DE60102500T2

DE60102500T2 - Utraviolett und Infrarot absorbierendes Glas niedriger Durchlässigkeit

Info

Publication number: DE60102500T2
Application number: DE60102500T
Authority: DE
Inventors: Seto Hiromitsu; Yoshii Shigekazu
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2000-01-24
Filing date: 2001-01-23
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2021-01-24
Also published as: US6436860B2; EP1125899B1; US20010011057A1; MY117467A; EP1125899A1; DE60102500D1; JP2001206731A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ultraviolett-/Infrarot-absorbierendes Glas mit niedrigem Durchlässigkeitsgrad. Spezieller bezieht sie sich auf ein Ultraviolett/Infrarot-absorbierendes Glas mit niedrigem Durchlässigkeitsgrad, das einen grauen Farbton besitzt und einen niedrigen Durchlässigkeitsgrad für sichtbares Licht, einen niedrigen Durchlässigkeitsgrad für Sonnenenergie und einen niedrigen Ultraviolett-Durchlässigkeitsgrad besitzt, so dass es nützlich für Fenster von Fahrzeugen oder Gebäuden ist, speziell für ein Glas in einem Rückfenster eines Fahrzeugs, das die Privatsphäre schützt.
Neuerdings wurden eine Vielzahl von Gläsern mit Ultraviolett-/Infrarot-Absorptionsvermögen für eine Verwendung als Fahrzeugwindschutzscheibe vorgeschlagen, mit Hinblick auf eine Verhinderung von Qualitätsverlust von luxuriösen Innenmaterialien und eine Reduzierung der Kühlbelastung des Fahrzeugs. Unter dem Gesichtspunkt des Privatsphärenschutzes wird ein Glas mit relativ niedrigem Durchlässigkeitsgrad für sichtbares Licht bevorzugt für ein Rückfensterglas eines Fahrzeugs verwendet. Solche Arten von Glas schließen das Folgende ein.
Zum Beispiel ein dunkelgrau gefärbtes Infrarot-absorbierendes Glas, das in dem japanischen Patent H7-29813B offengelegt ist, besteht aus Natron-Kalk-Silikat-Glas, das Farbstoffe, die aus 1,00 bis 1,7 Gewichtsprozent Fe₂O₃ (Gesamteisen), zumindest 0,27 Gewichtsprozent FeO, 0,002 bis 0,005 Gewichtsprozent Se und 0,01 bis 0,02 Gewichtsprozent CoO bestehen einschließt. Das Glas zeigt einen Licht-Durchlässigkeitsgrad von weniger als 32 Prozent und einen Gesamt-Sonneninfrarot-Durchlässigkeitsgrad von weniger als 15 Prozent bei einer Dicke von 3,9 mm.
Ein dunkelgrau gefärbtes Glas, offengelegt in einem japanischen Patent H8-157232A besteht aus einem Natron-Kalk-Silikat-Glas das Farbstoffe, die aus 0,8 bis 1,4 Gewichtsprozent Fe₂O₃ (Gesamteisen), weniger als 0,21 Gewichtsprozent FeO, 0,05 bis 1,0 Gewichtsprozent TiO₂, 0,02 bis 0,05 Gewichtsprozent CoO und 0,0005 bis 0,015 Gewichtsprozent Se bestehen einschließt.
Ein neutrales graugefärbtes Glas, das im Patentanspruch 25 des U.S. Patents Nr. 5,393,593 offengelegt ist, besteht aus Natron-Kalk-Silikat-Glas, das Farbstoffe, die aus 1,00 bis 2,2 Gewichtsprozent Fe₂O₃ (Gesamteisen), zumindest 0,20 Gewichtsprozent FeO, 0,0005 bis 0,005 Gewichtsprozent Se und 0,010 bis 0,030 Gewichtsprozent CoO bestehen einschließt. Das Glas zeigt einen Licht-Durchlässigkeitsgrad von weniger als 35 Prozent und einen Gesamt-Sonneninfrarot-Durchlässigkeitsgrad von weniger als 20 Prozent bei einer Dicke von 3,9 mm.
