專利名稱：紅外和紫外輻射吸收綠色玻璃組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及綠色鈉-鈣-硅玻璃組合物，該組合物的透光性使它高度適用于車輛的觀察區(qū)，如擋風(fēng)玻璃和側(cè)面及后面窗玻璃。更進(jìn)一步地說(shuō)，該玻璃具有65％或更高的透光性，優(yōu)選地為70％或更高。此外，本發(fā)明的玻璃在與用于汽車的典型的綠色玻璃相比時(shí)具有較低的紅外及紫外輻射透過(guò)性。本發(fā)明還適用于平板玻璃制造方法。
本領(lǐng)域中已經(jīng)知道了多種紅外和紫外輻射吸收玻璃基體。在典型的綠色汽車玻璃中的主要著色劑是鐵，它通常以Fe2O3和FeO兩種形式存在。典型的綠色汽車玻璃含有約0.5％重量總鐵，F(xiàn)eO與總鐵的比率為約0.25。許多玻璃采用鈰與鐵一起來(lái)進(jìn)一步控制紅外和紫外輻射，例如如Coblentz的美國(guó)專利1637439、Gelstharp等人的美國(guó)專利1936231和Tillyer的美國(guó)專利2524719中所說(shuō)。其它著色劑包括鈦，如Brown的美國(guó)專利2444976、Molter等人的美國(guó)專利2860059和Pecoraro等人的美國(guó)專利4792536中所說(shuō)。尤其是，Cheng的美國(guó)專利5077133公開(kāi)了一種紅外和紫外吸收綠色玻璃組合物，它采用鐵、鈰和鈦來(lái)產(chǎn)生所需要的顏色和光學(xué)性能。該專利還指出鐵的總量和鈰以及三價(jià)鐵和二價(jià)鐵的相對(duì)量是產(chǎn)生所需玻璃的關(guān)鍵。Taniguchi的美國(guó)專利5320986、Morimoto等人的美國(guó)專利5344798和Morimoto等人的美國(guó)專利5362689公開(kāi)了含有鐵、鈰、鈦和錳的紅外和紫外輻射吸收玻璃。錳用來(lái)控制該玻璃組合物中鐵的還原并且還作為一種著色劑。鉻也被用來(lái)控制綠色玻璃紫外透過(guò)性。例如，Smith等人的美國(guó)專利2991185將鉻、砷和銅氧化物組合在一起。Bacon等人的美國(guó)專利2974052和penberthy的美國(guó)專利3332790在含有低含量鐵的玻璃中采用鉻來(lái)制造玻璃瓶罐和玻璃容器。
在制造紅外和紫外吸收玻璃時(shí)，鐵和其它添加劑的相對(duì)含量必需嚴(yán)密監(jiān)測(cè)并且控制在狹窄的操作范圍內(nèi)以產(chǎn)生所需的顏色和光學(xué)性能。人們需要可用于車輛觀察區(qū)的綠色玻璃，它具有特別好的太陽(yáng)性能，適用于工業(yè)平板玻璃制造技術(shù)，并且提供了用于控制玻璃顏色但不包含大量其它材料的手段。
本發(fā)明提供了一種綠色玻璃，它采用標(biāo)準(zhǔn)的鈉-鈣-硅玻璃基礎(chǔ)組合物和作為紅外和紫外輻射吸收物質(zhì)和著色劑的鐵、鈰、鉻和任選的鈦。更進(jìn)一步地說(shuō)，該綠色玻璃含有0.50-1.0％重量總鐵，優(yōu)選地為約0.6-0.8％重量，更優(yōu)選地為約0.6-0.7％重量、約0.35-0.65％重量Fe2O3，優(yōu)選地為約0.4-0.5％重量，更優(yōu)選地為低于約0.48％重量、約0.8-1.5％重量CeO2，優(yōu)選地為約0.9-1.4％重量，更優(yōu)選地為約1.0-1.3％重量，以及約20-150PPMCr2O3，優(yōu)選地為約40-90 PPM，更優(yōu)選地為約40-75PPM。如果需要，該組合物可以含有約0-0.7％重量TiO2，優(yōu)選地為約0.2-0.6％重量，更優(yōu)選地為約0.3-0.5％重量。本發(fā)明的玻璃的氧化還原比保持在約0.20-0.40，優(yōu)選地為約0.267-0.35，更優(yōu)選地為約0.27-0.31。
本發(fā)明的玻璃組合物具有至少約65％，優(yōu)選地為至少70％的透光性(LTA)、不超過(guò)約38％，優(yōu)選地為不超過(guò)約35％的總太陽(yáng)紫外透過(guò)性(TSUV)、不超過(guò)約15％，優(yōu)選地為不超過(guò)約10％的紫外透過(guò)性(ISOUV)、不超過(guò)約35％，優(yōu)選地為不超過(guò)約30％的總太陽(yáng)紅外透過(guò)性(TSIR)以及不超過(guò)約50％，優(yōu)選地為不超過(guò)約48％的總太陽(yáng)能透過(guò)性(TSET)。
本發(fā)明的玻璃的主波長(zhǎng)可以根據(jù)特定的顏色優(yōu)先而產(chǎn)生一些變化。在本發(fā)明中，優(yōu)選地該玻璃是主波長(zhǎng)在約500-550納米，優(yōu)選地為約515-540納米，更優(yōu)選地為約520-535納米范圍內(nèi)的綠色。該玻璃的色純度應(yīng)該不超過(guò)約5％，優(yōu)選地不超過(guò)約4％，更優(yōu)選地為不超過(guò)約3％。
