专利名称：：绿色玻璃组合物的制作方法
技术领域：
：本发明涉;sj^璃组合物，特别是具有改善的紫外线("uv")性能的绿色玻璃组*。
背景技术：
：玻璃M用于树用途，例如汽车应用、建^^i用、航空^s用等。才財居玻璃狄的最终用途，希望玻璃^^N"表现出特定的(a)美学性能，例如鲜限于颜色，以及(b)阳綠制性能，例如妙限于太阳能总透射比("TSET")、红外线透射比和紫外线透射比。例如，在汽车应用方面，玻璃M用作汽车视窗(visionpanels)(即前窗、侧窗等)。汽车视窗需要呈现出所需的颜色。目前，汽车视窗所需的颜色包括蓝色、绿色和灰色。jtM卜，在美国，如果汽车视窗用作前风挡，其必须表现出等于或大于70y。的可见^it射比("Ua")。在美国以外的其他国家对于风挡的Lta要求可能会不同。玻璃M的美学性能和阳光控制性能可通it^种不同的方式进行调节。第一种方式包括^L璃M的表面上沉积涂层。第J冲方式包括改变构成玻璃重量百分比)。通常，向熟知的勤出玻璃组#,例如钠"4丐->^出玻璃组*中加入着色剂和/或能够调节该玻璃组*的阳光性能的其它材料，以提供tt出独特性能的玻璃基时。虽然一种着色剂或能够调节该玻璃组合物的阳光性能的一种材料的^可育^i已知的(例如，；(^斤周知向^出玻璃组^^中加入FeO可增加该玻璃组合物的M卜线(IR)吸W，然而本发明的实质在于使用多种着色剂和/或能够调节该玻璃组合物的阳光性能的材料"^种着色剂或材料能够单独产生独特的^，从而共同获得^ft性能的组合。才M居本发明，向钠—丐->^5出玻璃组^^中以特定量加入能调节玻璃组合物的阳光性能的特定材料，提供能够表现出要求的美学性能和阳光控制性能的玻璃基时。由本发明的玻璃组合物形成的玻璃Jj^在0.189英寸(4.8mm)的参照厚度下所提供的美学和阳M制性能的组^^下，绿色，^#征为495-535纳米的主波#大于1%的色^1;〖0007]等于或大于6(W的Ua;小于或等于48。/。的总太阳能量透射比(TSET);以及小于或等于55。/。的太阳总紫夕卜透射比(SAEUV)。发明概述在一个非限制性的实施方案中，本发明为包含1^4玻璃组杨以;5L^色剂和性能调节部分的玻璃组合物，所^^玻璃组*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。，且所述着色剂和性能调节部分包含等于或小于o，6重量y。的总铁量和0.1-1.0重堂/。的Ti02，其中氧"f极原比为0.33-0.45,所述重*%基于组^的的总重量。在另一个非限制性的实施方案中，本发明为包含玻璃组合物的玻璃板材，所^5皮璃组^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*%,且着色剂和性能调节部分包含等于或小于0.6重*%的总铁和0.1-1.0重"tT。的Ti(X,其中氧^^f比为0.33-0.45，所述重堂/。基于组合物的总重量，并且其中玻璃板材在0.189英寸(4.8mm)的厚度下具有一个或多个下列性能特性至少70%的Ua;最多48%的TSET;最多42°/。的SAEUV;495-500纳米的DW以及至少1°/。的Pe。在又一个非限制性的实施方案中，本发明为包含由玻璃组合物制成的玻璃板材的夹层玻璃制品，所^璃组*包含Si0265-75重*%，Na2010-20重*%,CaO5-15重J5，MgO0-5重f^，A12030-5重:^%和1[200-5重*%，且着色剂和性能调节部分包含等于或小于0.6重*%的总铁和0.1-1.0重*%的Ti02，其中氧4说原比为0.33-0.45，所述重*%基于组合物的总重量，并且其中玻璃板材在0.189英寸(4.8咖)的厚度下具有一个或多个下列性能特性至少60%的Lta;最多47%的TSET;最多55%的SAEUV透射比;495-535纳米的DW以M少1%的Pe。发明详述用于本文时，说明书以;5bM'漆求书中^^)的表示尺寸、物理特性、工艺*、成分的:i^A^^Ht等的所有数，被理解为在一切情况下通过术语"约，，来#^的。因此，除非相ji^旨出，在以下说明书以a^u'j^求书中M^:的数值可以^^寻,i^tit^发明得到的期望性能而变化。至少，不n图p艮制对W'J要求范围应用等同原则，每个数值应该至少#^所公开的有效数字的个数以;sjfit^用常规舍^^法4u^释。jH^卜，本文^Hf的所有范围应被鄉为包^A;Sif点范围值，以及其中包^K封可;s^斤有的子范围。