Ein Glas, offengelegt in PCT (japanische Phase) H7-508971, besteht aus Natron-Kalk-Silikat-Glas, das Farbstoffe, die aus 1,3 bis 2,0 Gewichtsprozent Fe₂O₃ (Gesamteisen), etwa 0,01 bis 0,05 Gewichtsprozent NiO, etwa 0,02 bis 0,04 Gewichtsprozent Co₃O₄, etwa 0,0002 bis 0,003 Gewichtsprozent Se bestehen einschließt und das einen Eisenwert von 18 bis 30 Gewichtsprozent und weniger als 0,53 eines Licht- und Schattenkoeffizienten besitzt.
Sowohl bei dem dunkelgrau gefärbten infrarotabsorbierenden Glas, offengelegt in dem japanischen Patent H7-29813B als auch bei dem neutral graugefärbten Glas, offengelegt in dem U.S. Patent Nr. 5,393,593 wird eine große Menge von Se verwendet um eine erwünschte Farbe zu liefern. Eine solche große Menge von Se ist für die Umwelt unerwünscht, weil Se toxisch ist und leicht in die Gasphase geht. Das obige dunkelgraue Glas, offengelegt in dem japanischen Patent H8-157232A, das 0,05 bis 1,0 Gewichtsprozent TiO₂ als eine wesentliche Komponente enthält ist unerwünscht, weil TiO₂ teuer ist und die Chargenkosten erhöht.
Das zuvor erwähnte Glas schließt Selen in hoher Konzentration ein, um optische Eigenschaften zu tiefem, ohne wesentlich Nickel zu beinhalten.
Das in PCT (japanische Phase) N7-508971 offengelegte Glas wird aus Standard-Natron-Kalk-Silikat-Glas, dem Eisenoxid, Kobaltoxid, Nickeloxid und Selen in einem spezifischen Verhältnis zugegeben werden hergestellt. Die Glaszusammensetzung, die dort offengelegt ist, besitzt jedoch einen großen Gehalt an Selen und einen kleinen an Nickeloxid.
ZIEL UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Ultraviolett-/Infrarot-absorbierendes Glas mit niedrigem Durchlässigkeitsgrad zu liefern, das eine graue fast neutrale Farbschattierung besitzt und das einen niedrigen Durchlässigkeitsgrad für sichtbares Licht, einen niedrigen Durchlässigkeitsgrad für Sonnenenergie und einen niedrigen Ultraviolett-Durchlässigkeitsgrad besitzt, so dass es nützlich für ein Fenster eines Fahrzeugs oder eines Gebäudes ist, speziell für ein Glas eines Rückfenster eines Fahrzeugs, das die Privatsphäre schützt.
Das Ultraviolett-/Infrarot-absorbierende Glas mit niedrigem Durchlässigkeitsgrad der vorliegenden Erfindung besteht aus einem Grundglas, d. h. die Hauptbestandteile umfassen:
65 bis 80 Gew.-% SiO₂;
0 bis 5 Gew.-% Al₂O₃;
0 bis 10 Gew.-% MgO;
5 bis 15 Gew.-% CaO, wobei eine Gesamtmenge an MgO und CaO zwischen 5 und 15 Gew.-% liegt;
10 bis 18 Gew.-% Na₂O;
0 bis 5 Gew.-% K₂O, wobei eine Gesamtmenge an Na₂O und K₂O zwischen 10 und 20 Gew.-% liegt; und
0 bis 5 Gew.-% B₂O₃,
und Farbstoffe, die umfassen:
insgesamt 1,0 bis 1,6 Gew.-% Eisenoxid (T-Fe₂O₃), ausgedrückt als Fe₂O₃;
mehr als 0,019 Gew.-% und 0,05 Gew.-% oder weniger CoO;
0,001 bis 0,003 Gew.-% Se; und
mehr als 0,05 Gew.-% und 0,1 Gew.-% oder weniger NiO,
wobei das Glas bei einer beliebigen Dicke im Bereich von 1,8 mm bis 5 mm einen Durchlässigkeitsgrad für sichtbares Licht (YA) nach der C.I.E.-Lichtquelle "A" in dem Bereich zwischen 5 und 25%, einen Sonnenenergie-Durchlässigkeitsgrad (TG) von 5 bis 25% und einen Ultraviolett-Durchlässigkeitsgrad (Tuv) nach ISO von nicht mehr als 15% hat.
