距離。顏色的色度越低，即，其強(qiáng)度越小，顏色就越靠近所謂的中和色。關(guān)于CIELAB系統(tǒng)，C*＝(a*2+b*2)1/2。色彩角區(qū)分例如紅、黃、綠和藍(lán)的顏色，并且是對從a*、b*坐標(biāo)延伸通過CIELCH色彩空間中心的向量的角的度量，所述角從紅(+a*)軸逆時(shí)針測量。
應(yīng)該理解，顏色可以用任意這些顏色系統(tǒng)來表征，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以從所看到的玻璃或復(fù)合物透明度，來計(jì)算等同的DW和Pe值；L*、a*、b*值；以及L*、C*、H°值。在美國專利No.5,792,559中給出了對顏色計(jì)算的詳細(xì)討論，這里通過引用將該專利包含在本文內(nèi)。
關(guān)于這里所給出的值，在380到770納米的波長范圍內(nèi)，用2°觀察器使用C.I.E.標(biāo)準(zhǔn)照明體“A”來測量光透過率(Lta)。玻璃顏色的主波長和激發(fā)純度，按照在ASTM E308-90中建立的程序，用2°觀察器使用C.I.E.標(biāo)準(zhǔn)照明體“C”來測量。在300到2000納米的波長范圍內(nèi)測量太陽能總透過率(TSET)，透過率數(shù)據(jù)使用帕里·蒙氣團(tuán)(ParryMoon air mass)2.0直接日射輻照數(shù)據(jù)來計(jì)算，并使用梯形法則來積分，這是本領(lǐng)域中公知的。紫外透過率(ISOUV)基于ISO 90501990(E)標(biāo)準(zhǔn)，Section 2.5(ISOUV)，并且在280nm到380nm的波長范圍內(nèi)測量。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，主要著色劑使玻璃在2mm到6mm范圍內(nèi)的厚度下的主波長在490nm到495nm范圍(例如490nm到493nm)中。該玻璃可以具有3％到11％范圍內(nèi)的激發(fā)純度，例如7％到10％，例如7.5％到10％。主要著色劑還可以使玻璃具有陽光控制性能，例如IR和/或UV輻射吸收特性。
在一個(gè)實(shí)施例中，主要著色劑包括鐵和鈷。在該實(shí)施例中，總鐵(Fe2O3)可以以0.7wt％到0.9wt％的量存在，例如0.7wt％到0.85wt％，例如0.73wt％到0.81wt％的量。二價(jià)鐵可以以0.15wt％到0.35wt％的量存在，例如0.2wt％到0.3wt％，例如0.21wt％到0.3wt％，例如0.21wt％到0.29wt％，例如0.23wt％到0.28wt％的量。鐵，一般以鐵氧化物的形式，使玻璃具有一種或多種功能。例如，三價(jià)鐵氧化物很很強(qiáng)的紫外輻射吸收劑，并且在玻璃中起到黃色著色劑的作用。二價(jià)鐵氧化物是很強(qiáng)的紅外輻射吸收劑，并且起到藍(lán)色著色劑的作用。二價(jià)鐵氧化物和三價(jià)鐵氧化物(存在或不存在其他主要著色劑)的量可以調(diào)節(jié)，以使玻璃在2mm到6mm的厚度范圍內(nèi)具有希望的在490nm到495nm范圍(例如在490nm到493nm)上的主波長。
氧化鈷(CoO)起到藍(lán)色著色劑的作用，并且不會顯示出任何明顯的紅外或紫外輻射吸收性能。鐵之間，即三價(jià)鐵和二價(jià)鐵氧化物之間，或者鐵與任何其他著色劑(如果存在的話)之間的適當(dāng)平衡，對于獲得期望的藍(lán)綠色有色玻璃是很重要的。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，主要著色劑可以包括0.7wt％到0.9wt％的總鐵(Fe2O3)，0.2wt％到0.3wt％的FeO，0ppm到5ppm的CoO，0ppm到200ppm的Cr2O3，以及0wt％到2wt％的TiO2。在一個(gè)實(shí)施例中，總鐵可以在0.7wt％到0.85wt％范圍內(nèi)，例如0.73wt％到0.81wt％。在一個(gè)實(shí)施例中，F(xiàn)eO可以在0.21wt％到0.29wt％范圍內(nèi)，例如0.23wt％到0.28wt％。在一個(gè)實(shí)施例中，CoO可以小于或等于4ppm，例如在1至4ppm的范圍內(nèi)，例如小于或等于3ppm，例如小于或等于2ppm，例如小于或等于1ppm，例如小于或等于0.5ppm，例如小于或等于0.2ppm，例如小于或等于0.05ppm，例如在0ppm到1ppm的范圍內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，Cr2O3可以在20ppm到200ppm的范圍內(nèi)，例如20ppm到100ppm，例如20ppm到50ppm。在另一個(gè)實(shí)施例中，Cr2O3可以在0ppm到20ppm的范圍內(nèi)，例如2ppm到15ppm，例如3ppm到10ppm，例如4ppm到8ppm。在另一個(gè)實(shí)施例中，TiO2可以在0.1到1.5重量百分比的范圍內(nèi)，例如0.2到1重量百分比。
