DE60015267T2

DE60015267T2 - Utraviolett und Infrarot absorbierendes Glas niedriger Durchlässigkeit

Info

Publication number: DE60015267T2
Application number: DE2000615267
Authority: DE
Inventors: Hiromitsu Osaka-shi Seto; Yukihito Osaka-shi Nagashima; Shigekazu Osaka-shi Yoshii
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1999-08-26
Filing date: 2000-08-02
Publication date: 2005-03-10
Anticipated expiration: 2020-08-03
Also published as: JP4300645B2; DE60015267D1; JP2001064035A; EP1081107A3; EP1081107A2; EP1081107B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ultraviolett/Infrarot absorbierendes Glas niedriger Durchlässigkeit. Insbesondere bezieht sie sich auf ein Ultraviolett/Infrarot absorbierendes Glas niedriger Durchlässigkeit, das eine fast neutrale Farbe, wie einen bläulich-grünen Farbton oder einen tief grünen Farbton, eine niedrige Durchlässigkeit für sichtbares Licht, eine niedrige Durchlässigkeit für Sonnenenergie und eine niedrige Ultraviolettdurchlässigkeit hat, so dass es für Fenster von Fahrzeugen oder Gebäuden, insbesondere für ein Privacy schützendes Glas von Fahrzeugen und noch insbesondere für die Verringerung der Dicke und des Gewichts dieser Fenster verwendbar ist.
In der letzten Zeit sind eine Vielzahl von Gläsern mit Ultraviolett/Infrarot-Absorptionsfähigkeit, die als Windschutzscheibe eines Fahrzeugs zu verwenden sind, im Hinblick auf die Verhinderung der Verschlechterung von luxuriösen Innenmaterialien und zur Verringerung der Kühlbelastung des Fahrzeugs vorgeschlagen worden. Im Hinblick auf den Privacy-Schutz wird Glas mit einer relativ niedrigen Durchlässigkeit für sichtbares Licht bevorzugt für ein Rückfensterglas eines Fahrzeugs verwendet. Solche Arten von Glas umfassen die folgenden.
So besteht z.B. ein dunkelgrau gefärbtes Infrarot absorbierendes Glas, das in der japanischen Patentveröffentlichung H7-29813B beschrieben ist, aus Natronkalk-Quarz-Glas, das Färbemittel enthält, bestehend aus 1,00 bis 1,7 Gew.-% Fe₂O₃ (Gesamteisen), wenigstens 0,27 Gew.-% FeO, 0,002 bis 0,005 Gew.-% Se und 0,01 bis 0,02 Gew.-% CoO. Das Glas weist eine Lichtdurchlässigkeit von weniger als 32 % und eine Gesamtdurchlässigkeit für Sonneninfrarot von weniger als 15 % bei einer Dicke von 3,9 mm auf.
Ein dunkelgrau gefärbtes Glas, das in der japanischen Patentveröffentlichung H8-157232A beschrieben ist besteht aus Natronkalk-Quarz-Glas, das Färbemittel enthält, bestehend aus 0,8 bis 1,4 Gew.-% Fe₂O₃ (Gesamteisen), weniger als 0,21 Gew.-% FeO, 0,05 bis 1,0 Gew.-% TiO₂, 0,02 bis 0,05 Gew.-% CoO und 0,0005 bis 0,015 Gew.-% Se.
Ein neutrales grau gefärbtes Glas, das im Patentanspruch 25 der US-Patentschrift Nr. 5,393,593 beschrieben ist, umfasst ein Grundglas, bestehend aus 66 bis 75 Gew.-% SiO₂, 10 bis 20 Gew.-% Na₂O, 5 bis 15 Gew.-% CaO, 0 bis 5 Gew.-% MgO, 0 bis 5 Gew.-% Al₂O₃ und 0 bis 5 Gew.-% K₂O und aus Färbemitteln, bestehend aus 1,00 bis 2,2 Gew.-% Fe₂O₃ (Gesamteisen), wenigstens 0,20 Gew.-% FeO, 0,0005 bis 0,005 Gew.-% Se und 0,010 bis 0,030 Gew.-% CoO. Das Glas weist eine Lichtdurchlässigkeit von weniger als 35 % und eine Gesamtdurchlässigkeit für Sonneninfrarot von weniger als 20 % bei einer Dicke von 3,9 mm auf.
