專利名稱：：綠色玻璃組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉;sj^璃組合物，特別是具有改善的紫外線("uv")性能的綠色玻璃組*。
背景技術(shù)：
：玻璃M用于樹用途，例如汽車應(yīng)用、建^^i用、航空^s用等。才財(cái)居玻璃狄的最終用途，希望玻璃^^N"表現(xiàn)出特定的(a)美學(xué)性能，例如鮮限于顏色，以及(b)陽綠制性能，例如妙限于太陽能總透射比("TSET")、紅外線透射比和紫外線透射比。例如，在汽車應(yīng)用方面，玻璃M用作汽車視窗(visionpanels)(即前窗、側(cè)窗等)。汽車視窗需要呈現(xiàn)出所需的顏色。目前，汽車視窗所需的顏色包括藍(lán)色、綠色和灰色。jtM卜，在美國，如果汽車視窗用作前風(fēng)擋，其必須表現(xiàn)出等于或大于70y。的可見^it射比("Ua")。在美國以外的其他國家對于風(fēng)擋的Lta要求可能會(huì)不同。玻璃M的美學(xué)性能和陽光控制性能可通it^種不同的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。第一種方式包括^L璃M的表面上沉積涂層。第J沖方式包括改變構(gòu)成玻璃重量百分比)。通常，向熟知的勤出玻璃組#,例如鈉"4丐->^出玻璃組*中加入著色劑和/或能夠調(diào)節(jié)該玻璃組*的陽光性能的其它材料，以提供tt出獨(dú)特性能的玻璃基時(shí)。雖然一種著色劑或能夠調(diào)節(jié)該玻璃組合物的陽光性能的一種材料的^可育^i已知的(例如，；(^斤周知向^出玻璃組^^中加入FeO可增加該玻璃組合物的M卜線(IR)吸W，然而本發(fā)明的實(shí)質(zhì)在于使用多種著色劑和/或能夠調(diào)節(jié)該玻璃組合物的陽光性能的材料"^種著色劑或材料能夠單獨(dú)產(chǎn)生獨(dú)特的^，從而共同獲得^ft性能的組合。才M居本發(fā)明，向鈉—丐->^5出玻璃組^^中以特定量加入能調(diào)節(jié)玻璃組合物的陽光性能的特定材料，提供能夠表現(xiàn)出要求的美學(xué)性能和陽光控制性能的玻璃基時(shí)。由本發(fā)明的玻璃組合物形成的玻璃Jj^在0.189英寸(4.8mm)的參照厚度下所提供的美學(xué)和陽M制性能的組^^下，綠色，^#征為495-535納米的主波#大于1%的色^1;〖0007]等于或大于6(W的Ua;小于或等于48。/。的總太陽能量透射比(TSET);以及小于或等于55。/。的太陽總紫夕卜透射比(SAEUV)。發(fā)明概述在一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，本發(fā)明為包含1^4玻璃組楊以;5L^色劑和性能調(diào)節(jié)部分的玻璃組合物，所^^玻璃組*包舍Si0265-75重*%，Na2010-20重*%，Ca05-15重J^，MgO0-5重J^，A12030-5重J^/。和K200-5重量y。，且所述著色劑和性能調(diào)節(jié)部分包含等于或小于o，6重量y。的總鐵量和0.1-1.0重堂/。的Ti02，其中氧"f極原比為0.33-0.45,所述重*%基于組^的的總重量。在另一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，本發(fā)明為包含玻璃組合物的玻璃板材，所^5皮璃組^f勿包含Si(X65-75重J^/。，Na2010-20重*%，CaO5-15重*%，MgO0-5重*%，A12030-5重J^和LO0-5重*%,且著色劑和性能調(diào)節(jié)部分包含等于或小于0.6重*%的總鐵和0.1-1.0重"tT。的Ti(X,其中氧^^f比為0.33-0.45，所述重堂/?；诮M合物的總重量，并且其中玻璃板材在0.189英寸(4.8mm)的厚度下具有一個(gè)或多個(gè)下列性能特性至少70%的Ua;最多48%的TSET;最多42°/。的SAEUV;495-500納米的DW以及至少1°/。的Pe。