本發(fā)明的基礎(chǔ)玻璃，即沒(méi)有紅外或紫外吸收物質(zhì)和/或著色劑的玻璃的主要成分是本發(fā)明的目的，它是工業(yè)鈉-鈣-硅玻璃，其特征如下重量百分比SiO266-75Na2O 10-20CaO5-15MgO0-5Al2O30-5
K2O 0-5用于本文中時(shí)，所有的“重量百分比(％重量)”值是基于最終的玻璃組合物的總重量。
本發(fā)明向該基礎(chǔ)玻璃中加入鐵、鈰、鉻和任選的鈦形式的紅外和紫外輻射吸收物質(zhì)和著色劑。如本文中所述，鐵以Fe2O3和FeO表示，鈰以CeO2表示，鉻以Cr2O3表示以及鈦以TiO2表示。應(yīng)當(dāng)明白本文中所說(shuō)的玻璃組合物還可以包括少量的其它物質(zhì)，例如熔化和澄清助劑、痕量物質(zhì)或雜質(zhì)。還應(yīng)該明白在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，該玻璃中還可以含有少量的其它物質(zhì)以改善該玻璃的太陽(yáng)性能，正如在下文中將要詳細(xì)描述的那樣。
玻璃組合物中的氧化鐵具有幾個(gè)作用。三氧化二鐵是一種良好的紫外輻射吸收劑，并且在玻璃中起黃色著色劑的作用。氧化亞鐵是一種良好的紅外輻射吸收劑并且起著蘭色著色劑的作用。在本文中所說(shuō)的玻璃中的鐵的總量以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)分析操作以Fe2O3表示，但這并不是說(shuō)所有的鐵實(shí)際上均以Fe2O3存在。類似地，二價(jià)狀態(tài)的鐵的含量以FeO描述，即使它可能實(shí)際上不是以FeO存在于玻璃中。為了反映在本文所說(shuō)的玻璃組合物中的二價(jià)鐵和三價(jià)鐵相對(duì)含量，術(shù)語(yǔ)“氧化還原值”是指二價(jià)鐵(以FeO表示)的含量除以總鐵(以Fe2O3表示)量。此外除非另有說(shuō)明，在本說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“總鐵”是指以Fe2O3表示的總鐵，術(shù)語(yǔ)“Fe2O3”是指以Fe2O3表示的三價(jià)狀態(tài)的鐵，術(shù)語(yǔ)“FeO”表示以FeO表示的二價(jià)狀態(tài)的鐵。
CeO2是一種強(qiáng)紫外輻射吸收劑，它基本上不使玻璃具有顏色。TiO2類似地也是一種強(qiáng)紫外輻射吸收劑，它還作為一種著色劑使該玻璃組合物產(chǎn)生黃色。Cr2O3使玻璃產(chǎn)生綠色并且?guī)椭刂谱罱K玻璃顏色?？梢韵嘈陪t也可產(chǎn)生一些紫外輻射吸收。在鐵，即三價(jià)和二價(jià)鐵氧化物、鈰、鉻和任選地鈦含量之間需要有一個(gè)適當(dāng)?shù)钠胶?，以獲得具有所需的光學(xué)性能的綠色玻璃。
本發(fā)明的玻璃可以以連續(xù)的大規(guī)模工業(yè)熔化方式進(jìn)行熔化和澄清，并且通過(guò)浮法工藝形成各種厚度的平板玻璃板，在該浮法工藝中，熔融玻璃在形成板狀形式并冷卻時(shí)支承在熔融金屬池，通常為錫池上。應(yīng)當(dāng)明白由于在熔融錫上形成玻璃，結(jié)果會(huì)有可測(cè)出數(shù)量的錫氧化物在與錫接觸的一側(cè)遷移到該玻璃的表面中。典型地，一塊浮法玻璃在與錫接觸的玻璃表面下幾微米處具有至少0.05％重量的SnO2濃度。
用來(lái)產(chǎn)生玻璃組合物的熔化裝置和成型裝置包括但不限于常用的頂部燃燒連續(xù)熔化工藝(正如在本領(lǐng)域中所熟知的)，或者多階段熔化工藝，如在Kunkle等人的美國(guó)專利4381934和4792536、Pecoraro等人的美國(guó)專利4792536和Cerutti等人的美國(guó)專利4886539所說(shuō)。如果需要，還可以在該玻璃制造工藝的熔化和/或成型階段采用一種攪拌裝置來(lái)使玻璃均化，從而產(chǎn)生高光學(xué)質(zhì)量的玻璃。
對(duì)于氧化還原比小于0.30的玻璃組合物來(lái)說(shuō)，前一種工藝是優(yōu)選的，對(duì)于氧化還原比為0.30或更高的玻璃組合物來(lái)說(shuō)，后一種工藝是優(yōu)選的，盡管這兩種工藝中的任何一種均可以生產(chǎn)在其優(yōu)選范圍以外的玻璃。更進(jìn)一步地說(shuō)，傳統(tǒng)的熔化工藝一般用來(lái)在0.30以下，優(yōu)選地在約0.23-0.27的氧化還原比水平下操作。當(dāng)用來(lái)制造氧化還原比在該范圍上端或更高的玻璃時(shí)，可以向配合料中加入一些添加劑，如含碳物料，以增加氧化還原比，例如在Savolskis等人的美國(guó)專利4551161中所述。類似地，通過(guò)在玻璃配合料中增加氧化性成分，可以利用多階段工藝獲得低于0.30的氧化還原比。舉例來(lái)說(shuō)，可以加入氧化錳來(lái)降低氧化還原比。通過(guò)調(diào)整燃燒器的氣體/O2比可以控制氧化還原比。