例如，所陈述的范围"i-io"应被认为包括了在最小值i和最大值io之间(且包^1两*)的^f可;s^斤有的子范围；即，以i或更大的最小值为起泉、并以io或更小的最大值为终点的4^P子范围，例如l.0-3.8、6.6-9.7和5.5-10。本发明的玻璃组合物包括J^出玻璃部分以及着色剂和能够调节玻璃的阳光控制性能的材料。着色剂和能够调节玻璃的阳光拴制性能的材料在这里称为"着色剂和f生能调节材料"。才本发明，J^出玻璃部分包括具有示于下列表1中的*的组分。表l.勤出玻璃部分<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>所述的J^出玻璃部分在^4页域中称为"钠—丐-硅"玻璃组杨。才財居本发明，向^出玻璃组#中加入树着色剂和能够调节玻璃的阳光性能棒性的材料。本发明的玻璃组杨所包括的着色剂和性能调节材料包括:氧化铁(Fe203和FeO)和二氧^^("Ti02")。如工业中的标准做法，存在于本发明的玻璃组，中的"总铁"用存在于玻璃组合物中的'TeA"的重量百分比来表示，这不表示玻璃组合物中存在的所有铁都是Fe203的形式。才緣本发明，本发明玻璃组杨中的总4錄于玻璃组合物的总重量计至多为并包括0.6重量％，例如0.4-0.59重量1或0.50-0.58重*%。如工业中的标准做法，以亚铁态存在于本发明玻璃组合物中的铁的量用存在于玻璃组合物中的"FeO"的重量百分比来表示。虽然亚铁态的铁的量用FeOM示，^铁态的总量可能实际上不以FeO存在于玻璃中。本发明的玻璃组^;具有特定的"舉/f说原比"。用于本文时，"/f说原比"为亚铁态的铁(表示为"FeO")的量除以总铁(表示为"Fe203")量。才本发明的玻璃组合物具有0.33-0.45的氧化还原比，例如0.36-0.42,或0.37-0.40。本发明的玻璃组^;含有0.1重"￡%-1.0重4%的1102,例如0.2重量%-0.5重*%，其中重*%基于玻璃组合物的总重量。Ti02是^4页域中已知的紫外储吸收体。在一个非P艮制性实施方案中，本发明的玻璃组^7可含有氧化钼飾03)来抑制形点戚化镍石，后者可存在于玻璃中并损害玻璃的品质。本发明的组合物中可加入Mo0310-750PPM,例如100-300PPM。本发明的玻璃組合物可通过常^L璃制造工艺来生产。例如，玻璃组合物可通it^埚熔化、平板拉制法、浮法玻璃生产工艺等由酉^#形成。典型地，将已知的酉e/^与其它组分';^^^^台材料，^将其加工成本发明的玻璃组*。在一个非限制性实施方案中，本发明的玻璃组^7通i^M页域中熟知的浮法玻璃生产工艺形成。由于生产本发明的玻璃组^;所用的原#/或设备，某些杂质，例如SrO和Zr02会存在于最终的玻璃组^吻中。这样的物质少量存在于玻璃组*中，在本文中称为"外来杂质"。外来杂质对玻璃的性能特性不起作用。在本发明的一个非P艮制性实施方案中，将所述的玻璃组合物制成^4页域中常见的玻璃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.在一个非P艮制性的实施方案中，本发明是由至少一个才娥本发明的玻璃糾制成的M制品，其中该玻璃1#在0.189英寸(4.8mm)的厚度下絲出一个或多个下列性能特性绿色，其特征在于，主波长为495-535纳米，例如500-530纳米或505-525纳米，以及色纯度大于或等于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%;以及太阳总紫外透射比(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%。才財居本发明，上述性能特性以下財式测得可见雄射比(Lta)表示基于^J^C.I.E.1931标准光源"A"以10纳米间隔在380-770纳米波长范围内测量的数据而计算出的值。太阳总紫外线透射比(SAEUV)表示基于使用SAE1796标准以5纳米间隔在300-400纳米波长范围内测量的^:据而计算出的值。太阳能总透射比(TSET)表示基于以50纳米间隔从300到2500纳米测量的透射比而i十算出的值。颜色通iti波长(DW)进4祸述，并且色纯度(Pe)表示基于^JD具有2。观测仪的C.I.E.1931标准光源"C"测量的数据而计算出的值。全太阳透射比数据^JU根据ASTMami.5g(E892T.l)的气团阳光能lt据(airmasssolardata)进行i十算。所有的透射比数值应用本领域中公知的梯形法则在波长范围上积分。