Das Glas der vorliegenden Erfindung enthält unerwünschtes Se in einer geringeren Menge als das Glas entsprechend dem Stand der Technik und das Glas der vorliegenden Erfindung enthält Nickeloxid als einen Farbstoff statt Se in einer größeren Menge als das Glas entsprechend dem Stand der Technik.
Das heißt, man hat üblicherweise gesehen, dass der Zusatz von Nickel zum Glas unerwünscht ist auf Grund der Bildung von Nickelsulfidkörnern. Die Bildung von Nickelsulfidkörnern jedoch ist stärker abhängig von der Größe der zu der Charge hinzugefügten Nickelkörnern oder Redoxreaktion des Glases als von der Konzentration von NiO. Wenn die Konzentration von NiO in dem Glas zu hoch ist besteht eine Möglichkeit, dass NiO koaguliert, um die Nickelsulfidkörner zu bilden. Wenn Nickel jedoch in einem Bereich, der durch die vorliegende Erfindung definiert ist enthalten ist, kann das Glas mit der gewünschten Farbschattierung ohne die Erzeugung von Nickelsulfidkörnern geliefert werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Die Beschreibung wird ausgeführt in Hinblick auf eine Ultraviolett-/Infrarot-absorbierende Glaszusammensetzung mit geringem Durchlässigkeitsgrad. Man bemerke, dass die Komponenten durch Gewichtsprozent dargestellt werden.
SiO₂ (Siliziumdioxid) ist eine Hauptkomponente zur Bildung eines Glasskeletts. Weniger als 65% SiO₂ erniedrigt die Beständigkeit des Glases und mehr als 80% SiO₂ erhöht die Schmelztemperatur des Glases zu weit.
Al₂O₃ ist eine Komponente zur Verbesserung der Beständigkeit des Glases. Mehr als 5% Al₂O₃ erhöht die Schmelztemperatur des Glases zu weit. Der bevorzugte Bereich von Al₂O₃ liegt zwischen 0,1% und 2%.
MgO und CaO verbessern die Beständigkeit des Glases und passen eine Entglasungstemperatur und Viskosität des Glases während des Formens an. Mehr als 10% MgO erhöht die Entglasungstemperatur. Weniger als 5% oder mehr als 15% CaO erhöht die Entglasungstemperatur des Glases. Die Beständigkeit des Glases wird erniedrigt, wenn die Gesamtmenge von MgO und CaO geringer als 5% ist, während die Entglasungstemperatur erhöht ist, wenn der Gesamtbetrag 15% überschreitet.
Na₂O und K₂O regen das Glas zum Schmelzen an. Die Effizienz der Schmelzanregung wird schlecht, wenn Na₂O unter 10% liegt oder die Gesamtmenge von Na₂O und K₂O unter 10% liegt, während die Beständigkeit des Glases erniedrigt ist, wenn Na₂O 18% überschreitet oder die Gesamtmenge von Na₂O und K₂O 20% überschreitet. K₂O soll vorzugsweise 5% wegen seiner hohen Kosten nicht übersteigen.
B₂O₃ ist eine Komponente zur Verbesserung der Beständigkeit des Glases, zur Schmelzanregung und noch zur Verstärkung der Ultraviolett-Absorption. B₂O₃ sollte unter 5% liegen, da Schwierigkeiten während des Formens verursacht werden auf Grund der Verdampfung von B₂O₃, wenn B₂O₃ 5% übersteigt.
Eisenoxid ist in dem Glas in der Form von Fe₂O₃ und in der Form von FeO vorhanden. Fe₂O₃ ist eine Komponente zur Verbesserung des Ultraviolett-Absorptionsvermögens und FeO ist ein Komponente zur Verbesserung des Absorptionsvermögens von Wärmestrahlen.