表1、2和3表示體現(xiàn)本發(fā)明基本原理的玻璃組合物的例子。表1和3中的光學(xué)性能是基于0.16英寸(4.06毫米)參考厚度的，而表2中的光學(xué)性能是基于0.139英寸(3.53毫米)參考厚度的。在表中僅列出了這些例子中的鐵、鈰、鈦和鉻含量。對(duì)于在表1、2和3中所提供的透光性數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，透光性(LTA)采用C.I.E.標(biāo)準(zhǔn)光源“A”在380-770納米波長(zhǎng)范圍內(nèi)測(cè)定，根據(jù)主波長(zhǎng)和色純度的玻璃顏色采用帶有2°觀測(cè)器的C.I.E.標(biāo)準(zhǔn)光源“C”、按照在ASTM E308-90中所說(shuō)的方法來(lái)測(cè)定。紫外透過(guò)性(ISO UV)是基于ISO 90501990(E)標(biāo)準(zhǔn)，部分2.5(ISO UV)并且在280-380納米波長(zhǎng)范圍內(nèi)測(cè)定?？偺?yáng)紫外透過(guò)性(TSUV)在300-400納米范圍內(nèi)測(cè)定，總太陽(yáng)紅外透過(guò)性(TSIR)在720-2000納米范圍內(nèi)測(cè)定，總太陽(yáng)能量透過(guò)性(TSET)在300-2000納米范圍內(nèi)測(cè)定。TSUV、TSIR和TSET透過(guò)性數(shù)據(jù)采用Parry Moon空氣質(zhì)量2.0直接太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)計(jì)算并且采用梯形規(guī)則進(jìn)行積分(如本領(lǐng)域內(nèi)已知的那樣)。
在表1和2中給出的信息是基于大約具有下列基礎(chǔ)配合料成分的實(shí)驗(yàn)室熔體砂 500克純堿 162.8克石灰石 42克白云 121克芒硝 2.5克鐵丹 按照需要FeO·Cr2O3按照需要TiO2按照需要CeO2按照需要向每一次熔體中加入煤以控制氧化還原比。在制造熔體時(shí)，將組分稱出并在一種混合機(jī)中混合。然后將一半物料放在耐火石英坩堝中并加熱到2650華氏度(1454℃)且保持30分鐘。再將余下的物料加入到該坩堝中且加熱到且在2650華氏度(1454℃)保持1小時(shí)30分鐘。而后將熔融玻璃在水中淬冷、干燥并在2650華氏度(1454℃)下再加熱1小時(shí)。將熔融玻璃在水中二次淬冷、干燥并在2650華氏度(1454℃)下再加熱2小時(shí)。然后將熔融玻璃倒出該坩堝并滾壓成約0.25英寸(0.635厘米)的厚度并退火。采用RIGAKU 3370 X-射線熒光光度計(jì)測(cè)定該玻璃組合物的化學(xué)組成。采用本領(lǐng)域內(nèi)已知的化學(xué)技術(shù)來(lái)測(cè)定FeO含量。在將該玻璃淬冷或長(zhǎng)時(shí)間向紫外輻射暴露(它們將影響光學(xué)性能，如下文中所說(shuō))之前，采用Perkin-Elmer Lambda 9 UV/VIS/NIR光度計(jì)在退過(guò)火的試樣上測(cè)定該玻璃的光學(xué)性能。
下面是表1和2中所說(shuō)玻璃的代表性基礎(chǔ)氧化物SiO271.5％重量Na2O 12.6％重量K2O0.036％重量CaO 8.3％重量Al2O30.13％重量可以認(rèn)為表3中由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的玻璃組合物的的基礎(chǔ)氧化物成分是相似的。
在表1和2中的例子含有25-35PPM MnO2，可以將它認(rèn)為是痕量和/或殘余物質(zhì)。在表3中的組合物含有27PPM MnO2，以更好地反映該玻璃所期望的光學(xué)。
表1例1例2例3例4例5例6例7例8例9 例10例11總鐵(重量％) 0.593 0.609 0.624 0.628 0.631 0.632 0.632 0.634 0.638 0.643 0.644Fe2O3(重量％) 0.406 0.402 0.417 0.352 0.411 0.370 0.436 0.441 0.458 0.447 0.448FeO(重量％) 0.168 0.186 0.186 0.248 0.198 0.236 0.176 0.174 0.162 0.176 0.176氧化還原比 0.283 0.305 0.298 0.395 0.314 0.373 0.278 0.274 0.254 0.274 0.279CeO2(重量％)1.29 1.19 1.34 1.29 1.46 1.25 1.32 1.36 1.32 1.35 