在又一個(gè)非限制性的實(shí)施方案中，本發(fā)明為包含由玻璃組合物制成的玻璃板材的夾層玻璃制品，所^璃組*包含Si0265-75重*%，Na2010-20重*%,CaO5-15重J5，MgO0-5重f^，A12030-5重:^%和1[200-5重*%，且著色劑和性能調(diào)節(jié)部分包含等于或小于0.6重*%的總鐵和0.1-1.0重*%的Ti02，其中氧4說原比為0.33-0.45，所述重*%基于組合物的總重量，并且其中玻璃板材在0.189英寸(4.8咖)的厚度下具有一個(gè)或多個(gè)下列性能特性至少60%的Lta;最多47%的TSET;最多55%的SAEUV透射比;495-535納米的DW以M少1%的Pe。發(fā)明詳述用于本文時(shí)，說明書以;5bM'漆求書中^^)的表示尺寸、物理特性、工藝*、成分的:i^A^^Ht等的所有數(shù)，被理解為在一切情況下通過術(shù)語"約，，來#^的。因此，除非相ji^旨出，在以下說明書以a^u'j^求書中M^:的數(shù)值可以^^尋,i^tit^發(fā)明得到的期望性能而變化。至少，不n圖p艮制對W'J要求范圍應(yīng)用等同原則，每個(gè)數(shù)值應(yīng)該至少#^所公開的有效數(shù)字的個(gè)數(shù)以;sjfit^用常規(guī)舍^^法4u^釋。jH^卜，本文^Hf的所有范圍應(yīng)被鄉(xiāng)為包^A;Sif點(diǎn)范圍值，以及其中包^K封可;s^斤有的子范圍。例如，所陳述的范圍"i-io"應(yīng)被認(rèn)為包括了在最小值i和最大值io之間(且包^1兩*)的^f可;s^斤有的子范圍；即，以i或更大的最小值為起泉、并以io或更小的最大值為終點(diǎn)的4^P子范圍，例如l.0-3.8、6.6-9.7和5.5-10。本發(fā)明的玻璃組合物包括J^出玻璃部分以及著色劑和能夠調(diào)節(jié)玻璃的陽光控制性能的材料。著色劑和能夠調(diào)節(jié)玻璃的陽光拴制性能的材料在這里稱為"著色劑和f生能調(diào)節(jié)材料"。才本發(fā)明，J^出玻璃部分包括具有示于下列表1中的*的組分。表l.勤出玻璃部分<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>所述的J^出玻璃部分在^4頁域中稱為"鈉—丐-硅"玻璃組楊。才財(cái)居本發(fā)明，向^出玻璃組#中加入樹著色劑和能夠調(diào)節(jié)玻璃的陽光性能棒性的材料。本發(fā)明的玻璃組楊所包括的著色劑和性能調(diào)節(jié)材料包括:氧化鐵(Fe203和FeO)和二氧^^("Ti02")。如工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)做法，存在于本發(fā)明的玻璃組，中的"總鐵"用存在于玻璃組合物中的'TeA"的重量百分比來表示，這不表示玻璃組合物中存在的所有鐵都是Fe203的形式。才緣本發(fā)明，本發(fā)明玻璃組楊中的總4錄于玻璃組合物的總重量計(jì)至多為并包括0.6重量％，例如0.4-0.59重量1或0.50-0.58重*%。如工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)做法，以亞鐵態(tài)存在于本發(fā)明玻璃組合物中的鐵的量用存在于玻璃組合物中的"FeO"的重量百分比來表示。雖然亞鐵態(tài)的鐵的量用FeOM示，^鐵態(tài)的總量可能實(shí)際上不以FeO存在于玻璃中。本發(fā)明的玻璃組^;具有特定的"舉/f說原比"。用于本文時(shí)，"/f說原比"為亞鐵態(tài)的鐵(表示為"FeO")的量除以總鐵(表示為"Fe203")量。才本發(fā)明的玻璃組合物具有0.33-0.45的氧化還原比，例如0.36-0.42,或0.37-0.40。本發(fā)明的玻璃組^;含有0.1重"￡%-1.0重4%的1102,例如0.2重量%-0.5重*%，其中重*%基于玻璃組合物的總重量。Ti02是^4頁域中已知的紫外儲(chǔ)吸收體。在一個(gè)非P艮制性實(shí)施方案中，本發(fā)明的玻璃組^7可含有氧化鉬飾03)來抑制形點(diǎn)戚化鎳石，后者可存在于玻璃中并損害玻璃的品質(zhì)。本發(fā)明的組合物中可加入Mo0310-750PPM,例如100-300PPM。本發(fā)明的玻璃組合物可通過常^L璃制造工藝來生產(chǎn)。例如，玻璃組合物可通it^堝熔化、平板拉制法、浮法玻璃生產(chǎn)工藝等由酉^#形成。