Das Glas von neutraler Farbe, das in der PCT-Anmeldung (japanische Phase) H8-506314 beschrieben ist, besteht aus Natronkalk-Quarz-Glas, das zweiwertiges Eisen, das wie folgt berechnet ist, enthält: FeO (Gew.-%) ≧ 0,007 + (optische Dichte – 0,036) / 2,3, das ebenfalls 0,25 bis 1,75 Gew.-% Fe₂O₃ und eines oder mehrere Färbemittel aus der Gruppe Se, Co₃O₄, Nd₂O₃, NiO, MnO, V₂O₅, CeO₂, TiO₂, CuO und SnO enthält. Das Glas weist eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht von nicht weniger als 32 %, eine Ultraviolettdurchlässigkeit von nicht größer als 25 %, eine Durchlässigkeit für Sonnenenergie, die um wenigstens 7 % niedriger ist als die Durchlässigkeit für sichtbares Licht, und eine maßgebende Wellenlänge von bevorzugt weniger als 570 nm bei 4 mm Dicke auf. Einige dieser Beispiele können für ein Privacy schützendes Glas verwendet werden.
Sowohl in dem dunkelgrau gefärbten Infrarot absorbierenden Glas, das in der japanischen Patentveröffentlichung H7-29813B beschrieben ist, als auch in dem tief grau gefärbten Glas, das in der japanischen Patentveröffentlichung H8-157232A beschrieben ist, wird eine große Menge Se zum Erhalt einer erwünschten Farbe verwendet. Se ist toxisch und leicht zu verflüchtigen, so dass eine große Menge von Se für die Umgebung nicht bevorzugt ist und vermieden werden sollte.
Das neutrale dunkelgrau gefärbte Glas, das in der US-Patentschrift Nr. 5,393,593 beschrieben ist, ist für die Umgebung ebenfalls nicht bevorzugt, da eine große Menge Se enthalten ist. Eine große Menge von FeO ist bevorzugt für die Absorptionsfähigkeit für Wärmestrahlen, aber nicht bevorzugt, da FeO selektiv das Infrarotlicht in einem Bereich von 100 bis 1200 nm absorbiert, welches der wirksamste Bereich der Helligkeitsverteilung von Flammen zur Herstellung von Glas mit einem gewöhnlichen Ofen ist, und die Temperatur des geschmolzenen Glases auf dem Grund des Ofens verringert, was verschiedene Mängel hervorruft.
Das vorhergehende Glas, welches eine niedrige Durchlässigkeit für sichtbares Licht aufweist, ist ausgezeichnet für den Privacy-Schutz, aber das Glas hat Nachteile dahingehend, dass es schwierig ist, die Landschaft durch das Glas zu sehen. Andererseits erfüllt das Glas, welches eine mittlere Durchlässigkeit aufweist, sowohl den Privacy-Schutz als auch die Sicherheit bis zu einem gewissen Ausmaß. Derzeit werden diese zwei Arten von Gläsern entsprechend den Fahrzeugteilen oder den Situationen ausgewählt.
Das vorstehend genannte Glas enthält Selen in hoher Konzentration, um erwünschte optische Eigenschaften zu ergeben, ohne im Wesentlichen Nickel zu enthalten.
Das für den Privacy-Schutz erhältliche Glas, das in der PCT-Anmeldung (japanische Phase) H8-506314 beschrieben ist, weist den neutralen Farbton durch Einschluss sämtlicher Arten von Färbemitteln von Ni, Se und Co auf. Das Glas enthält jedoch eine große Menge Se, da sein Ni-Gehalt niedrig ist.
Um Probleme des vorstehend genannten Standes der Technik zu lösen und um ein Ultraviolett/Infrarot absorbierendes Glas niedriger Durchlässigkeit bereitzustellen, das eine erwünschte, fast neutrale Farbe, wie einen bläulich-grünen Farbton oder einen tief grünen Farbton, eine niedrige oder mittlere Durchlässigkeit für sichtbares Licht, eine niedrige Ultraviolettdurchlässigkeit und eine niedrige Durchlässigkeit für Sonnenenergie mit einer äußerst kleineren Menge Se als der Stand der Technik oder ohne Se hat, schlug der Anmelden das Ultraviolett/Infrarot absorbierende Glas niedriger Durchlässigkeit (japanische Patentveröffentlichung H10-114540A) vor, bestehend aus Grundglas, umfassend:

65 bis 80 Gew.-% SiO₂,
0 bis 5 Gew.-% Al₂O₃,
0 bis 10 Gew.-% MgO,
5 bis 15 Gew.-% CaO, worin die Gesamtmenge von MgO und CaO zwischen
5 und 15 Gew.-% liegt,
10 bis 18 Gew.-% Na₂O,
0 bis 5 Gew.-% K₂O, worin die Gesamtmenge von Na₂O und K₂O zwischen
10 und 20 Gew.-% liegt, und
0 bis 5 Gew.-% B₂O₃,
und ein Färbemittel, enthaltend:
1,2 bis 2,2 Gew.-% Gesamteisen (T-Fe₂O₃), ausgedrückt als Fe₂O₃,
0,001 bis 0,03 Gew.-% CoO,
0 bis 0,0008 Gew.-% Se und
0 bis 0,2 % NiO.