1.47TiO2(重量％)0.397 0.383 0.506 0.396 0.403 0.387 0.456 0.359 0.408 0.410 0.407Cr2O3(PPM) 59 47 46 54 48 2 44 45 46 43 51LTA(％) 72.95 72.29 71.23 68.79 71.94 69.75 72.39 72.73 73.21 72.28 72.48TSUV(％) 29.76 29.84 25.78 28.45 26.72 29.02 26.49 28.46 27.25 26.92 26.33ISO UV(％) 10.33 10.55 8.43 9.90 8.62 10.19 8.70 9.53 8.98 8.78 8.35TSIR(％) 27.69 25.33 25.51 18.41 27.22 18.83 27.02 28.06 29.75 27.98 29.45TSET(％) 46.51 45.01 44.31 39.63 45.60 40.49 45.69 46.55 47.57 46.19 47.00DW(nm) 522.3 514.5 532.9 505.8 532.7 501.7 538.1 527.1 540.7 532.8 539.5Pe(％) 2.73 2.67 3.53 3.72 3.43 3.91 3.75 2.90 3.79 3.33 3.84表1(續(xù))例12 例13例14例15例16 例17 例18例19 例20例21 例22總鐵(重量％) 0.643 0.649 0.665 0.655 0.666 0.668 0.719 0.724 0.739 0.798 0.811Fe2O3(重量％) 0.443 0.467 0.415 0.436 0.484 0.484 0.541 0.553 0.535 0.607 0.622FeO(重量％) 0.180 0.164 0.216 0.198 0.164 0.166 0.160 0.154 0.184 0.172 0.170氧化還原比0.280 0.253 0.330 0.302 0.246 0.249 0.223 0.213 0.249 0.216 0.210CeO2(重量％) 1.35 1.341.321.351.43 1.340.95 1.161.17 1.151.10TiO2(重量％) 0.458 0.404 0.314 0.408 0.197 0.312 0.266 0.214 0.214 0.188 0.014Cr2O3(PPM) 46 54 42 59 48 46 74 44 49 45 100LTA(％) 71.80 72.11 70.44 71.20 73.16 71.84 73.18 72.81 71.59 72.22 72.08TSUV(％) 25.98 26.92 28.40 26.77 30.82 28.14 30.05 28.91 28.06 28.11 30.51ISO UV(％)8.37 8.849.698.8410.58 9.4510.90 9.959.52 9.5910.90TSIR(％) 27.05 28.13 22.44 25.59 29.16 26.55 31.45 29.74 25.10 28.82 29.47TSET(％) 45.40 46.16 42.57 44.38 47.69 45.36 48.59 47.56 44.54 46.76 47.17DW(nm)534.2 534.8 511.1 529.9 515.6 521.9 533.9 529.1 522.8 534.4 526.7Pe(％)3.55 3.532.953.372.42 2.773.26 2.902.76 3.262.84表2例23 例24例25例26例27例28 例29總鐵(重量％) 0.624 0.628 0.632 0.632 0.636 0.639 0.640Fe2O3(重量％)0.417 0.352 0.370 0.403 0.432 0.368 0.424FeO(重量％)0.186 0.248 0.236 0.206 0.184 0.244 0.194氧化還原比 0.298 0.395 0.373 0.326 0.289 0.382 0.303CeO2(重量％) 1.341.29 1.251.481.241.43 1.34TiO2(重量％) 0.506 0.396 0.387 0.405 0.387 0.305 0.409Cr2O3(PPM) 46 54 2 0.409 56 45 43LTA(％)73.59 71.37 72.24 73.22 73.72 71.72 73.31TSUV(％) 28.95 31.61 32.17 30.16 31.78 30.62 30.18ISO UV(％) 10.28 11.82 12.13 10.65 11.82 10.98 10.77TSIR(％) 29.99 22.50 22.95 27.95 29.44 24.10 28.61TSET(％) 48.00 43.20 44.03 46.83 47.96 44.21 47.25DW(nm) 