[发明专利]吸收紫外线的绿色玻璃

说明书

本申请是1992年3月26日提交的美国专利系列申请No.07/857,903的继续部份申请，No.07/857,903又是1990年7月30日提交的美国专利系列申请No.07/559,915的继续部份申请。

本发明涉及钠钙硅玻璃，特别适用于在窗用玻璃应用中以控制太阳辐射的透射。一般，玻璃可被描述为用绿色的，并且将其设计为低热透系数的，并在紫外线波长范围内有特别强的吸收。因为在象汽车这样的应用中，希望要降低太阳光线损坏塑料和织物的速度。本发明的特别的目的在于，通过减少所需高成本成份的量，使得可以低成本制造这种类型的玻璃。

钠钙硅平板玻璃的基本特征在于其下述组成，(以占玻璃总重量的重量百分比计)：

         SiO₂              66-75％

         Na₂O              10-20

         CaO                 5-15

         MgO                 0-5

         Al₂O₃            0-5

         K₂O                0-5

在玻璃组成中，还可以出现使它微量成份，包括如SO₃这样的助熔剂和精制剂。在平板玻璃中，有时还包括少量的K₂O，BaO或B₂O₃以及其它微量组份，可以认为它们是任选的。在该基础玻璃中加入使玻璃产生透射性质的着色组份。在与本发明有关的玻璃中，主要着色剂是铁，铁通常是以Fe₂O₃和FeO的形式存在。为方便起见，不管实际的存在形式如何，本文的玻璃中存在的铁的以Fe₂O₃总量表示。典型的绿色汽车玻璃的总铁量为大约0.5％(wt)，FeO对总量的比例为大约0.25。

近来，尽量利用汽车窗用玻璃的太阳效能变得重要起来。使用更大面积的玻璃以及避免使用CFC空调冷却剂加重了汽车内部和空调系统的负担。在一些汽车玻璃中限制紫外线透射不大于38％的目标已经确定。同时，要求在汽车可视区域的玻璃具有至少70％的照明透射。

采用两种方法改善玻璃的光性能并达到这些目标。在这一种方法中，在玻璃中使用高铁含量。下面给出了两例这种高铁的，深绿色型的市售退火产品以及一例传统的浅绿色玻璃的颜料组成以及其透射性质：

            浅绿     深绿    深绿

            实例A    实例B   实例C

总铁(wt.％) 0.521    0.803   0.728

FeO/总铁    0.268    0.284   0.291

LT_A(％)    80.45    71.1    72.44

TSUV(％)    54.82    38.8    42.28

TSIR(％)    37.38    22.4    24.62

TSET(％)    57.85    44.5    46.92

尽管在实例B和C中显示了紫外线透射的下降，但是该百分比仍然超过了要求的目标。仅通过增加总铁量来降低紫外线透射是不希望的，因为不能允许降低光(可见光)透射。而且，使用很高浓度的铁会给玻璃的制造造成问题，例如缩短炉龄或增加用电。

第二种方法是在玻璃中使用氧化铈或者氧化铈加氧化钛以减少紫外线透射，如美国专利2,860,059和5,077,133中的公开，下述实例是采用后一种方法的市售产品。

                    实例D

         CeO₂(wt.％)   0.60

         TiO₂(wt.％)   0.22

         总铁(wt.％)    0.783

         FeO/总铁       0.266

         LT_A(％)       72.5

         TSUV(％)       31.8

         TSIR(％)       23.7