典型地，將已知的酉e/^與其它組分';^^^^臺(tái)材料，^將其加工成本發(fā)明的玻璃組*。在一個(gè)非限制性實(shí)施方案中，本發(fā)明的玻璃組^7通i^M頁域中熟知的浮法玻璃生產(chǎn)工藝形成。由于生產(chǎn)本發(fā)明的玻璃組^;所用的原#/或設(shè)備，某些雜質(zhì)，例如SrO和Zr02會(huì)存在于最終的玻璃組^吻中。這樣的物質(zhì)少量存在于玻璃組*中，在本文中稱為"外來雜質(zhì)"。外來雜質(zhì)對玻璃的性能特性不起作用。在本發(fā)明的一個(gè)非P艮制性實(shí)施方案中，將所述的玻璃組合物制成^4頁域中常見的玻璃M和/或M玻璃制品。可以制成具有^t厚度的玻璃基材。例如，可以制成具有最多24咖厚度的玻璃糾.在一個(gè)非P艮制性的實(shí)施方案中，本發(fā)明是由至少一個(gè)才娥本發(fā)明的玻璃糾制成的M制品，其中該玻璃1#在0.189英寸(4.8mm)的厚度下絲出一個(gè)或多個(gè)下列性能特性綠色，其特征在于，主波長為495-535納米，例如500-530納米或505-525納米，以及色純度大于或等于1%，例如大于或等于2%，或大于或等于3%。Lta等于或大于60y。，例如等于或大于65%，或等于或大于70%;TSET小于或等于48%，例如等于或小于45%，或等于或小于43%;以及太陽總紫外透射比(用"SAEUV"表示)小于或等于55%,例如等于或小于52%，或等于或小于50%。才財(cái)居本發(fā)明，上述性能特性以下財(cái)式測得可見雄射比(Lta)表示基于^J^C.I.E.1931標(biāo)準(zhǔn)光源"A"以10納米間隔在380-770納米波長范圍內(nèi)測量的數(shù)據(jù)而計(jì)算出的值。太陽總紫外線透射比(SAEUV)表示基于使用SAE1796標(biāo)準(zhǔn)以5納米間隔在300-400納米波長范圍內(nèi)測量的^:據(jù)而計(jì)算出的值。太陽能總透射比(TSET)表示基于以50納米間隔從300到2500納米測量的透射比而i十算出的值。顏色通iti波長(DW)進(jìn)4禍?zhǔn)觯⑶疑兌?Pe)表示基于^JD具有2。觀測儀的C.I.E.1931標(biāo)準(zhǔn)光源"C"測量的數(shù)據(jù)而計(jì)算出的值。全太陽透射比數(shù)據(jù)^JU根據(jù)ASTMami.5g(E892T.l)的氣團(tuán)陽光能lt據(jù)(airmasssolardata)進(jìn)行i十算。所有的透射比數(shù)值應(yīng)用本領(lǐng)域中公知的梯形法則在波長范圍上積分。在本發(fā)明的一個(gè)非限制性實(shí)施方案中，玻璃M用作玻^f見窗。在另外一個(gè)非P艮制性實(shí)施方案中，該玻^f見窗;UJ見出等于或大于70°/。的Ua的汽車前擋艦璃。實(shí)施例通過下列非限制性實(shí)施例對本發(fā)明舉例說明。實(shí)施例以下面的方式進(jìn)行。對于實(shí)施例1-2，將酉e^H^出、；a^f加入坩堝。該酉5^F示于下列表2中。所有材料重量以克計(jì)。空氣^A中在i議溫^2450。F(1343'C)的電阻爐內(nèi)的8英寸鉑坩堝中熔化30分鐘。將爐溫升至2500叩(137rC)，^Se^h加熱30^^中。將爐溫升至2550。F(1399匸)，l賴e^)"加熱30分鐘。將爐溫升至2650。F(1454"),佳J&^"加熱30分鐘。然后將玻璃熔體倒入室溫下的水中(4^頁域中稱為"玻璃缺形成(glassfritting)")以產(chǎn)生玻璃艦。玻璃;tt^^i議溫度為1100。F(593E)的退火爐中干燥20分鐘。將玻璃)tg^回坩堝中，并將坩WtAi議溫^2650。F(1454'C)的爐中。然后將玻璃M在爐中加熱一小時(shí)。將坩堝中的內(nèi)絲再次如上所述制成缺。然后將玻璃;Jt^t/v坩堝中，并將坩堝;^^i^l溫度為2650叩(1454。C)的爐中。然后將玻璃g在爐中加熱兩個(gè)小時(shí)。然后將玻璃熔體澆^^金屬臺(tái)上。將得到的玻璃板材;JtAi議溫度為IIOO。F(593。C)的退火爐中一小時(shí)。切斷退火爐的電源，將玻璃板材保留在退火爐中16小時(shí)直至其^H卩。接著對由玻璃熔體制成的樣品進(jìn)行研^拋光。