533.0 505.7 501.6 520.2 518.2 507.3 520.7Pe(％) 3.073.23.412.562.442.95 2.52表2(續(xù))例30 例31例32 例33 例34例35總鐵(重量％) 0.6400.6450.6550.656 0.668 0.683Fe2O3(重量％) 0.4240.4340.4150.436 0.484 0.445FeO(重量％) 0.1950.1900.2160.198 0.166 0.214氧化還原比 0.3030.2950.3300.302 0.249 0.313CeO2(重量％)1.49 1.34 1.32 1.35 1.341.35TiO2(重量％)0.4090.4580.3140.408 0.312 0.360Cr2O3(PPM) 56 57 42 59 46 48LTA(％) 73.3673.4472.8773.56 74.14 71.33TSUV(％) 29.7929.0531.5429.91 31.27 30.24ISO UV(％) 10.4510.1811.6310.66 11.36 10.92TSIR(％) 29.0329.8226.7930.07 31.06 23.50TSET(％) 47.4447.8346.2148.07 49.02 43.67DW(nm) 527.5530.4511.1530.0 522.0 509.3Pe(％) 2.82 2.99 2.56 2.93 2.402.88表3例36例37 例38 例39例40 例41例42例43 例44 例45 例46總鐵(重量％)0.630 0.630 0.630 0.630 0.630 0.600 0.660 0.630 0.630 0.630 0.630Fe2O3(重量％) 0.434 0.434 0.434 0.454 0.413 0.413 0.454 0.434 0.434 0.434 0.434FeO(重量％) 0.176 0.176 0.176 0.158 0.195 0.168 0.185 0.176 0.176 0.176 0.176氧化還原比 0.280 0.280 0.280 0.250 0.310 0.280 0.280 0.280 0.280 0.280 0.280CeO2(重量％) 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.141.261.2 1.2TiO2(重量％) 0.370.370.370.370.370.370.370.370.370.310.43Cr2O3(PPM)19 49 79 49 49 49 49 49 49 49 49LTA(％) 73.31 72.54 71.79 73.73 71.38 73.24 71.86 72.56 72.53 72.64 72.44TSUV(％)28.73 28.65 28.57 28.15 29.17 29.16 28.15 28.98 28.33 29.32 27.99ISO UV(％) 9.769.769.769.549.999.989.5410.02 9.5110.05 9.48TSIR(％)25.89 25.86 25.84 29.47 22.73 27.40 24.42 25.86 25.86 25.86 25.86TSET(％)45.68 45.19 44.72 47.55 43.09 46.35 44.09 45.22 45.17 45.32 45.06DW(nm) 523.0 527.8 531.6 542.3 513.1 530.6 525.0 526.9 528.6 522.0 533.0Pe(％) 2.603.043.523.982.823.093.002.983.092.743.40
參見(jiàn)表1、2和3，本發(fā)明提供了一種綠色玻璃，它采用標(biāo)準(zhǔn)的鈉-鈣-硅玻璃基礎(chǔ)組合物以及另加的鐵、鈰、鉻和任選的鈦?zhàn)鳛榧t外和紫外輻射吸收物質(zhì)及著色劑?？梢钥闯觯缰鞑ㄩL(zhǎng)(DW)和色純度(Pe)所表示的那樣，并不是所有的實(shí)施例均是相同的綠色。在本發(fā)明中，優(yōu)選地該玻璃具有主波長(zhǎng)在約500-550納米，優(yōu)選地約515-540納米，更優(yōu)選地為520-535納米范圍內(nèi)，使純度不超過(guò)約5％，優(yōu)選地不超過(guò)約4％，更優(yōu)選地為不超過(guò)約3％的綠色。
在本發(fā)明中，該綠色玻璃含有0.50-1.0％重量總鐵，優(yōu)選地為約0.6-0.8％重量，更優(yōu)選地為約0.6-0.7％重量；約0.35-0.65％重量Fe2O3，優(yōu)選地為約0.4-0.5％重量，更優(yōu)選地為低于約0.48％重量；約0.8-1.5％重量CeO2，優(yōu)選地為約0.9-1.4％重量，更優(yōu)選地為約1.0-1.3％重量；0-0.7％重量TiO2，優(yōu)選地為約0.2-0.6％重量，更優(yōu)選地為約0.3-0.5％重量以及約20-150PPMCr2O3，優(yōu)選地為約40-90PPM，更優(yōu)選地為約40-75PPM。本發(fā)明的玻璃的氧化還原比保持在約0.20-0.40，優(yōu)選地為約0.267-0.35，更優(yōu)選地為約0.27-0.31。