Wenn die gesamte Menge an Eisenoxid (T-Fe₂O₃) ausgedrückt als Fe₂O₃ geringer ist als 1,0%, wird die Effizienz des Ultraviolett- und Infrarot-Absorptionsvermögens klein, so dass nicht die erwünschten optischen Eigenschaften geliefert werden. Andererseits könnte, wenn T-Fe₂O₃ 1,6% überschreitet, die Temperatur im oberen Teil des Ofens die Hitzebeständigkeitstemperatur des Ofens während des Glasschmelzens überschreiten, auf Grund von Strahlungshitze, die durch den Effekt der Wärmestrahlungsabsorption von Eisenoxid erzeugt wird. Wenn T-Fe₂O₃ 1,6% überschreitet, nimmt es lange Zeit in Anspruch die Zusammensetzung des geschmolzenen Glases zu ändern, in dem Fall, dass das Glas kontinuierlich in dem Ofen produziert wird. Der erwünschte Gehalt an T-Fe₂O₃ beträgt nicht mehr als 1,5%.
Speziell kann, wenn T-Fe₂O₃ nicht weniger als 1,2% ist genügend Ultraviolett- und Infrarot-Absorptionsvermögen erhalten werden.
Fe₂O₃ besitzt eine Funktion der speziellen Anhebung des Absorptionsvermögens im Ultraviolett-Bereich, wenn Glas durch Druckluftkühlen verstärkt wird. Dies bedeutet, dass das Glas dieser Erfindung genügend Effizienz des Ultraviolett-Absorptionsvermögens erreichen kann, ohne die Verwendung von teueren Ultraviolett-Absorbentien wie CeO₂ und TiO₂. Wenn T-Fe₂O₃ sich in dem oben erwähnten Bereich befindet, kann die erwünschte Farbschattierung des Glases erhalten werden nach Entfärbung auf Grund des Verstärkungsprozesses durch Druckluftkühlen.
Wenn das FeO/T-Fe₂O₃-Verhältnis (ein Gewicht an FeO ausgedrückt als Fe₂O₃ gegen T-Fe₂O₃) zu niedrig ist, kann das Wärmestrahlungs-Absorptionsvermögen nicht ausreichend erreicht werden, wegen einer geringen Menge an FeO. Viele Blasen werden auch in dem geschmolzenen Glas gebildet, weil das geschmolzene Glas relativ oxidierend ist, so dass die Produktausbeute erniedrigt ist. Wenn das FeO/T-Fe₂O₃-Verhältnis zu hoch ist wird der Durchlässigkeitsgrad von sichtbarem Licht reduziert und die Farbe besteht aus einem blauen Farbton. Zusätzlich sind Nickelsulfidkörner manchmal in dem geschmolzenen Glas vorhanden, weil das geschmolzene Glas relativ reduzierend ist. Ein zu hohes Verhältnis von FeO/T-Fe₂O₃ ist auch nicht zu bevorzugen, da es Streifen mit genügend Siliziumdioxid und Siliziumdioxidschaum bildet.
Bei der vorliegenden Erfindung liefert das FeO/T-Fe₂O₃-Verhältnis in einem Bereich zwischen 0,15 und 0,50 eine neutrale Farbschattierung, die ein hohes Ultraviolett-Absorptionsvermögen und ein hohes Wärmestrahlungs-Absorptionsvermögen besitzt. In diesem Fall werden werte ausgedrückt als Fe₂O₃ für den Gehalt an FeO verwendet.
CoO ist eine Komponente zur Bildung einer grauen Schattierung im Zusammenwirken mit Se und/oder NiO und Fe₂O₃ zur Steuerung des Durchlässigkeitsgrads von sichtbarem Licht. Gleich oder weniger als 0,019% CoO können keine erwünschte graue Farbschattierungen bilden und machen den Durchlässigkeitsgrad von sichtbarem Licht zu hoch. Mehr als 0,05% CoO macht die Farbe zu blau gefärbt und reduziert den Durchlässigkeitsgrad von sichtbarem Licht.