著色劑的特殊組合可以使本發(fā)明的藍(lán)綠色玻璃具有期望的光譜(例如陽光控制)性能以及美學(xué)上令人愉悅的藍(lán)綠色。為了用于建筑透明件和不可見汽車透明件(所謂的“隱私玻璃”)，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的玻璃在2mm到6mm的厚度下具有小于或等于70％的可見光透過率(Lta)，例如在64％到70％的范圍內(nèi)，例如64％到69％，例如64％到68％。在另一個(gè)實(shí)施例中，在2mm到6mm的厚度下，玻璃可以具有小于或等于60％的Lta，例如小于或等于50％，例如小于或等于45％，例如小于或等于40％。在另一個(gè)實(shí)施例中，玻璃在2mm到6mm的厚度下可以具有35％到45％范圍內(nèi)的Lta。對于汽車可見玻璃或其他更高透過率的應(yīng)用，玻璃在2mm到6mm的厚度下可以具有大于或等于70％的Lta。
此外，本發(fā)明的玻璃在2mm到6mm的厚度下可以具有在30％到50％范圍內(nèi)的太陽能總透過率(TSET)。在一個(gè)實(shí)施例中，玻璃在2mm到6mm的厚度下可以具有40％到55％范圍內(nèi)的TSET，例如在45％到50％的范圍內(nèi)，例如在48％到49％的范圍內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，在2mm到6mm的厚度下TSET可以具有30％到40％的范圍內(nèi)，例如在31％到35％的范圍內(nèi)，或者在33％到37％的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的玻璃可以具有對于建筑應(yīng)用很有吸引力的ISOUV值。在一個(gè)實(shí)施例中，玻璃在3.3mm的厚度下可以具有大于25％的ISOUV值，例如大于或等于27％，例如大于或等于30％，例如在3.3mm的厚度下在大于25％到31％的范圍內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，玻璃在6mm的厚度下可以具有15％到25％范圍內(nèi)的ISOUV值，例如在17％到21％的范圍內(nèi)。
在一個(gè)實(shí)施例中，玻璃在2mm到6mm的厚度范圍下可以具有在0.3到0.8范圍內(nèi)的遮光系數(shù)，例如0.5到0.7，例如0.5到0.6。
在一個(gè)實(shí)施例中，玻璃可以具有在0.2到0.4范圍內(nèi)的氧化還原比，例如在0.25到0.35范圍內(nèi)，例如在0.29到0.37范圍內(nèi)。
為了避免形成硫化鎳石，本發(fā)明的玻璃組合物的一個(gè)實(shí)施例可以基本上不含鎳；即，雖然不能總是避免由于污染而存在痕量鎳的可能性，但是沒有向玻璃中故意添加鎳或鎳化合物。本發(fā)明的其他實(shí)施例可以包含鎳。
應(yīng)該理解，這里公開的玻璃組合物可以包含少量的其他材料，例如熔化和澄清(refining)助劑、附帶材料、痕量材料、雜質(zhì)和不是故意添加用來改變或影響玻璃顏色的類似材料。還應(yīng)該理解，在玻璃中可以包含少量的額外成分以提供期望的顏色特性和/或改進(jìn)玻璃的陽光性能。這種材料，如果存在，應(yīng)該優(yōu)選不將玻璃主波長改變到期望主波長范圍之外多于約2nm，以便如這里所描述地獲得本發(fā)明的藍(lán)綠色玻璃。
本發(fā)明的玻璃可以是任意厚度。用于典型建筑應(yīng)用的玻璃一般地會比用于典型汽車應(yīng)用的玻璃厚。在一個(gè)實(shí)施例中，玻璃可以具有1mm到20mm范圍內(nèi)的厚度，例如約1mm到10mm，例如2mm到6mm，例如3mm到5mm。
本發(fā)明的玻璃組合物可以在連續(xù)的大規(guī)模的商業(yè)玻璃熔化操作中，由本領(lǐng)域中技術(shù)人員公知的熔化和澄清配料制得。熔化操作可以是，例如，傳統(tǒng)的架空燒制(overheadfired)連續(xù)熔化操作或者多步驟熔化操作，還可以指出很多。玻璃組合物可以通過浮法工藝而被形成為具有不同厚度的平板玻璃，在該工藝中，以本領(lǐng)域中公知的方式，熔融玻璃被支撐于熔融金屬池上，同時(shí)呈現(xiàn)帶形并被冷卻，所述熔融金屬通常為錫。