本發(fā)明中所說(shuō)的玻璃組合物具有至少約65％，優(yōu)選地至少約70％的LTA、不超過(guò)約38％，優(yōu)選地不超過(guò)約35％的TSUV、不超過(guò)約35％，優(yōu)選地不超過(guò)約30％的TSIR、以及不超過(guò)約50％，優(yōu)選地不超過(guò)約48％的TSET。此外，該玻璃優(yōu)選地具有不超過(guò)約15％，優(yōu)選地不超過(guò)約10％的ISO UV。
可以想象該玻璃的這些光學(xué)性能在將玻璃鋼化以及長(zhǎng)時(shí)間向紫外輻射暴露，即通常所說(shuō)的太陽(yáng)化以后將會(huì)發(fā)生變化。更進(jìn)一步地說(shuō)，可以預(yù)計(jì)本發(fā)明中所說(shuō)的玻璃組合物的鋼化和太陽(yáng)化將使LTA降低約1.5-2％，使TSUV、ISO UV和TSIR降低約2-3％、以及使TSET降低約1-2.5％。結(jié)果，在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，該玻璃組合物具有所選定的光學(xué)性能，這些性能一開(kāi)始落在上述所需的范圍以外，但是在鋼化和/或太陽(yáng)化以后落在所需的范圍內(nèi)。舉例來(lái)說(shuō)，可以看出在表2中實(shí)施例23-35中所說(shuō)的玻璃組合物鋼化和太陽(yáng)化以后的ISO UV小于10％。
還可以看出，透光性也由于這些因素而降低。結(jié)果為了將透光性保持在所需的最低值以上，尤其是高于70％，生產(chǎn)之后的玻璃的起始LTA必須足夠高，從而可以使任何由于鋼化和太陽(yáng)化而引起的損失不會(huì)使透光性降低到無(wú)法接受的水平。
基于上面所說(shuō)的內(nèi)容，對(duì)于在鋼化和/或太陽(yáng)化之前經(jīng)過(guò)退火的玻璃來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的玻璃組合物應(yīng)該具有至少約71.5％，優(yōu)選地至少約72％的LTA、不超過(guò)約40％，優(yōu)選地不超過(guò)約37％的TSUV、不超過(guò)約37％，優(yōu)選地不超過(guò)約32％的TSIR、以及不超過(guò)約51％，優(yōu)選地不超過(guò)約49％的TSET。此外，該玻璃優(yōu)選地具有不超過(guò)約17％，優(yōu)選地不超過(guò)約12％的ISO UV。
參見(jiàn)表3，可以看出該玻璃組合物中的鉻的相對(duì)含量對(duì)玻璃顏色具有超過(guò)鐵、鈰或鈦的影響。特別是如實(shí)施例36、37和38所示，將Cr2O3從19PPM變化到79PPM可以使主波長(zhǎng)幾乎變化10納米。與實(shí)施例41、37和42相比，將總鐵從0.6％重量變化到0.66％重量(相差600PPM)會(huì)使主波長(zhǎng)變化約5納米，而在實(shí)施例43、37和44中，CeO2從1.14％重量變化到1.26％重量(相差1200PPM)將會(huì)使主波長(zhǎng)變化2納米以下。在實(shí)施例45、37和46中，TiO2從0.31％重量變化到0.43％重量，則主波長(zhǎng)變化約11納米。但是，可以看出主波長(zhǎng)的這種變化伴隨著TiO2含量變化1200PPM，而采用特少量的Cr2O3，特別是60PPM(它是TiO2用量的1/20)就可以產(chǎn)生相當(dāng)?shù)淖兓?br> 用浮法工藝制造的玻璃通常板厚度為約1毫米-10毫米。對(duì)于車輛窗玻璃用途來(lái)說(shuō)，優(yōu)選地具有本文中所說(shuō)組成的玻璃板其厚度應(yīng)在0.071-0.197英寸(1.8-5毫米)范圍內(nèi)?？梢哉J(rèn)為當(dāng)采用單塊玻璃時(shí)，可以將該玻璃鋼化，例如用于汽車側(cè)窗或后窗，而當(dāng)采用多塊玻璃時(shí)，可以將該玻璃退火并采用一種熱塑形粘結(jié)劑將其夾層在一起，例如作為汽車風(fēng)擋玻璃，它是將兩塊退火玻璃用聚乙烯丁醛夾層在一起。
如前所述，還可以將其它的物質(zhì)加入到本發(fā)明所說(shuō)的玻璃組合物中，以進(jìn)一步降低紅外和紫外輻射透過(guò)性和/或控制玻璃顏色。更進(jìn)一步地說(shuō)，可以將下列物質(zhì)加入到本發(fā)明中所說(shuō)的含有鐵、鈰、鈦和鉻的鈉-鈣-硅玻璃中MnO20-0.5％重量SnO20-2.0％重量
