[发明专利]青铜色玻璃组合物

说明书

本申请是1993年11月16日提出的美国专利申请系列08/153399的继续申请。

本发明涉及具有特别适用于车辆的前视区，如风挡和前门窗中的透光性的青铜色玻璃。更进一步地说，该玻璃具有70％或更高的透光性。此外，本发明的玻璃通常具有可以与用于汽车领域的典型绿色玻璃相比的红外和总太阳能透过率，从而降低空间内部的热获取量。该玻璃还可以与浮法玻璃制造方法相匹配。

在本领域中已经知道有多种热吸收玻璃基体。在典型的绿色汽车玻璃中的主要着色剂是铁，它通常以三氧化二铁和氧化亚铁的两种形式存在。通常，在玻璃中存在的铁的总量用Fe₂O₃表示，而不管其实际存在的形式。典型的绿色汽车玻璃含有约0.5％重量的总铁，FeO对总铁的比值约为0.25。

某些玻璃含有氧化镍作为着色剂，从而使该玻璃具有棕黄色至棕绿色。举例来说，美国再版专利25312(Duncan等人)含有氧化镍作为着色剂以生产灰色玻璃。但是，含镍物料的用量必需小心控制，因为在熔化过程中镍的存在有时会导致在玻璃中形成硫化镍结石。采用镍的其它一些潜在问题是在玻璃表面上形成雾。这是由于镍在锡浴中发生了还原以及当进行热处理时改变了玻璃颜色。

为了避免这类问题，人们开发出了无镍青铜色和灰色玻璃，它含有氧化铁、氧化钴和氧化硒，如在美国专利3296004(Duncan等人)；美国专利3723142(Kato等人)和英国专利1331492(Bamford)中所述。在美国专利4104076(Pons)中，为了代替镍，采用Cr₂O₃或UO₂与氧化铁、氧化钴和硒一起来生产灰色玻璃。最近的无镍灰色玻璃公开于美国专利5023210(Krumwiede等人)中，该专利采用氧化铁、氧化钴、氧化硒和氧化铬作为着色剂。

许多可以从市场上买到的青铜色和灰色玻璃具有比常规绿色汽车玻璃要差的太阳特性。因此人们需要可以用于车辆观察区的具有合适的太阳特性并且可以与工业化浮法玻璃制造技术相匹配的青铜色玻璃。

本发明提供了一种具有青铜色和70％或更高透光率(可见光)的玻璃组合物。本发明的玻璃具有标准的钠钙硅平板玻璃基础组成。在本发明的优选方案中，采用着色剂：0.4-0.6％重量Fe₂O₃,0.09-0.17％重量FeO和3-11PPM Se生产在4.1毫米(0.160英尺)厚度下透光率为70％或更高的青铜色玻璃。

在本发明的另一个方案中，该青铜色玻璃组合物还可以含有铬、镍和/或钴作为附加着色剂。

本发明的玻璃的主波长可以根据特定的颜色优选而作一些变化。在本发明中，优选的是，该玻璃具有主波长在540-575纳米(nm)，色纯度为9％以上的青铜色。

图1是表示根据本发明制造的玻璃在可见光谱中的透光率曲线的典型形状。

本发明的基础玻璃，即没有着色剂的主要成分是工业化钠钙硅玻璃，其特征如下：

                  重量％

     SiO₂        66-75

     Na₂O        10-20

     CaO          5-15

     MgO          0-5

     Al₂O₃      0-5

     K₂O         0-5

     BaO          0-1

本发明的优选方案是向该基础玻璃中以铁和硒的形式加入着色剂。本发明的该方案的玻璃基本上是无镍的，也就是说，没有有意识地加入镍化合物，尽管由于掺杂可能始终难以避免微量的镍，并且基本上是没有其它的着色剂。应该明白本文所说的玻璃组合物可以含有少量其它的物质，例如熔化和澄清助剂，混入物或杂质。这类物质可以包括但不限于铬、钴、锰、铈、钼、钛、氯、锌、锆、硫、氟、锂和锶。还应该明白这些物质中有些以及其它物质可以加入到该玻璃中以改善该玻璃的太阳特性，正如在下面详细描述的那样。在本发明的另一个方案中，可以向该玻璃组合物中加入镍、铬和/或钴，以满足所需的光学和特性要求。

硒着色剂当与铁混合形成硒化铁(FeSe)时可以使玻璃具有粉红色以及棕红色。铁根据氧化状态可以产生不同比例的黄色和绿色。