根據(jù)熔化操作的類型，可以向鈉鈣硅玻璃的配料中添加硫作為熔化和澄清助劑。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的玻璃可以包含小于或等于約0.5wt％的SO3，例如小于或等于0.3wt％，例如小于或等于0.2wt％，例如小于或等于0.18wt％，例如在大于0wt％到0.18％的范圍內(nèi)。在包括鐵和硫的玻璃組合物中，提供還原條件可以形成降低光透過率的琥珀著色，如在授予Pecoraro等人的美國專利No.4,792,536中討論的。增加FeO的含量能使玻璃在電磁譜紅外區(qū)域中的吸收增加，并使TSET減小。
應(yīng)該理解，在如上討論的浮法工藝中在熔融錫上形成玻璃的結(jié)果是，可測量含量的氧化錫可能遷移到玻璃的表面在接觸熔融錫的一側(cè)的部分中，例如，變得嵌入到玻璃中。典型地，一片浮法玻璃在于錫接觸的玻璃表面下方第一個(gè)25微米處的SnO2濃度在約0.05到2wt％的范圍內(nèi)。SnO2的典型背景水平可以高達(dá)百萬分之30(ppm)。認(rèn)為在由熔融錫支撐的玻璃表面約第一個(gè)10埃處的高的錫濃度，可以輕微地增加該玻璃表面的反射率；但是，對玻璃性能的總影響是最小的。
說明本發(fā)明的是下面的實(shí)例，這些實(shí)例不應(yīng)該被認(rèn)為是將本發(fā)明限制于它們的細(xì)節(jié)。
實(shí)例下面的實(shí)例描述了體現(xiàn)本發(fā)明原理的玻璃組合物。在該部分中的信息基于實(shí)驗(yàn)室熔體。除非特別指出，否則在下面的表中公開的光學(xué)和光譜性能基于0.223英寸(6mm)的基準(zhǔn)厚度。
下面是對在下面實(shí)例中使用的實(shí)驗(yàn)熔體的基礎(chǔ)部分的典型表示(所有數(shù)字的單位都是克)

如所需的向每一種熔體中添加煤來控制氧化還原比。如本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將理解的，對于更大或更小尺寸的熔體，這些成分的總量可以改變，但是它們的相對比例(例如，相對重量百分比)應(yīng)該大致相同。主要著色劑(如下面更詳細(xì)描述的)被添加到或存在于基礎(chǔ)部分中，以影響玻璃的顏色和/或陽光性能性質(zhì)。
表1示出了用于兩個(gè)示例玻璃樣品(樣品31和32)的配料。所有的值都以克為單位。實(shí)驗(yàn)熔體使用下面的一般程序來制備。稱出玻璃配料并將它們混合。將所有或一部分配料放到坩鍋中，例如6英寸(15cm)直徑的鉑坩鍋中，并將該坩鍋放到2450°F(1342℃)的電爐中。在加熱30分鐘后，爐溫增加到2500°F(1370℃)。再過30分鐘后，爐溫增加到2550°F(1397℃)，并且可選地，添加額外的配料以填滿坩鍋。在2550°F(1397℃)下加熱又一個(gè)30分鐘后，爐溫增加到2650°F(1453℃)，并且在該溫度下保持30分鐘。之后，將熔體從爐中移出，制玻璃塊(fritting)，干燥，送回2650°F(1453℃)的電爐，并在該溫度下加熱1小時(shí)。之后，將熔體從爐中移出，再次制玻璃塊，然后送回2650°F(1453℃)的電爐，并在該溫度下加熱2小時(shí)。之后，將熔體從爐中移出，澆注，并在1125°F(606℃)的溫度下退火約1小時(shí)。將所得到的玻璃雙面拋光到最終的厚度，例如0.223英寸(6mm)。使用RIGAKU 3370 X射線熒光分光光度計(jì)來確定玻璃組合物的化學(xué)分析。使用Perkin-Elmer Lambda 9 UV/VIS/NIR分光光度計(jì)來確定玻璃的光譜特性。
表2示出了根據(jù)本發(fā)明形成的第一組玻璃樣品(樣品1至4)的主要著色劑的組成。以傳統(tǒng)的方式從玻璃的光譜數(shù)據(jù)估計(jì)出氧化還原比。例如，光譜FeO被定義為等于log(Rf/T1000)/α·d，其中，Rf等于反射因子(定義為100減去表面反射百分比)，T1000等于在1000nm下的透過率，α等于光照吸收系數(shù)(對于FeO來說，在1000nm下是21.5)，d等于玻璃的英寸厚度?？傝F(作為Fe2O3)通過X射線熒光來確定。然后，用光譜FeO除以總鐵(作為Fe2O3)來計(jì)算氧化還原比。
表3示出了表2的玻璃組合物的陽光性能數(shù)據(jù)。計(jì)算了0.129英寸(3mm)厚的玻璃的ISOUV值。其他的數(shù)據(jù)基于0.223英寸(6mm)的厚度。在表3中列出的光學(xué)特性和值，Lta和TSET除外，使用可從勞倫斯伯克利(Lawrence Berkeley)國家實(shí)驗(yàn)室購得的WINDOWS(4.0-4.1版本)軟件來確定。T可見指用WINDOWS確定的可見光總透過率，TUV指用WINDOWS確定的紫外光透過率，T紅外指用WINDOWS確定的紅外光透過率。