ZnO0-0.5％重量Mo 0-0.015％重量V2O50-0.04％重量Se 0-3PPMCoO0-5PPM應(yīng)當(dāng)明白，還可以對(duì)基礎(chǔ)鐵、鈰、鉻和/或鈦組分進(jìn)行調(diào)整，從而使這些外加物質(zhì)具有任何不同的著色和/或氧化還原比影響力。
對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員來(lái)說(shuō)已知的其它一些變化應(yīng)被視為沒(méi)有脫離本發(fā)明的范圍，該范圍是由后面的權(quán)利要求書(shū)所限定的。
權(quán)利要求
1.一種綠色紅外和紫外輻射吸收玻璃組合物，該綠色玻璃含有SiO266-75％重量，Na2O 10-20％重量，CaO約5-15％重量，MgO約0-5％重量，Al2O3約0-5％重量，K2O約0-5％重量，約0.50-1.0％重量總鐵、約0.35-0.65％重量Fe2O3、約0.8-1.5％重量CeO2、約0-0.7％重量TiO2以及約20-150 PPMCr2O3，其中該玻璃的透光性(LTA)為約65％或更高。
2.權(quán)利要求1所說(shuō)的組合物，其中總鐵濃度為約0.6-0.8％重量，F(xiàn)e2O3濃度為約0.4-0.5％重量，CeO2濃度為約0.9-1.4％重量，TiO2濃度為約0.2-0.6％重量，Cr2O3為約40-75PPM，此外該玻璃組合物具有至少約70％的透光性(LTA)、不超過(guò)約38％的總太陽(yáng)紫外透過(guò)性(TSUV)，并且該玻璃顏色的主波長(zhǎng)在約500-550納米，色純度不超過(guò)約5％。
3.權(quán)利要求2所說(shuō)的組合物，其中Fe2O3濃度低于0.48％重量，該玻璃的氧化還原比在0.27或更高。
4.權(quán)利要求2所說(shuō)的組合物，其中該玻璃具有不超過(guò)約35％的總太陽(yáng)紅外透過(guò)性(TSIR)、不超過(guò)約65％的總太陽(yáng)能透過(guò)性(TSET)以及不超過(guò)約15％的紫外透過(guò)性(ISOUV)。
5.權(quán)利要求4所說(shuō)的組合物，其中該玻璃具有約71.5％或更高的透光性(LTA)和約12％或更低的紫外透過(guò)性(ISO UV)。
6.權(quán)利要求4所說(shuō)的組合物，其中該玻璃具有約10％或更低的紫外透過(guò)性(ISO UV)。
7.權(quán)利要求4所說(shuō)的組合物，其中該玻璃顏色的主波長(zhǎng)在約515-540納米，色純度不超過(guò)約3％。
8.由權(quán)利要求1所說(shuō)的組合物制得的玻璃板。
9.一種綠色紅外和紫外輻射吸收玻璃組合物，該綠色玻璃含有由下列成分組成的基礎(chǔ)玻璃部分SiO2約66-75％重量Na2O約10-20％重量CaO約5-15％重量MgO約0-5％重量Al2O3約0-5％重量K2O 約0-5％重量和一種基本上由下列成分組成的太陽(yáng)輻射吸收及著色劑部分總鐵 約0.50-1.0％重量Fe2O3約0.35-0.65％重量CeO2約0.8-1.5％重量TiO2約0-0.7％重量Cr2O3約20-150 PPM，該玻璃的透光性(LTA)為約65％或更高，并且其總太陽(yáng)紫外透過(guò)性(TSUV)為約38％或更低。
10.權(quán)利要求9所說(shuō)的組合物，其中總鐵濃度為約0.6-0.8％重量，F(xiàn)e2O3濃度為約0.4-0.5％重量。
11.權(quán)利要求10所說(shuō)的組合物，其中CeO2濃度為約0.9-1.4％重量，TiO2濃度為約0.2-0.6％重量，Cr2O3為約40-75PPM。
12.權(quán)利要求11所說(shuō)的組合物，其中總鐵濃度為約0.6-0.7％重量，F(xiàn)e2O3濃度為低于0.48％重量。CeO2濃度為約1-1.3％重量，TiO2濃度為約0.3-0.5％重量以及Cr2O3為約40-60 PPM。
13.權(quán)利要求11所說(shuō)的組合物，其中Fe2O3濃度低于0.48％重量，該玻璃的氧化還原比為0.27或更高。
14.權(quán)利要求11所說(shuō)的組合物，其中該玻璃具有約70％或更高的透光性(LTA)、不大于約15％的紫外透過(guò)性(ISO UV)。
15.權(quán)利要求14所說(shuō)的組合物，其中該玻璃具有約71.5％或更高的透光性(LTA)和約12％或更低的紫外透過(guò)性(ISO UV)。
16.權(quán)利要求14所說(shuō)的組合物，其中該玻璃具有約10％或更低的紫外透過(guò)性(ISO UV)。
17.權(quán)利要求14所說(shuō)的組合物，其中該玻璃具有不超過(guò)約35％的總太陽(yáng)紅外透過(guò)性(TSIR)和不超過(guò)約65％的總太陽(yáng)能透過(guò)性(TSET)。
18.權(quán)利要求14所說(shuō)的組合物，其中該玻璃顏色的主波長(zhǎng)在約500-550納米，色純度不超過(guò)約5％。