Das Ultraviolett/Infrarot absorbierende Glas niedriger Durchlässigkeit, das in der japanischen Patentveröffentlichung H10-114540A beschrieben ist, weist eine relativ niedrige Durchlässigkeit für sichtbares Licht, eine niedrige Durchlässigkeit für Sonnenenergie und eine niedrige Ultraviolettdurchlässigkeit auf. Dieses Ultraviolett/Infrarot absorbierende Glas niedriger Durchlässigkeit weist eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht (YA), gemessen unter Verwendung des Standard-Beleuchtungsmittels "A", in dem Bereich von etwa 23 bis 50 % und eine Durchlässigkeit von Sonnenenergie (TG) in dem Bereich von etwa 20 bis 35 % bei 4 mm Dicke auf.
Die Entwicklung des wenig Kraftstoff verbrauchenden Systems, die Gewichtsverringerung der Fahrzeugkarosserie und Ähnliches schreitet in den letzten Jahren fort, um die durch Fahrzeuge hervorgerufene Umweltbelastung zu verringern. Das Gewicht der Fahrzeuge ist durch Dünnermachen der Stahlplatten ihrer Karosserie verringert worden, während die Festigkeit erhöht wurde. Es ist nun eine noch weitere Gewichtsverringerung der Fahrzeugkarosserie durch Dünnermachen der Fenster erwünscht gewesen. Das Dünnermachen des Glases erhöht jedoch die Durchlässigkeit für sichtbares Licht und die Durchlässigkeit für Sonnenenergie. Ein Ultraviolett/Infrarot absorbierendes Glas niedriger Durchlässigkeit, das eine ausreichend niedrige Durchlässigkeit für sichtbares Licht und eine ausreichend niedrige Durchlässigkeit für Sonnenenergie selbst bei dün nem Glas hat, ist für die verringerte Dicke und das Gewicht der Fahrzeugfenster erwünscht gewesen, aber nicht erhalten worden.
Das Ultraviolett/Infrarot absorbierende Glas niedriger Durchlässigkeit, das in der japanischen Patentveröffentlichung H10-114540A beschrieben ist, weist eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht in einem Bereich von 10 bis 25 % und eine Durchlässigkeit für Sonnenenergie in einem Bereich von 10 bis 35 % bei einer Dicke von 3,1 bis 5 mm auf.
Es ist jedoch ein solches Glas erwünscht gewesen, das eine noch niedrigere Durchlässigkeit hat, welches eine niedrige Durchlässigkeit für sichtbares Licht und eine noch niedrigere Durchlässigkeit für Sonnenenergie hat, z.B. eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht von 10 bis 25 % und eine Durchlässigkeit für Sonnenenergie von 10 bis 35 bei einer Dicke von 2,8 mm, um die Dicke und das Gewicht von Fahrzeugfenstern zu verringern.
Das Glas sollte eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht in einem Bereich von 5 bis 15 % und eine Durchlässigkeit für Sonnenenergie in einem Bereich von 5 bis 25 % bei einer Dicke von 4 mm haben, um eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht in einem Bereich von 10 bis 25 % und eine Durchlässigkeit für Sonnenenergie in einem Bereich von 10 bis 35 % bei einer Dicke von 2,8 mm zu haben.
AUFGABE UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ultraviolett/Infrarot absorbierendes Glas niedriger Durchlässigkeit bereitzustellen, das eine fast neutrale Farbe, wie einen bläulich-grünen Farbton oder einen tief grünen Farbton, eine niedrige Durchlässigkeit für sichtbares Licht, eine niedrige Durchlässigkeit für Sonnenenergie und eine niedrige Ultraviolettdurchlässigkeit hat, so dass es für Fenster von Fahrzeugen oder Gebäuden verwendbar ist, insbesondere für ein Privacy schützendes Glas von Fahrzeugen und noch insbesondere zur Verringerung der Dicke und des Gewichts der Fenster.
Das Ultraviolett/Infrarot absorbierende Glas niedriger Durchlässigkeit der vorliegenden Erfindung besteht aus einem Grundglas, d.h. den Hauptbestandteilen, umfassend 65 bis 80 Gew.-% SiO₂, 0 bis 5 Gew.-% Al₂O₃, 0 bis 10 Gew.-% MgO, 5 bis 15 Gew.-% CaO, worin die Gesamtmenge von MgO und CaO zwischen 5 und 15 Gew.-% beträgt, 10 bis 18 Gew.-% Na₂O, 0 bis 5 Gew.-% K₂O, worin die Gesamtmenge von Na₂O und K₂O zwischen 10 und 20 Gew.-% beträgt, und 0 bis 5 Gew.-% B₂O₃, und aus einem Färbemittel, umfassend 1,2 bis 2,2 Gew.-% Gesamteisenoxid (T-Fe₂O₃), ausgedrückt als Fe₂O₃, mehr als 0,03 Gew.-% CoO, weniger als 0,0001 Gew.-% Se und 0 bis 0,2 % NiO, und das Glas hat eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht (YA), gemessen unter Verwendung des Standard-Beleuchtungsmittels "A", von nicht mehr als 12 % bei einer Dicke von 4 mm.