在樣品1至4中的玻璃組合物都含有約2.5ppm的Se，以及較高量的總鐵。此外，沒有故意添加Cr2O3或TiO2。認(rèn)為玻璃中存在的Cr2O3和TiO2來自偶存材料，而不是故意添加到玻璃組合物中的。主要由于高的鐵含量，由這些組合物形成的玻璃具有小于40％的T可見和小于38％的Lta。玻璃的藍(lán)綠色以及這些陽光性能特性，使玻璃對于建筑應(yīng)用特別有用，例如用于沿著或鄰近海岸線的建筑的建筑窗。
表4示出了根據(jù)本發(fā)明制得的額外玻璃組合物(樣品5至32)的主要著色劑部分的組成。符號“NIA”指“沒有故意添加”的成分。在表5中示出了樣品5至32的陽光性能數(shù)據(jù)。
在樣品5至32中，沒有故意添加Se，并且總鐵比上述樣品1至4中的相對少。因此，樣品5至32具有一般大于60％的T可見值，和大于約58％的Lta值。同樣，認(rèn)為Cr2O3和TiO2來自偶存材料，而不是故意添加到玻璃組合物中的。如在表4和表5中圖示的，具有較高氧化還原比的樣品傾向于具有更低的主波長，并且具有較低氧化還原比的樣品傾向于具有更高的主波長。例如，樣品8(氧化還原比0.503)具有488.64nm的主波長，而樣品25(氧化還原比0.278)具有495.0nm的主波長。此外，觀察到樣品32具有特別合意的藍(lán)綠色。
表1

表2

表3

表4

表5

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將很容易理解，可以對本發(fā)明做出修改，而不會脫離在前面描述中公開的概念。因此，這里詳細(xì)描述的具體實(shí)施例只是說明性的，而不是用于限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍將具有所附權(quán)利要求以及其所有等同的全部范圍。
權(quán)利要求
1.一種藍(lán)綠色玻璃組合物，包括基礎(chǔ)部分，包括SiO265到75重量百分比，Na2O 10到20重量百分比，CaO 5到15重量百分比，MgO 0到5重量百分比，Al2O30到5重量百分比，K2O 0到5重量百分比，以及主要著色劑，包括Fe2O3(總鐵)0.7到0.9重量百分比，F(xiàn)eO0.2到0.3重量百分比，以及CoO0到5ppm，其中，該玻璃的特征在于在490nm到495nm范圍內(nèi)的主波長以及在3％到11％范圍內(nèi)的激發(fā)純度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃基本不含Se。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，總鐵在0.7重量百分比到0.85重量百分比的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，總鐵在0.73重量百分比到0.81重量百分比的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，F(xiàn)eO在0.21重量百分比到0.3重量百分比的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，F(xiàn)eO在0.23重量百分比到0.28重量百分比的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，CoO在0ppm到4ppm的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，CoO小于或等于1ppm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，所述主波長在490nm到493nm范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，所述激發(fā)純度在5％到10％范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，所述激發(fā)純度在7.5％到10％范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，包含小于或等于2ppm的Se。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，包含小于或等于1ppm的Se。