Se trägt einen rosa Farbton bei, so dass es die Anregungsreinheit mit der Hilfe einer Komplementärfarbe von CoO reduziert. Wenn der Gehalt an Se gleich oder geringer als 0,001% ist, kann das Glas nicht mit dem erwünschten grauen Farbton geliefert werden. Und wenn der Gehalt an Se gleich oder mehr als 0,003% beträgt, wird das Glas in seinem Durchlässigkeitsgrad von sichtbarem Licht erniedrigt. Der Gehalt an Se soll somit in dem Bereich von 0,001 bis 0,003% liegen speziell in dem Bereich von 0,001 bis 0,0018%.
NiO ist eine Komponente zur Steuerung des Durchlässigkeitsgrads von sichtbarem Licht und zur Reduzierung der Anregungsreinheit wie CoO. NiO besitzt ein Absorptionsvermögen in einem breiten infraroten Bereich, so dass es eine Komponente zur Reduzierung des Durchlässigkeitsgrads von Sonnenenergie wie FeO ist. Weniger als 0,05% NiO kann eine erwünschte Farbschattierung nicht bilden. Die Verringerung eines Durchlässigkeitsgrads von Sonnenenergie erfordert eine große Menge an FeO, was Schwierigkeiten bei der Herstellung des Glases verursacht. Wenn NiO mehr als 0,1% beträgt, sind manchmal Nickelsulfidkörner in dem Produkt vorhanden und der Durchlässigkeitsgrad von sichtbarem Licht ist reduziert. Zusätzlich wird das erhaltene Glas rauchbraun getönt.
Es ist bekannt, dass die Koordinationszahl von NiO variiert entsprechend der Gfasabkühlrate, so dass die Farbe des Glases variiert. Dies, weil die Kühlbehandlung die Koordinationszahl des Oxidions um Ni²⁺ von sechs auf vier ändert und somit die optische Absorption verändert. Die Absorption von Ni²⁺ mit oktaedrischer Koordination tritt um 430 Nanometer herum auf, um Gelb zu dem Glas beizutragen, während die Absorption von Ni²⁺ mit tetraedrischer Koordination von 500 bis 640 Nanometer auftritt. Deshalb würde durch Verwendung von Ni²⁺ mit tetraedrischer Koordination die Anregungsreinheit reduziert, um den bevorzugten Farbton zu erhalten.
Windschutzscheiben von Personenkraftwagen werden normalerweise zur Sicherheit verstärkt durch Druckluftkühlen. Der Verstärkungsprozess durch Druckluftkühlen verbessert die Absorption von NiO mit tetraedrischer Koordination und reduziert den Durchlässigkeitsgrad von sichtbarem Licht. Auch wenn der Verstärkungsprozess durch Druckluftkühlen die Absorption von sichtbarem Licht reduziert, erhöht die Variation von NiO die Absorption. Die Zusammensetzung des Glases der vorliegenden Erfindung ist so festgelegt, dass die optischen Eigenschaften des Glases nach dem Verstärkungsprozess in den erwünschten Bereich fallen.
CeO₂ ist eine Komponente zur Verbesserung des Ultraviolett-Absorptionsvermögens und liegt in der Form von Ce³⁺ oder in der Form von Ce⁴⁺ in dem Glas vor. Speziell Ce³⁺ ist effektiv zum Absorbieren im Ultraviolett mit geringerem Absorptionsvermögen im sichtbaren Bereich. Bei der vorliegenden Erfindung ist ein Oxid von Ce³⁺ auch in Form von CeO₂ ausgedrückt und in der Gesamtmenge von CeO₂ eingeschlossen.
TiO₂ ist eine Komponente zur Verbesserung des Ultraviolett-Absorptionsvermögens speziell durch Zusammenwirken mit FeO. TiO₂ kann zugegeben werden, um das Ultraviolett-Absorptionsvermögen innerhalb eines solchen Bereiches zu verbessern, dass man die graue, fast neutrale Farbschattierung nicht verliert oder um einen gelben Farbton hinzuzufügen, um den erwünschten Farbton zu erhalten. Die Verwendung von teuerem CeO₂ und TiO₂ erhöht die Kosten, so dass es zu bevorzugen ist, nicht mehr als 2% CeO₂ und mehr als 0,5% TiO₂ zu verwenden.