Das Ultraviolett/Infrarot absorbierende Glas niedriger Durchlässigkeit der vorliegenden Erfindung verwirklicht eine niedrige Durchlässigkeit für sichtbares Licht (YA) von nicht mehr als 12 % bei einer Dicke von 4 mm, indem es mehr CoO als die japanische Patentveröffentlichung H10-114540A enthält, wobei es wenig oder kein Se enthält:
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Beschreibung erfolgt mit Bezug auf eine Ultraviolett/Infrarot absorbierende Glaszusammensetzung niedriger Durchlässigkeit. Es wird darauf hingewiesen, dass die Komponenten als Gewichtsprozent angegeben werden.
SiO₂ (Quarz) ist eine Hauptkomponente zur Bildung des Glasgerüsts. Weniger als 65 SiO₂ erniedrigt die Festigkeit des Glases, und mehr als 80 % des SiO₂ erhöht die Schmelztemperatur des Glases sehr hoch.
Al₂O₃ ist eine Komponente zur Verbesserung der Festigkeit des Glases. Mehr als 5 Al₂O₃ erhöht die Schmelztemperatur des Glases sehr hoch. Der bevorzugte Bereich von Al₂O₃ liegt zwischen 0,1 und 2 %.
MgO und CaO verbessern die Festigkeit des Glases und stellen die Entglasungstemperatur und die Viskosität des Glases während des Formens ein. Mehr als 10 % MgO erhöht die Entglasungstemperatur. Weniger als 5 % oder mehr als 15 % CaO erhöht die Entglasungstemperatur des Glases. Die Festigkeit des Glases wird erniedrigt, wenn die Gesamtmenge von MgO und CaO weniger als 5 % beträgt, während die Entglasungstemperatur erhöht wird, wenn die Gesamtmenge 15 % übersteigt.
Na₂O und K₂O veranlassen das Glas zum Schmelzen. Die Wirksamkeit der Förderung des Schmelzens wird gering, wenn Na₂O weniger als 10 % beträgt, oder wenn die Gesamtmenge von Na₂O und K₂O weniger als 10 % beträgt, während die Festigkeit des Glases erniedrigt wird, wenn Na₂O 18 % übersteigt oder die Gesamtmenge von Na₂O und K₂O 20 % übersteigt. Es ist bevorzugt, dass K₂O 5 % nicht übersteigt, da es teuer ist.
B₂O₃ ist eine Komponente zur Verbesserung der Festigkeit des Glases zum leichteren Schmelzen des Glases und zum weiteren Erhöhen der Ultraviolettabsorption. B₂O₃ sollte weniger als 5 % betragen, da mehr als 5 % B₂O₃ enthaltendes Glas leicht seine Farbe zu einem gelblichen Farbton wechselt, aufgrund einer Abnahme der Durchlässigkeit für sichtbares blaues Licht nahe Ultraviolett, und Schwierigkeiten während der Formung aufgrund der Verflüchtigung von B₂O₃ hervorgerufen werden, wenn B₂O₃ 5 % übersteigt.
Eisenoxid liegt in der Form von Fe₂O₃ und in der Form von FeO in dem Glas vor. Fe₂O₃ ist eine Komponente zur Verbesserung der Absorptionsfähigkeit für Ultraviolett, und FeO ist eine Komponente zur Verbesserung der Absorptionsfähigkeit für Wärmestrahlen.
Wenn die Gesamtmenge von Eisenoxid (T-Fe₂O₃), ausgedrückt als Fe₂O₃, nicht größer ist als 1,2 %, können die erwünschten optischen Eigenschaften aufgrund der niedrigen Wirksamkeit der Absorptionsfähigkeit für Ultraviolett und Infrarot nicht erhalten werden. Wenn andererseits T-Fe₂O₃ 2,2 % übersteigt, kann die Temperatur an der Spitze des Ofens die Wärmebeständigkeitstemperatur des Ofens während des Schmelzens des Glases aufgrund der Strahlungswärme übersteigen, die durch die Wirkung der Wärmestrahlenabsorption von Eisenoxid gebildet wird. Wenn T-Fe₂O₃ 2,2 % übersteigt, dauert es lange, die Zusammensetzung des geschmolzenen Glases in dem Fall zu ändern, dass das Glas kontinuierlich in dem Ofen hergestellt wird. Die erwünschte Menge von T-Fe₂O₃ liegt in einem Bereich von 1,2 bis 1,5 %, bevorzugt in einem Bereich von 1,2 bis 1,4 %.