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，還包含小于200ppm的Cr2O3。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，還包含在20ppm到100ppm范圍內(nèi)的Cr2O3。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，還包含在20ppm到50ppm范圍內(nèi)的Cr2O3。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，還包含在0.1重量百分比到1.5重量百分比范圍內(nèi)的TiO2。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，還包含在0.2重量百分比到1重量百分比范圍內(nèi)的TiO2。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，還包含小于或等于0.18重量百分比的SO3。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃在6mm的厚度下具有小于70％的可見光透過率。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃在6mm的厚度下具有在64％到70％范圍內(nèi)的可見光透過率。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃在6mm的厚度下具有在64％到68％范圍內(nèi)的可見光透過率。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃在6mm的厚度下具有在30％到40％范圍內(nèi)的太陽能總透過率。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃在6mm的厚度下具有在33％到37％范圍內(nèi)的太陽能總透過率。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃在6mm的厚度下具有在0.5到0.7范圍內(nèi)的遮光系數(shù)。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃在6mm的厚度下具有在0.57到0.6范圍內(nèi)的遮光系數(shù)。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃在3.3mm的厚度下具有大于25％的紫外透過率值。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃在3.3mm的厚度下具有大于或等于27％的紫外透過率值。
29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃在3.3mm的厚度下具有大于或等于30％的紫外透過率值。
30.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃在3.3mm的厚度下具有在大于25％到31％范圍內(nèi)的紫外透過率值。
31.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃在6mm的厚度下具有在15％到25％范圍內(nèi)的紫外透過率值。
32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃在6mm的厚度下具有在17％到21％范圍內(nèi)的紫外透過率值。
33.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃具有在0.2到0.4范圍內(nèi)的氧化還原比。
34.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃具有在0.29到0.37范圍內(nèi)的氧化還原比。
35.一種藍(lán)綠色玻璃組合物，包括基礎(chǔ)部分，包括SiO265到75重量百分比，Na2O 10到20重量百分比，CaO 5到15重量百分比，MgO 0到5重量百分比，Al2O30到5重量百分比，K2O 0到5重量百分比，以及著色劑部分，包括Fe2O3(總鐵)0.7到0.85重量百分比，F(xiàn)eO0.2到0.3重量百分比，以及CoO0到5ppm，其中，所述玻璃基本不合Se，并且其中所述玻璃的特征在于在490nm到493nm范圍內(nèi)的主波長以及在7％到10％范圍內(nèi)的激發(fā)純度。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的玻璃組合物，其中，總鐵在0.73到0.81重量百分比的范圍內(nèi)。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的玻璃組合物，其中，F(xiàn)eO在0.21重量百分比到0.3重量百分比的范圍內(nèi)。