對于實(shí)施例3-10，將酉￡/^#出、〉V^f加入蚶堝。一半的K/^H"于空氣氣氛中在i^溫度為2450叩(1343。C)的電阻爐內(nèi)的4英寸鉑坩堝中溶化30^4中。然后，將另一半酉5^f加入蚶堝。將爐溫升至2500叩(137rC)，使酉e/^f"加熱30^4中。將爐溫升至2550。F(1399。C)，^S2/^f加熱30^4中。將爐溫升至2650。F(1454。C)，使@￡^"加熱30分鐘以前面M的方式熔結(jié)玻璃熔體來產(chǎn)生玻璃^夾。玻璃M在i^X溫度為1100。F(593。C)的退火爐中干燥20^4中。將玻璃^B文回坩堝中，并將蚶堝》tAi議溫彪2650叩(1454。C)的爐中。然后玻璃^:在爐中加熱一小時(shí)。坩堝中的內(nèi)含物再次如上所M4亍溶結(jié)。將玻璃^fe^tA蚶堝中，并將蚶堝》i^i議溫jL^2650叩(1454。C)的爐中。然后將玻璃;tg^在爐中加熱兩個(gè)小時(shí)。將玻璃熔體澆注在金屬臺(tái)上。將得到的玻璃板材^t^議溫^1100。F(593。C)的退火爐中一小時(shí)。切斷退火爐的電源，將玻璃板材保留在退火爐中16小時(shí)直至其^H卩。接著對由玻璃熔體制成的樣品進(jìn)行^fj^拋光。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>才娥本發(fā)明制造的示例'^J^璃組楊的^L^情況示于下列表3中。示例'l!il且合物實(shí)際上含有下列未包括在表中的外來雜質(zhì)S03、Sr0、Zr02、Cl和BaO。表3.4娥本發(fā)明的玻璃組^<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表4顯示了由才本發(fā)明的玻璃組^;制成的、具有0.189英寸(4.8mm)厚度的玻璃基材的樹性能特性。使用PerkinElmerLambda9分iUeJL計(jì)測量樣品的光iM性。性肯沐性<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表5顯示了由才娥本發(fā)明的玻璃組*制成的:^玻璃制品的^#性能特性?；趩蝹€(gè)糾的測量數(shù)據(jù)，^^I計(jì)^N^型計(jì)算;^玻璃制品的光i普棒脈顏色。^^的3^制^o^有兩片玻璃，每片具有表5敗的相同M^厚度，0.030英寸(0.76mm)厚的紫外輻4^及收乙烯勤賴旨中間層可從E.I.duPontdeNemoursandCompany(Wilmington,DE)以BE1700的型號購得。表5包括由才娥本發(fā)明的玻璃組合物制成的M的^r制品的性飽f爭性<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>結(jié)論基于表4，本發(fā)明的玻璃組合物的非限制性實(shí)施例可用于制成具有0.189英寸(4.8mffl)厚的、并狄出一個(gè)或多個(gè)下列性能特性的玻璃糾大于70%，例如72-75%的Lta;小于48%，例如44-47%的TSET;小于42%，例如37-41%的SAEUV;495-500納米的DW;以及大于3%,例如3.3-4.5%的Pe?；诒?，本發(fā)明的玻璃組合物的非限制性實(shí)施例可用于制^JJ(L出一個(gè)或多個(gè)下列性能特性的^&玻璃制品大于70%，例如72-75%的Lta;小于44%，例如40-43%的TSET;小于5%，例如2-3%的SAEUV(夾層實(shí)施例呈現(xiàn)出的紫外線吸收中的相當(dāng)1分歸因于中間層)；497-505納米的DW;以及大于1%，例如3-5。/。的Pe。4^頁域技^A員容易了解，可以在不脫離上述說明書^/Hf的原理范圍內(nèi)對本發(fā)明作出改變。這樣的改變應(yīng)認(rèn)為包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。由此，在上文中詳細(xì)描述的特定實(shí)施方案只是為了便于直觀說明而不是限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍由附帶的權(quán)利要求書的范圍及其4^f可和^的等效范圍給出。權(quán)利要求1.