Wenn T-Fe₂O₃ in einem Bereich von 1,2 bis 1,5 % liegt, ist es ein Vorteil, dass eine relativ kurze Zeit benötigt wird, um die Zusammensetzung des geschmolzenen Glases in dem Fall zu ändern, dass das Glas kontinuierlich in dem Ofen hergestellt wird, da die Belastung des Ofens während des Schmelzens aufgrund des niedrigen T-Fe₂O₃-Gehalts niedrig ist. Wenn insbesondere T-Fe₂O₃ in einem Bereich von 1,2 bis 1,4 % liegt, ist der vorstehende Vorteil groß, und es kann eine ausreichende Absorptionsfähigkeit für Ultraviolett lediglich mit Eisen erhalten werden.
Fe₂O₃ hat die Funktion, insbesondere die Absorptionsfähigkeit im Ultraviolettbereich zu erhöhen, wenn das Glas durch Kühlen mit Gebläseluft verstärkt wird. Wenn T-Fe₂O₃ in dem vorstehend genannten Bereich liegt, kann der erwünschte Farbton des Glases nach Verfärbung aufgrund des Verstärkungsvorgangs durch das Kühlen mit Gebläseluft erhalten werden.
Ein erwünschtes Verhältnis von FeO / T-Fe₂O₃ (ein Gewichtsprozentsatz von FeO, ausgedrückt als Fe₂O₃, gegen T-Fe₂O₃) liegt in dem Bereich von 15 bis 50 %. Wenn dieses Verhältnis geringer ist als 15 %, wird eine ausreichende Absorptionsfähigkeit für Wärmestrahlen aufgrund des niedrigen FeO-Gehalts nicht erhalten.
Wenn das Verhältnis von FeO / T-Fe₂O₃ größer ist als 50 %, verringert das Glas seine Durchlässigkeit für sichtbares Licht und ändert seine Farbe in einen bläulichen Farbton, und Nickelsulfidsteine sind manchmal in dem geschmolzenen Glas aufgrund der großen Menge von Fe²⁺, das relativ reduktiv ist, vorhanden. Ein Verhältnis von FeO / Fe₂O₃ von mehr als 35 % ruft manchmal einen Quarzschaum und ein Wachstum von Streifen mit reichem Quarzgehalt hervor. Wenn das Verhältnis von FeO / Fe₂O₃ in einem Bereich von 25 bis 35 % liegt, hat das Glas eine hohe Absorptionsfähigkeit für Ultraviolett, eine hohe Absorptionsfähigkeit für Wärmestrahlen und einen fast neutralen und grünen Farbton. In diesem Fall werden Werte, ausgedrückt als Fe₂O₃, für den Gehalt von FeO verwendet.
CoO ist eine Komponente zur Bildung einer fast neutralen Farbe, wie eines grünlichgrauen Farbtons durch Zusammenwirken mit Se und/oder NiO und Fe₂O₃ zur Regelung der Durchlässigkeit für sichtbares Licht. Ein CoO-Gehalt von nicht größer als 0,03 % kann keinen erwünschten Farbton bilden und macht die Durchlässigkeit für sichtbares Licht zu hoch. Ein Gehalt von mehr als 0,05 % CoO ruft einen zu blauen Farbton hervor und verringert die Durchlässigkeit für sichtbares Licht. Der Gehalt von CoO liegt bevorzugt in einem Bereich, der 0,03 % übersteigt und weniger als 0,05 % beträgt.
Se trägt zu einer rosaroten Farbe bei, so dass es die Anregungsreinheit mit Hilfe einer komplementären Farbe von CoO verringert. Wenn NiO enthalten ist, braucht Se nicht immer enthalten zu sein. Mehr als 0,0001 % Se verringert die Durchlässigkeit für sichtbares Licht. Das Glas der vorliegenden Erfindung kann den erwünschten Farbton haben, ohne Se zu enthalten.
NiO ist eine Komponente zur Regelung der Durchlässigkeit für sichtbares Licht und zur Verringerung der Anregungsreinheit wie CoO. Es wird darauf hingewiesen, dass NiO nicht immer enthalten zu sein braucht, wenn Se enthalten ist. Wenn der Gehalt von NiO größer ist als 0,2 %, sind manchmal Nickelsulfidsteine in dem Produkt vorhanden, und die Durchlässigkeit für sichtbares Licht ist verringert. Zusätzlich wird der erhaltene Farbton zu grünlich. Wenn NiO verwendet wird, liegt sein Gehalt bevorzugt in einem Bereich von 0,001 bis 0,2 % und bevorzugter in einem Bereich von 0,055 bis 0,2 % für niedrige Durchlässigkeit für sichtbares Licht.
Wenn die Konzentration von NiO in dem Glas zu hoch ist, besteht die Möglichkeit, dass NiO unter Bildung von Nickelsulfidsteinen koaguliert. Wenn NiO jedoch in dem durch diese Erfindung definierten Bereich liegt, kann der erwünschte Farbton erhalten werden, ohne die Nickelsulfidsteine zu bilden.