38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的玻璃組合物，其中，Se小于1ppm。
39.根據(jù)權(quán)利要求35所述的玻璃組合物，還包含小于200ppm的Cr2O3。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的玻璃組合物，其中，Cr2O3在0ppm到20ppm的范圍內(nèi)。
41.根據(jù)權(quán)利要求35所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃還包含在0.2重量百分比到1.5重量百分比范圍內(nèi)的TiO2。
42.根據(jù)權(quán)利要求35所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃還包含小于或等于0.18重量百分比的SO3。
43.根據(jù)權(quán)利要求35所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃在6mm的厚度下具有在64％到68％范圍內(nèi)的可見光透過率。
44.根據(jù)權(quán)利要求35所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃在6mm的厚度下具有在30％到40％范圍內(nèi)的太陽能總透過率。
45.根據(jù)權(quán)利要求35所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃在3.3mm的厚度下具有大于25％的紫外透過率值。
46.根據(jù)權(quán)利要求35所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃具有在0.2到0.4范圍內(nèi)的氧化還原比。
47.一種藍(lán)綠色玻璃組合物，包括基礎(chǔ)部分，包括SiO265到75重量百分比，Na2O 10到20重量百分比，CaO 5到15重量百分比，MgO 0到5重量百分比，Al2O30到5重量百分比，K2O 0到5重量百分比，SO30到小于等于0.18重量百分比，以及著色劑部分，包括Fe2O3(總鐵)0.7到0.85重量百分比，F(xiàn)eO 0.2到0.3重量百分比，CoO 0到5ppm，Cr2O30到200ppm，以及TiO20到1重量百分比，其中，所述玻璃基本不含Se，并且其中所述玻璃的特征在于在490nm到493nm范圍內(nèi)的主波長以及在7％到10％范圍內(nèi)的激發(fā)純度，并且其中所述玻璃的特征在于在3.3mm厚度下大于或等于25％的紫外透過率值。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的玻璃組合物，其中，Se小于0.5ppm。
49.根據(jù)權(quán)利要求47所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃在6mm的厚度下具有在64％到70％范圍內(nèi)的可見光透過率。
50.根據(jù)權(quán)利要求47所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃具有第一面和第二面，并且所述第二面具有嵌入在其中的錫或錫的氧化物。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的玻璃組合物，其中，所述玻璃具有1mm到12mm的厚度。
52.一種由權(quán)利要求47的組合物制成的浮法玻璃。
全文摘要
這里描述了一種藍(lán)綠色玻璃組合物，其包括基體部分，例如傳統(tǒng)的鈉鈣硅基體，以及主要著色劑。在一個(gè)實(shí)施例中，主要著色劑包含0.7到0.9重量百分比的總鐵(Fe
文檔編號C03C3/076GK1668543SQ03817271
公開日2005年9月14日 申請日期2003年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月19日
發(fā)明者L·J·舍勒斯塔克, D·G·史密斯 申請人:Ppg工業(yè)俄亥俄公司