在本发明的一个非限制性实施方案中，玻璃M用作玻^f见窗。在另外一个非P艮制性实施方案中，该玻^f见窗;UJ见出等于或大于70°/。的Ua的汽车前挡舰璃。实施例通过下列非限制性实施例对本发明举例说明。实施例以下面的方式进行。对于实施例1-2，将酉e^H^出、；a^f加入坩埚。该酉5^F示于下列表2中。所有材料重量以克计。空气^A中在i议温^2450。F(1343'C)的电阻炉内的8英寸铂坩埚中熔化30分钟。将炉温升至2500叩(137rC)，^Se^h加热30^^中。将炉温升至2550。F(1399匸)，l賴e^)"加热30分钟。将炉温升至2650。F(1454"),佳J&^"加热30分钟。然后将玻璃熔体倒入室温下的水中(4^页域中称为"玻璃缺形成(glassfritting)")以产生玻璃舰。玻璃;tt^^i议温度为1100。F(593E)的退火炉中干燥20分钟。将玻璃)tg^回坩埚中，并将坩WtAi议温^2650。F(1454'C)的炉中。然后将玻璃M在炉中加热一小时。将坩埚中的内絲再次如上所述制成缺。然后将玻璃;Jt^t/v坩埚中，并将坩埚;^^i^l温度为2650叩(1454。C)的炉中。然后将玻璃g在炉中加热两个小时。然后将玻璃熔体浇^^金属台上。将得到的玻璃板材;JtAi议温度为IIOO。F(593。C)的退火炉中一小时。切断退火炉的电源，将玻璃板材保留在退火炉中16小时直至其^H卩。接着对由玻璃熔体制成的样品进行研^抛光。对于实施例3-10，将酉￡/^#出、〉V^f加入蚶埚。一半的K/^H"于空气气氛中在i^温度为2450叩(1343。C)的电阻炉内的4英寸铂坩埚中溶化30^4中。然后，将另一半酉5^f加入蚶埚。将炉温升至2500叩(137rC)，使酉e/^f"加热30^4中。将炉温升至2550。F(1399。C)，^S2/^f加热30^4中。将炉温升至2650。F(1454。C)，使@￡^"加热30分钟以前面M的方式熔结玻璃熔体来产生玻璃^夹。玻璃M在i^X温度为1100。F(593。C)的退火炉中干燥20^4中。将玻璃^B文回坩埚中，并将蚶埚》tAi议温彪2650叩(1454。C)的炉中。然后玻璃^:在炉中加热一小时。坩埚中的内含物再次如上所M4亍溶结。将玻璃^fe^tA蚶埚中，并将蚶埚》i^i议温jL^2650叩(1454。C)的炉中。然后将玻璃;tg^在炉中加热两个小时。将玻璃熔体浇注在金属台上。将得到的玻璃板材^t^议温^1100。F(593。C)的退火炉中一小时。切断退火炉的电源，将玻璃板材保留在退火炉中16小时直至其^H卩。接着对由玻璃熔体制成的样品进行^fj^抛光。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>才娥本发明制造的示例'^J^璃组杨的^L^情况示于下列表3中。示例'l!il且合物实际上含有下列未包括在表中的外来杂质S03、Sr0、Zr02、Cl和BaO。表3.4娥本发明的玻璃组^<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表4显示了由才本发明的玻璃组^;制成的、具有0.189英寸(4.8mm)厚度的玻璃基材的树性能特性。使用PerkinElmerLambda9分iUeJL计测量样品的光iM性。性肯沐性<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表5显示了由才娥本发明的玻璃组*制成的:^玻璃制品的^#性能特性。基于单个糾的测量数据，^^I计^N^型计算;^玻璃制品的光i普棒脉颜色。^^的3^制^o^有两片玻璃，每片具有表5败的相同M^厚度，0.030英寸(0.76mm)厚的紫外辐4^及收乙烯勤賴旨中间层可从E.I.duPontdeNemoursandCompany(Wilmington,DE)以BE1700的型号购得。表5包括由才娥本发明的玻璃组合物制成的M的^r制品的性飽f争性<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>结论基于表4，本发明的玻璃组合物的非限制性实施例可用于制成具有0.189英寸(4.8mffl)厚的、并狄出一个或多个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纳米的DW;以及大于3%,例如3.3-4.5%的Pe。