Es ist bekannt, dass die Koordinationszahl von NiO sich entsprechend der Abkühlungsgeschwindigkeit des Glases ändert, so dass die Farbe des Glases variiert. Der Grund ist, dass die Abkühlung die Koordinationszahl von Oxid um Ni²⁺ herum von 6 zu 4 ändert und dadurch die optische Absorption variiert. Die Absorption von Ni²⁺ mit oktaedrischer Koordination liegt bei etwa 430 Nanometer, um so Gelb dem Glas beizutragen, während die Absorption von Ni² mit tetraedrischer Koordination von 500 bis 640 Nanometer vorliegt. Daher würde die Anregungsreinheit verringert, um den bevorzugten Farbton unter Verwendung von Ni²⁺ mit tetraedrischer Koordination zu erhalten. Windschutzscheiben für Personenwagen werden normalerweise für die Sicherheit durch Kühlen mit Gebläseluft verstärkt. Der Verstärkungsvorgang durch Kühlen mit Gebläseluft ändert ebenfalls die Färbungsbedingung von NiO. In der vorliegenden Erfindung kann der erwünschte Farbton ohne Zugabe von Se durch die Verfärbung aufgrund des Verstärkungsvorgangs durch Kühlen mit Gebläseluft erhalten werden.
Eines oder mehr als zwei aus der Gruppe V₂O₅, MoO₃, CuO, Cr₂O₃ und Ähnlichem können als Färbemittel zugesetzt werden, und SnO₂ kann in einem Bereich von insgesamt 0 bis 1 % als Reduktionsmittel und Klärungsmittel in einem solchen Bereich zugesetzt werden, dass die mittlere Durchlässigkeit und der fast neutrale gräulich-grüne Farbton nicht verloren geht. Um weiter die Bildung von Nickelsulfidsteinen sicher zu verhindern, kann ZnO in einem Bereich von 0 bis 1 % zugesetzt werden.
In der vorliegenden Erfindung wird das Glas bevorzugt durch Behandeln mit Gebläseluft verstärkt. Der erwünschte Farbton und die optischen Eigenschaften werden in dem Verstärkungsvorgang erhalten, wenn das Glas die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung, umfassend CoO und Fe₂O₃ in den spezifischen Mengen, hat.
In dem Verstärkungsvorgang wird die aus dem geschmolzenen Glas hergestellte Glasplatte 2 bis 5 Minuten wieder auf 600 bis 750°C erhitzt und dann durch Gebläseluft von 10 bis 30°C bei einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 100 bis 300°C/s abgekühlt.
Dieser Verstärkungsvorgang durch Behandeln mit Gebläseluft verleiht dem Glas einen bläulich-grünen oder tief grünen Farbton aufgrund von CoO, NiO und Fe₂O₃ in dem Glas und verringert die Durchlässigkeit für sichtbares Licht und die Ultraviolettdurchlässigkeit, während die hohe Absorptionsfähigkeit für Wärmestrahlen aufrechterhalten bleibt.
Das Ultraviolett/Infrarot absorbierende Glas niedriger Durchlässigkeit der vorliegenden Erfindung hat eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht (YA), gemessen unter Verwendung des C.I.E.-Standard-Beleuchtungsmittels "A", von nicht größer als 12 %, bevorzugt in einem Bereich von 4 bis 10 %, eine Durchlässigkeit für Sonnenenergie (TG) von bevorzugt nicht größer als 20 %, bevorzugter in einem Bereich von 6 bis 15 %, und eine Ultraviolettdurchlässigkeit (TUV), definiert durch ISO, von bevorzugt nicht größer als 10 %, bevorzugter nicht größer als 8 %, bei einer Dicke von 4 mm.
Im Falle der Verwendung des L*a*b*-Farbsystems liegt die Chromatizität, ausgedrückt als a^* und b^*, der Glasfarbe bevorzugt in Bereichen von –15 ≦ a^* ≦ –5 bzw. –10 ≦ b^* ≦ 10.
Wenn das Glas für ein Privacy schützendes Glas in einem Rückfenster eines Fahrzeugs verwendet wird, liegt die Chromatizität, ausgedrückt als a^* und b^*, bevorzugt in einem Bereich von |a^*| – |b^*| ≦ 5 (d.h. der Rest der Absolutwerte von a^* und b^* ist nicht größer als 5), da ein fast neutraler Farbton besonders bevorzugt ist.
Wenn unter Verwendung des C.I.E.-Standard-Beleuchtungsmittels "C" über den Wellenlängenbereich von 380 bis 770 Nanometer gemessen wird, hat das Glas der vorliegenden Erfindung bevorzugt optische Eigenschaften mit einer maßgebenden Wellenlänge (λ d) in dem Bereich von 480 bis 580 Nanometer und eine Anregungsreinheit (Pe) von nicht größer als 20 % in dem Fall, dass das Glas eine Dicke von 4 mm hat.