19.權(quán)利要求18所說(shuō)的組合物，其中該玻璃顏色的主波長(zhǎng)在約515-540納米，色純度不超過(guò)約4％。
20.由權(quán)利要求9所說(shuō)的組合物制得的玻璃板。
21.權(quán)利要求20所說(shuō)的玻璃板，其中該板的厚度為1.8-5毫米。
22.由權(quán)利要求18所說(shuō)的組合物制得的玻璃板。
23.一種綠色紅外和紫外輻射吸收玻璃組合物，該玻璃含有由下列成分組成的基礎(chǔ)玻璃部分SiO2約66-75％重量Na2O 約10-20％重量CaO 約5-15％重量MgO 約0-5％重量Al2O3約0-5％重量K2O約0-5％重量和一種基本上由下列成分組成的太陽(yáng)輻射吸收及著色劑部分組成總鐵 約0.5-小于0.7％重量Fe2O3約0.35-小于0.48％重量CeO2約0.8-1.5％重量TiO2約0-0.7％重量Cr2O3約20-150 PPM，該玻璃的氧化還原比為0.27或更高，其透光性(LTA)為約65％或更高，并且其總太陽(yáng)紫外透過(guò)性(TSUV)為約38％或更低，其中該玻璃顏色的主波長(zhǎng)在約515-540納米。
24.權(quán)利要求23所說(shuō)的組合物，其中該玻璃顏色的主波長(zhǎng)在約520-535納米，色純度不超過(guò)約4％。
25.權(quán)利要求23所說(shuō)的組合物，其中CeO2濃度為約0.9-1.4％重量，TiO2濃度為約0.2-0.6％重量，Cr2O3為約40-75PPM。
26.權(quán)利要求25所說(shuō)的組合物，其中CeO2濃度為約1-1.3％重量，TiO2濃度為約0.3-0.5％重量以及Cr2O3為約40-60PPM。
27.權(quán)利要求25所說(shuō)的組合物，其中該玻璃具有70％或更高的透光性(LTA)、不超過(guò)約35％的總太陽(yáng)紅外透過(guò)性(TSIR)和不超過(guò)約65％的總太陽(yáng)能透過(guò)性(TSET)。
28.權(quán)利要求27所說(shuō)的組合物，其中該玻璃具有約71.5％或更高的透光性(LTA)和約12％或更低的紫外透過(guò)性(ISO UV)。
29.權(quán)利要求27所說(shuō)的組合物，其中該玻璃具有約15％或更低的紫外透過(guò)性(ISO UV)。
30.權(quán)利要求29所說(shuō)的組合物，其中該玻璃具有約10％或更低的紫外透過(guò)性(ISO UV)。
31.由權(quán)利要求23所說(shuō)的組合物制得的玻璃板。
32.一種綠色紅外和紫外輻射吸收玻璃組合物，該玻璃含有由下列成分組成的基礎(chǔ)玻璃部分SiO2約66-75％重量Na2O 約10-20％重量CaO 約5-15％重量MgO 約0-5％重量Al2O3約0-5％重量K2O 約0-5％重量和一種基本上由下列成分組成的太陽(yáng)輻射吸收及著色劑部分組成總鐵 約0.50-1％重量Fe2O3約0.35-0.65％重量CeO2約0.8-1.5％重量Cr2O3約20-150 PPM，TiO20-0.7％重量MnO20-0.5％重量SnO20-2.0％重量ZnO 0-0.5％重量Mo0-0.015％重量V2O50-0.04％重量Se0-3PPMCoO 0-5PpM其透光性(LTA)為約65％或更高，并且其總太陽(yáng)紫外透過(guò)性(TSUV)為約38％或更低。
33.權(quán)利要求22所說(shuō)的組合物，其中該玻璃具有70％或更高的透光性(LTA)、不大于約15％的紫外透過(guò)性(ISO UV)、不超過(guò)約35％的總太陽(yáng)紅外透過(guò)性(TSIR)和不超過(guò)約65％的總太陽(yáng)能透過(guò)性(TSET)，并且該玻璃顏色的主波長(zhǎng)在約500-550納米，色純度不超過(guò)約5％。
34.權(quán)利要求33所說(shuō)的組合物，其中該玻璃的氧化還原比為0.27或更高，F(xiàn)e2O3濃度低于0.48％重量，并且該玻璃顏色的主波長(zhǎng)在約515-540納米，色純度不超過(guò)約4％。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種綠色玻璃，它采用標(biāo)準(zhǔn)的鈉—鈣—硅玻璃基礎(chǔ)組合物和作為紅外和紫外輻射吸收物質(zhì)和著色劑的鐵、鈰、鉻和任選的鈦。更進(jìn)一步地說(shuō)，該綠色玻璃含有0.50-1.0％重量總鐵、約0.35-0.65％重量Fe
文檔編號(hào)C03C4/00GK1165788SQ9710496
公開(kāi)日1997年11月26日 申請(qǐng)日期1997年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月1日
發(fā)明者L·J·謝雷斯塔克, A·卡拉里瑟 申請(qǐng)人:Ppg工業(yè)公司