玻璃組合物，其包含基礎(chǔ)玻璃組合物以及著色劑和性能調(diào)節(jié)部分，所述基礎(chǔ)玻璃組合物包含:SiO265-75重量％，Na2O10-20重量％，CaO5-15重量％，MgO0-5重量％，Al2O30-5重量％，和K2O0-5重量％，所述著色劑和性能調(diào)節(jié)部分包含等于或小于0.6重量％的總鐵，和0.1-1.0重量％的TiO2，其中氧化還原比為0.33-0.45，所述重量％基于組合物的總重量。2.才財(cái)居權(quán)利要求1的玻璃組^i"為，其中總4M;0.4-0.59重*%。3.才財(cái)居權(quán)利要求1的玻璃組^4勿，其中Ti(X為0.2-0.5重*%。4.才N居權(quán)利要求1的玻璃組^，其中氧4^f比為0.36—0.42。5.由才M居權(quán)利要求1的組，制成的玻璃板材。6.才財(cái)居權(quán)利要求5的玻璃板材，該板材在O.189英寸(4.8mm)的厚度下表現(xiàn)出一個(gè)或多個(gè)下列性能特性至少60y。的Lta、最多48%的TSET、最多55%的SAEUV、495-535nm的DW、以及至少1%的Pe。7.才Mt權(quán)利要求6的玻璃板材，該板材在0.189英寸(4.8mm)的厚度下表現(xiàn)出一個(gè)或多個(gè)下列性能特性至少7(W的Ua、最多45。/。的TSET、最多52%的SAEUV、500-530nm的DW、以及至少2%的Pe。8.由至少一片包含4娘權(quán)利要求5的玻璃組合物的玻璃板材制成的夾層制品o9.玻璃板材，該玻璃板材包含玻璃組郵，所餘璃組楊包舍Si0265-75重量%，Na2010-20重量%，CaO5-15重量%，Mg00-5重*%，A12030-5重*%，和K200-5重對，以;M"色劑和f生能調(diào)節(jié)部分，所絲色劑和性能調(diào)節(jié)部分包含等于或小于0.6重t/。的總鐵，和0.l-l，0重*%的Ti02，其中氧^ii^比為0.33-0.45,所述重*%基于該組楊的總重量，以及其中該玻璃板材在0.189英寸(4.8mm)的厚度下具有一個(gè)或多個(gè)下列性能特性至少70。/。的Lta、最多48°/。的TSET、最多42°/。的SAEUV、495-500納米的DW、以及至少iy。的Pe。10.夾層玻璃制品，其包含由玻璃組合物制成的玻璃板材，所iii^璃組合物包含Si0265-75重對，Na2010-20重4%，CaO5-15重*%，MgO0-5重f/。，A12030-5重f^，和W)0-5重*%，以贈(zèng)色劑和性能調(diào)節(jié)部分，所錄色劑和性能調(diào)節(jié)部分包含等于或小于0.6重*%的總鐵；和0.1—1.0重，的TiO"其中氧/f說原比為0.33-0.45，所述重*%基于組合物的總重量，以及其中該玻璃板材在0.189英寸(4.8mm)的厚度下表現(xiàn)出一個(gè)或多個(gè)下列性能特性至少60°/的Lta、最多47°/的TSET、最多55°/。的SAEUV透射比、495-535納米的主波長、以及至少l。/。的Pe。11.才財(cái)居權(quán)利要求10的^&制品，其中所ii^璃組^;具有0.4-0.59重*%的總4失。12.才財(cái)居權(quán)利要求10的夾層制品，其中所^1璃組^;具有0.2-0.5重量%的Ti02。13.才M居權(quán)利要求10的夾層制品，其中所述玻璃組*具有0.36-0.42的14.由至少一片包含才鵬權(quán)利要求10的玻璃組，的玻璃板材制成的夾層制品。全文摘要玻璃組合物，其包括基礎(chǔ)玻璃組合物和著色劑和性能調(diào)節(jié)部分，該基礎(chǔ)玻璃組合物包含SiO₂65-75重量％，Na₂O10-20重量％，CaO5-15重量％，MgO0-5重量％，Al₂O₃0-5重量％，K₂O0-5重量％，所述著色劑和性能調(diào)節(jié)部分包含等于或小于0.6重量％的總鐵和0.1-1.0重量％的TiO₂，其中氧化還原比為0.33-0.45，所述重量％基于組合物的總重量。文檔編號C03C4/08GK101395094SQ200680027780公開日2009年3月25日申請日期2006年7月25日優(yōu)先權(quán)日2005年7月29日發(fā)明者L·J·舍勒斯塔克申請人:Ppg工業(yè)俄亥俄公司