Eine oder mehr als zwei von den Verbindungen MnO, V₂O₅, MoO₃, CuO, Cr₂O₃ oder ähnliche können als Farbstoffe zugegeben werden und SnO₂ kann als ein Reduktionsmittel innerhalb eines Bereichs von 0% bis 1% insgesamt zu dem Glas zugegeben werden in einem solchen Bereich, dass man nicht den mittleren Durchlässigkeitsgrad und den grauen, fast neutralen Farbton innerhalb des Ziels der vorliegenden Erfindung verliert. Um weiter mit Sicherheit die Bildung von Nickelsulfidkörnern zu verhindern, kann man eine Zinkverbindung wie ZnO in einem Bereich von 0% bis 1% hinzufügen.
Bei der vorliegenden Erfindung soll das Glas vorzugsweise durch Druckluftkühlen verstärkt werden. Die erwünschte Farbschattierung und die erwünschten optischen Eigen schaften werden bei dem Verstärkungsprozess erhalten, wenn das Glas die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung besitzt.
Bei dem Verstärkungsprozess wird die Glasplatte, die aus geschmolzenem Glas erzeugt wurde bei 600 bis 750°C während 2 bis 5 Minuten nochmals erhitzt und dann mit einer Kühlrate von 100 bis 300°C/sec durch Druckluft von 10 bis 30°C abgekühlt.
Der Druckluftverstärkungsprozess verleiht der Glasplatte, die NiO und Fe₂O₃ enthält einen grauen Farbton und verleiht ihr den niedrigen Durchlässigkeitsgrad gegenüber sichtbarem Licht und den niedrigen Ultraviolett-Durchlässigkeitsgrad, während er das hohe Absorptionsvermögen gegenüber Hitzestrahlen beibehält.
Bei der vorliegenden Erfindung hat das Glas, gemessen durch Verwendung einer C.I.E.-Standardlichtquelle "A" bei einer beliebigen Dicke zwischen 1,8 mm und 5 mm einen Durchlässigkeitsgrad für sichtbares Licht (YA) in dem Bereich zwischen 5% und 25%, einen Sonnenenergie-Durchlässigkeitsgrad (TG) in einem Bereich von 5% bis 25% und einen Ultraviolett-Durchlässigkeitsgrad (Tuv) definiert nach ISO von nicht mehr als 15%, speziell nicht größer als 10%.
Im Fall einer Verwendung eines L*a*b*-Farbsystems befindet sich die Farbart und - sättigung, ausgedrückt als a* und b*, der Glasfarbe vorzugsweise in den Bereichen von jeweils –6 ≤ a* ≤ 3 und –3 ≤ b* ≤ 6.
Wenn das Gas in einem Fahrzeugrückfenster zum Privatsphärenschutz verwendet wird, soll sich, da fast neutral gefärbtes Glas speziell bevorzugt ist, die Farbart und -sättigung weiterhin vorzugsweise in den Bereichen von –2 ≤ a* ≤ 2 und –2 ≤ b* ≤ 2 befinden.
Das Glas der vorliegenden Erfindung besitzt, wenn es unter Verwendung einer C.I.E.-Standardlichtquelle "C" über den Wellenlängenbereich von 380 bis 770 Nanometer gemessen wird vorzugsweise optische Eigenschaften mit einer Hauptwellenlänge (λd) in dem Bereich von 450 bis 600 Nanometer und einer Anregungsreinheit (Pe) von gleich oder weniger als 8%, in dem Fall, dass das Glas eine Dicke von 4 mm besitzt.
Im Folgenden wird das Verfahren der Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben mit Bezug auf Beispiele. Beispiele 1 bis 10, vergleichende Beispiele 1 bis 4.