Die vorliegende Erfindung wird hierin nachstehend mit Bezug auf Beispiele beschrieben.
Beispiele 1 bis 11, Vergleichsbeispiele 1 bis 3
Glasrohmaterial wird hergestellt durch Zugabe der erforderlichen Zusammensetzung, bestehend aus Eisen(III)-oxid, Cobaltoxid und Nickeloxid, und Titanoxid und Ceroxid, falls benötigt, zu einem Standardansatz einer Natronkalk-Quarz-Glaszusammensetzung, wobei ebenfalls ein kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel (konkret Kokspulver usw.) in einem Verhältnis von etwa 0,01 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des darin enthaltenen Glasrohmaterials zugesetzt wird, und Vermischung der Komponenten. Das so hergestellte Glasrohmaterial wird erhitzt und in einem elektrischen Ofen bei 1500°C vier Stunden geschmolzen. Das geschmolzene Glas wird auf eine nicht rostende Platte fließen und auf Raumtemperatur in 16 Stunden abkühlen gelassen, wobei eine 6 mm dicke Glasplatte erhalten wird. Nach dem Polieren der Glasplatte in einer solchen Weise, dass die Dicke auf 4 mm verringert wird, wird die Glasplatte verstärkt durch Wiedererhitzen auf 700°C für 5 Minuten und anschließendes Abkühlen mit Gebläseluft von 20°C bei einem Winddruck von 3,2 bis 2,1 kgf/mm², einem Windstrom von 0,7 bis 0,6 Nm³/min und einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 200°C/s, wodurch eine Probe erhalten wird. Jede Probe wird bezüglich der Durchlässigkeit für sichtbares Licht durch das C.I.E.-Beleuchtungsmittel A (YA), die Durchlässigkeit für Sonnenenergie (TG), die Ultraviolettdurchlässigkeit durch ISO 9050 (TUV), die maßgebende Wellenlänge durch das Beleuchtungsmittel C (λ d) und die Anregungsreinheit (Pe) gemessen. L^*, a^* und b^* werden ebenfalls nach C.I.E.L.A.B. gemessen.
Die Tabelle 1 zeigt die so erhaltene Grundglaszusammensetzung. Die Tabellen 2 bis 4 zeigen die T-Fe₂O₃-Konzentration, das Verhältnis von FeO (ausgedrückt als Fe₂O₃) / T-Fe₂O₃ (Gew.-%), die CoO-Konzentration, die NiO-Konzentration, die TiO₂-Konzentration und die CeO₂-Konzentration der jeweiligen Proben und zeigen die optischen Eigenschaften der jeweiligen Proben, gemessen vor und nach dem Verstärkungsvorgang durch Kühlen mit Gebläseluft. In der Tabelle 1 sind die Zahlen nach dem Dezimalpunkt von SiO₂-Gew.-% nicht ausgedrückt, da der Wert von SiO₂-Gew.-% auf die nächste ganze Zahl gerundet ist.
Tabelle 1
W ie aus den vorstehenden Tabellen ersichtlich ist, stellt die vorliegende Erfindung ein Glas bereit, das eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht (YA), gemessen unter Verwendung des Beleuchtungsmittels "A", von nicht größer als 12 %, eine Durchlässigkeit für Sonnenlicht (TG), von nicht größer als 20 % und eine Ultraviolettdurchlässigkeit (TUV), definiert durch ISO 9050, von nicht größer als 10 % bei einer Dicke von 4 mm hat.
Andererseits haben die Gläser der Vergleichsbeispiele 1 und 3, die 0,03 Gew.-% oder weniger CoO enthalten, eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht (YA) größer als die vorliegende Erfindung.
Das Vergleichsbeispiel 2 enthält nur 1,1 Gew.-% T-Fe₂O₃, so dass die Durchlässigkeit für sichtbares Licht (YA) hoch ist.
Wie vorstehend erwähnt, stellt die vorliegende Erfindung ein Ultraviolett/Infrarot absorbierendes Glas niedriger Durchlässigkeit bereit, das eine niedrige Durchlässigkeit für sichtbares Licht, eine niedrige Durchlässigkeit für Sonnenenergie und eine niedrige Ultraviolettdurchlässigkeit und insbesondere eine sehr niedrige Durchlässigkeit für sichtbares Licht und eine fast neutrale Farbe, wie einen bläulich-grünen Farbton oder einen tief grünen Farbton, hat.
