[发明专利]玻璃组合物

说明书

本发明涉及用于窗玻璃的吸收红外(IR)和紫外(UV)线的钠钙硅玻璃组合物。更具体地说，本发明不排它性地涉及车辆如汽车中主要由这种玻璃制成的中性色调的窗。

已经开发了在车辆中使用的、具有低的直接太阳热透过率(DSHT)和紫外线透过率(UVT)的特种玻璃。这些玻璃旨在减少晴天时，由于车辆内部过热引起的各种问题，并且防止车内设施因为紫外线辐射引起的老化。通常是通过将玻璃中的铁还原为二价态或添加铜来制造具有好的红外吸收性能的玻璃。这些物质使玻璃呈兰色。添加后能获得好的紫外线吸收性的物质有：Fe³⁺、Ce、Ti或V。达到要求的吸收性所需加入的这种物质的量容易使玻璃呈黄色。因此，如果在同一玻璃既要得到好的UV吸收性又要得到好的IR吸收性，则不可避免地，这种玻璃不是绿色就是兰色。当用CIELAB系统确定玻璃的颜色时，发现这种商用玻璃(厚度4mm，透光率超过60％)不是很绿(-a^*＞8)就是很兰(-b^*＞7)。从美学角度来看这两种颜色现在都不理想。

人们已经尝试在生产具有好的防IR和UV辐射能力的灰色或青铜色的车辆窗玻璃，但这种玻璃仍容易具有绿黄色的色调。因此，法国专利中请No.2672587公开了一种主波长(λ_D)在571-580nm的示范玻璃，其色纯度在4.4-15.9％。这些数字表明，这种玻璃具有绿黄色的色调。可从Pilkington玻璃有限公司(St.Helens，England)买到的牌号为ANTISUN Grey(ANTISUN是Pilkington集团的一个商标)的一种中性灰色玻璃，其厚度为4mm时，主波长为454nm，色纯度为2.1％。

我们已经确定了一种具有中性色调的玻璃的范围要求，即，在(CIELAB系统中，如果可见光透过率高于60％，玻璃的色坐标为a^*轴-6至+5,b^*轴-5至+5；如果可见光透过率低于60％，玻璃的色坐标为a^*轴-12至+5,b^*轴-5至+10。术语“中性色调”在下文中用来描述具有上述色坐标的玻璃。

我们进一步确定对中性色调玻璃的要求，这种玻璃的可见光透过率大于32％(4mm厚时)，但它的直接太阳热透过率应比可见光透过率至少低7个百分点(最好为10个百分点)。通常，已知有些玻璃确实具有低的直接太阳热透过率，但几乎所有这些玻璃都具有低的可见光透过率，因此限制了这种玻璃在车辆中的应用。我们预计，满足上述要求的玻璃在车辆中有更广泛的应用，因为它有高的透光率，尽管如此，但是它的较低的直接太阳热透过率可使汽车内部凉爽。

此外，我们认为如果玻璃的紫外光透过率低于25％将很理想，因为这种低的透过率将降低紫外线对塑料材料和纤维的负作用，尤其是汽车中的这种材料。法国专利申请No.2672587的说明书第5页，32-35行中指出，CoO和NiO降低可见光透过率，但不会增大对紫外线和红外线的吸收，因此，最好不添加这种组分。建议CoO的上限为0.005％，但例举的最高CoO含量为0.001％。这与说明书中指出的不应使用这些物质，如果使用也只能限量使用相一致。

在法国专利2672587中，除实施例9以外，实施例中所用的Se的量与着色剂大致相同或更多，实施例9中Fe₂O₃含量低至0.178，色纯度的数值高达9.6，表明透光率大于60％的4mm厚的玻璃，基本上偏离了中性色调。

着色玻璃领域中相对较小的变化就能导致色彩的很大改变。正如一个专利权人所说的，象在草堆中找针。先有申请的专利公开的范围能遇到许多可能，只有具体实施例中的叙述可以确定特定的色调与获得的特定的红外和紫外吸收范围之间的关系。从法国专利2672587中可清楚看到，没能给出能得到中性色调(指没有不可接受的570nm以上的主波长)的平衡组分。为了获得相对低的DSHT，该法国专利使用了高的FeO含量，尽管它还未被认识到，但本发明发现了这一点，这可以通过添加不引起可见光透过率异常降低的着色剂来补偿。

本发明是基于这样一个令人惊奇的发现，即添加相对较少的某些特定的与绿色互补的着色剂，这种绿色是因为红外和紫外线吸收组分的存在而引起的。