Ein Glasrohmaterial wird hergestellt durch Hinzufügen einer benötigten Mischung, die aus Eisenoxid, Titanoxid, Kobaltoxid, metallischem Selen und Nickeloxid besteht zu einer Standard-Natron-Kalk-Silikat-Glaschargenzusammensetzung unter Zusatz eines kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels (konkret Kohlestaub etc.), das mit einem Verhältnis von etwa 0,01 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen des Glasrohmaterials in dieses hinein gemischt werden soll. Das so hergestellte Glasrohmaterial wird in einem elektrischen Ofen bei 1500°C während 4 Stunden erhitzt und geschmolzen. Man lässt das geschmolzene Glas auf eine rostfreie Platte fließen und auf Raumtemperatur abkühlen, um eine 6 mm dicke Glasplatte zu erhalten. Nachdem dem Polieren der Glasplatte auf eine solche Weise, dass die Dicke auf 4 mm reduziert, wird die Glasplatte verstärkt, indem sie bei 700°C für 5 Minuten wieder aufgeheizt wird und dann mit einer 20°C Gebläseluft bei 31,4 bis 20,6 MPa Winddruck und 0,7 bis 0,6 Nm³/min Windfluß gekühlt wird, um eine Probe zu ergeben. Jede Probe wird gemessen bezüglich der Durchlässigkeit für sichtbares Licht (YA) mit der C.I.E.-Lichtquelle A, der Sonnenenergie-Durchlässigkeit (TG), der Ultraviolett-Durchlässigkeit (Tuv) nach ISO 9050, der Hauptwellenlänge (λd) mit der C.I.E.-Lichtquelle C und der Anregungsreinheit (Pe). L*, a* und b* werden auch nach C.I.E.L.A.B. gemessen.
Die Tabellen 1 bis 3 zeigen die Grundglaszusammensetzungen der erhaltenen Proben, die T-Fe₂O₃-Konzentration, die FeO(ausgedrückt als Fe₂O₃)-Konzentration, das FeO(ausgedrückt als Fe₂O₃)/ T-Fe₂O₃-Verhältnis, die CoO-Konzentration, die Se-Konzentration, die NiO-Konzentration und die TiO₂-Konzentration. Die Zahlzeichen in den Tabellen sind als Gewichtsprozent angegeben, außer, dass die CoO-Konzentration, Se-Konzentration und NiO-Konzentration in ppm angegeben sind. Tabellen 1 bis 3 zeigen auch die optischen Eigenschaften der jeweiligen Proben.
Tabelle 1
Tabelle 2
Tabelle 3
Tabelle 1 und 2 zeigen, dass alle Gläser aus den Beispielen 1 bis 9 mit einer Dicke von 4 mm den Durchlässigkeitsgrad für sichtbares Licht (YA) zwischen 5% und 25%, eine Sonnenenergie-Durchlässigkeit (TG) von 5% bis 25% und eine Ultraviolett-Durchlässigkeit (Tuv) von nicht größer als 15% besitzen.
Diese Proben besitzen die Farbart und -sättigung ausgedrückt durch a* und b* in den Bereichen von –6 ≤ a* ≤ 3 und –3 ≤ b* ≤ 6 die Hauptwellenlänge (λd) von 450 bis 600 Nanometer gemessen durch Verwendung der Lichtquelle „C" und einer Anregungsreinheit (Pe) von gleich oder weniger als 8%.
Deshalb können, wenn die Glaszusammensetzungen der oben erwähnten Beispiele für Fahrzeugwindschutzscheiben und Gebäudefenster verwendet werden gute Effekte zur Verhinderung von Qualitätsveriust bei Innenmaterialien und zum Schutz der Privatsphäre erhalten werden.
Alle Proben der vergleichenden Beispiele 1 bis 4 besitzen Zusammensetzungen aus dem Bereich der vorliegenden Erfindung. Das Glas des vergleichenden Beispiels 1 besitzt die gleiche Zusammensetzung wie das Beispiel aus dem japanischen Patent H7-29813B, welches das Glas zeigt, das durch den Vakuumklärungsprozess hergestellt wurde, unter Bezugnahme auf die Beschreibung entsprechend dem Stand der Technik. Das Glas des vergleichenden Beispiels 2 besitzt die gleiche Zusammensetzung wie das Beispiel aus dem japanischen Patent H8-157232A, wie oben erwähnt.