基于表5，本发明的玻璃组合物的非限制性实施例可用于制^JJ(L出一个或多个下列性能特性的^&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(夹层实施例呈现出的紫外线吸收中的相当1分归因于中间层)；497-505纳米的DW;以及大于1%，例如3-5。/。的Pe。4^页域技^A员容易了解，可以在不脱离上述说明书^/Hf的原理范围内对本发明作出改变。这样的改变应认为包括在本发明的范围内。由此，在上文中详细描述的特定实施方案只是为了便于直观说明而不是限制本发明的范围，本发明的范围由附带的权利要求书的范围及其4^f可和^的等效范围给出。权利要求1.玻璃组合物，其包含基础玻璃组合物以及着色剂和性能调节部分，所述基础玻璃组合物包含: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％，所述着色剂和性能调节部分包含等于或小于0.6重量％的总铁，和0.1-1.0重量％的TiO2，其中氧化还原比为0.33-0.45，所述重量％基于组合物的总重量。2.才財居权利要求1的玻璃组^i"为，其中总4M;0.4-0.59重*%。3.才財居权利要求1的玻璃组^4勿，其中Ti(X为0.2-0.5重*%。4.才N居权利要求1的玻璃组^，其中氧4^f比为0.36—0.42。5.由才M居权利要求1的组，制成的玻璃板材。6.才財居权利要求5的玻璃板材，该板材在O.189英寸(4.8mm)的厚度下表现出一个或多个下列性能特性至少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权利要求6的玻璃板材，该板材在0.189英寸(4.8mm)的厚度下表现出一个或多个下列性能特性至少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娘权利要求5的玻璃组合物的玻璃板材制成的夹层制品o9.玻璃板材，该玻璃板材包含玻璃组邮，所餘璃组杨包舍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"色剂和f生能调节部分，所絲色剂和性能调节部分包含等于或小于0.6重t/。的总铁，和0.l-l，0重*%的Ti02，其中氧^ii^比为0.33-0.45,所述重*%基于该组杨的总重量，以及其中该玻璃板材在0.189英寸(4.8mm)的厚度下具有一个或多个下列性能特性至少70。/。的Lta、最多48°/。的TSET、最多42°/。的SAEUV、495-500纳米的DW、以及至少iy。的Pe。10.夹层玻璃制品，其包含由玻璃组合物制成的玻璃板材，所iii^璃组合物包含Si0265-75重對，Na2010-20重4%，CaO5-15重*%，MgO0-5重f/。，A12030-5重f^，和W)0-5重*%，以赠色剂和性能调节部分，所錄色剂和性能调节部分包含等于或小于0.6重*%的总铁；和0.1—1.0重，的TiO"其中氧/f说原比为0.33-0.45，所述重*%基于组合物的总重量，以及其中该玻璃板材在0.189英寸(4.8mm)的厚度下表现出一个或多个下列性能特性至少60°/的Lta、最多47°/的TSET、最多55°/。的SAEUV透射比、495-535纳米的主波长、以及至少l。/。的Pe。11.才財居权利要求10的^&制品，其中所ii^璃组^;具有0.4-0.59重*%的总4失。12.才財居权利要求10的夹层制品，其中所^1璃组^;具有0.2-0.5重量%的Ti02。13.才M居权利要求10的夹层制品，其中所述玻璃组*具有0.36-0.42的14.由至少一片包含才鹏权利要求10的玻璃组，的玻璃板材制成的夹层制品。全文摘要玻璃组合物，其包括基础玻璃组合物和着色剂和性能调节部分，该基础玻璃组合物包含SiO<sub>2</sub>65-75重量％，Na<sub>2</sub>O10-20重量％，CaO5-15重量％，MgO0-5重量％，Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>0-5重量％，K<sub>2</sub>O0-5重量％，所述着色剂和性能调节部分包含等于或小于0.6重量％的总铁和0.1-1.0重量％的TiO<sub>2</sub>，其中氧化还原比为0.33-0.45，所述重量％基于组合物的总重量。文档编号C03C4/08GK101395094SQ200680027780公开日2009年3月25日申请日期2006年7月25日优先权日2005年7月29日发明者L·J·舍勒斯塔克申请人:Ppg工业俄亥俄公司