Wenn das Ultraviolett/Infrarot absorbierende Glas niedriger Durchlässigkeit der vorliegenden Erfindung für Rückfenster von Fahrzeugen oder für Gebäude verwendet wird, zeigt das Glas gute Wirkungen der Verhinderung einer Verschlechterung, der Verhinderung einer Verfärbung von Innenmaterialien und des Privacy-Schutzes. Insbesondere weist das Ultraviolett/Infrarot absorbierende Glas niedriger Durchlässigkeit der vorliegenden Erfindung eine ausreichend niedrige Durchlässigkeit für sichtbares Licht, eine niedrige Durchlässigkeit für Sonnenenergie und eine niedrige Ultraviolettdurchlässigkeit bei einer dünnen Platte auf, so dass das Gewicht eines Fahrzeugs durch dünne Fenstergläser verringert werden kann.

Claims

Ultraviolett/Infrarot absorbierendes Glas niedriger Durchlässigkeit, bestehend aus einem Grundglas, umfassend: 65 bis 80 Gew.-% SiO₂, 0 bis 5 Gew.-% Al₂O₃, 0 bis 10 Gew.-% MgO, 5 bis 15 Gew.-% CaO, worin die Gesamtmenge von MgO und CaO zwischen 5 und 15 Gew.-% liegt, 10 bis 18 Gew.-% Na₂O, 0 bis 5 Gew.-% K₂O, worin die Gesamtmenge von Na₂O und K₂O 10 und 20 Gew.-% beträgt, und 0 bis 5 Gew.-% B₂O₃, und Färbemitteln, umfassend: 1,2 bis 2,2 Gew.-% Gesamteisen (T-Fe₂O₃), ausgedrückt als Fe₂O₃, mehr als 0,03 Gew.-% CoO, weniger als 0,0001 Gew.-% Se und 0 bis 0,2 % NiO mit einer Durchlässigkeit für sichtbares Licht (YA), gemessen unter Verwendung des Beleuchtungsmittels "A", von nicht größer als 12 % bei einer Dicke von 4 mm.
Ultraviolett/Infrarot absorbierendes Glas niedriger Durchlässigkeit, wie in Anspruch 1 beansprucht, worin CoO größer als 0,03 und nicht größer als 0,05 Gew.-% ist.
Ultraviolett/Infrarot absorbierendes Glas niedriger Durchlässigkeit, wie in Anspruch 1 beansprucht, worin im Wesentlichen Se nicht enthalten ist.
Ultraviolett/Infrarot absorbierendes Glas niedriger Durchlässigkeit, wie in Anspruch 1 beansprucht, worin NiO 0,001 bis 0,2 Gew.-% beträgt.
Ultraviolett/Infrarot absorbierendes Glas niedriger Durchlässigkeit, wie in Anspruch 4 beansprucht, worin NiO 0,055 bis 0,2 Gew.-% beträgt.
Ultraviolett/Infrarot absorbierendes Glas niedriger Durchlässigkeit, wie in Anspruch 1 beansprucht, worin FeO, ausgedrückt als Fe₂O₃, zwischen 15 bis 50 Gew.-% T-Fe₂O₃ beträgt.
Ultraviolett/Infrarot absorbierendes Glas niedriger Durchlässigkeit, wie in Anspruch 1 beansprucht, worin das Glas eine Gesamtdurchlässigkeit für Sonnenlicht (TG), gemessen unter Verwendung des Beleuchtungsmittels "A", von nicht größer als 20 % und eine Ultraviolettdurchlässigkeit (TUV), spezifiziert durch ISO, von nicht größer als 10 % in dem Fall hat, dass das Glas eine Dicke von 4 mm hat.
Ultraviolett/Infrarot absorbierendes Glas niedriger Durchlässigkeit, wie in Anspruch 1 beansprucht, worin das Glas YA von 4 bis 10 %, TG von 6 bis 15 % und TUV von nicht größer als 8 % hat.
Ultraviolett/Infrarot absorbierendes Glas niedriger Durchlässigkeit, wie in Anspruch 1 beansprucht, worin das Glas Farbkoordinaten von –15 ≦ a^* ≦ –5 und –10 ≦ b^* < 10, definiert durch C.I.E.L.A.B., hat.
Ultraviolett/Infrarot absorbierendes Glas niedriger Durchlässigkeit, wie in Anspruch 1 beansprucht, worin das Glas eine maßgebende Wellenlänge zwischen 480 bis 580 nm durch das Beleuchtungsmittel C in dem Fall hat, dass das Glas eine Dicke von 4 mm hat.
Ultraviolett/Infrarot absorbierendes Glas niedriger Durchlässigkeit, wie in Anspruch 1 beansprucht, worin das Glas eine Anregungsreinheit von nicht größer als 20 % durch das Beleuchtungsmittel C in dem Fall hat, dass das Glas eine Dicke von 4 mm hat.
Ultraviolett/Infrarot absorbierendes Glas niedriger Durchlässigkeit, wie in Anspruch 1 beansprucht, worin das Glas durch Kühlen mit Gebläseluft verstärkt ist.