Man bemerke, dass die optischen Eigenschaften des Glases des vergleichenden Beispiels 1 angegeben sind in Werten umgerechnet auf Werte, die auf einer Glasdicke von 3,9 mm basieren und die optischen Eigenschaften des Glases des vergleichenden Beispiels 2 sind angegeben in Werten umgerechnet auf Werte, die auf einer Glasdicke von 5 mm basieren.
Das Glas des vergleichenden Beispiels 3 enthält CoO als eine Farbstoffmenge, die außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegt und das Glas des vergleichenden Beispiels 4 enthält T-Fe₂O₃- und CoO-Mengen, die außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegen.
Es ist aus Tabelle 3 ersichtlich, dass, im Vergleich mit Beispielen der vorliegenden Erfindung das Glas des vergleichenden Beispiels 1 einen sehr großen Wert des FeO/T-Fe₂O₃-Verhältnises besitzt, um das Hitzestrahlungs-Absorptionsvermögen ohne ein Einschließen von NiO zu verbessern. Das Glas aus dem vergleichenden Beispiel 1 ist vorzugsweise nicht in einem gewöhnlichen Schmelzofen herzustellen.
Das Glas des vergleichenden Beispiels 2, das kein NiO umfasst, muss eine große Menge von Se enthalten, um den erwünschten Farbton und die erwünschten optischen Eigenschaften zu liefern.
Das Glas des vergleichenden Beispiels 3 enthält eine Menge an CoO außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung, so dass der erhaltene Ton nicht bevorzugt mit Gelb getönt ist.
Das Glas des vergleichenden Beispiels 4 enthält T-Fe₂O₃ und CoO-Mengen, die sich außerhalb des beanspruchten Bereichs befinden, so dass es nicht genügend Hitzestrahlungs-Absorptionsvermögen und den erwünschten Farbton der vorliegenden Erfindung erreichen kann.
Wie oben detailliert dargestellt kann, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein Ultraviolett-/Infrarot-absorbierendes Glas mit niedrigem Durchlässigkeitsgrad, das einen niedrigen Durchlässigkeitsgrad für sichtbares Licht, einen niedrigen Durchlässigkeitsgrad für Sonnenenergie und einen niedrigen Ultraviolett-Durchlässigkeitsgrad zeigt und das einen grauen Farbton besitzt geliefert werden.
Das Ultraviolett-/Infrarot-absorbierende Glas mit niedrigem Durchlässigkeitsgrad und mit grauem Farbton kann den Effekt der Verhinderung von Qualitätsverlust und Entfärbung von Innenmaterialien und den Effekt zum Schutz der Privatsphäre aufweisen, wenn das Glas für ein Rückfensterglas eines Fahrzeugs, ein Fenster eines Gebäudes oder ähnliches verwendet wird.

Claims

Ultraviolett-/Infrarot-absorbierendes Glas mit niedrigem Durchlässigkeitsgrad, das aus Grundglas besteht, das umfasst: 65 bis 80 Gew.-% SiO₂; 0 bis 5 Gew.-% Al₂O₃; 0 bis 10 Gew.-% MgO; 5 bis 15 Gew.-% CaO, wobei eine Gesamtmenge an MgO und CaO zwischen 5 und 15 Gew.-% liegt; 10 bis 18 Gew.-% Na₂O; 0 bis 5 Gew.-% K₂O, wobei eine Gesamtmenge an Na₂O und K₂O zwischen 10 und 20 Gew.-% liegt; und 0 bis 5 Gew.-% B₂O₃, und Farbstoffe, die umfassen: insgesamt 1,0 bis 1,6 Gew.-% Eisenoxid (T-Fe₂O₃), ausgedrückt als Fe₂O₃; mehr als 0,019 Gew.-% und 0,05 Gew.-% oder weniger CoO; 0,001 bis 0,003 Gew.-% Se; und mehr als 0,05 Gew.-% und 0,1 Gew.-% oder weniger NiO, wobei das Glas bei einer beliebigen Dicke zwischen 1,8 mm und 5 mm eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht (YA) nach der C.I.E.-Lichtquelle "A" in einem Bereich zwischen 5% und 25%, eine Sonnenenergie-Durchlässigkeit (TG) in einem Bereich zwischen 5% und 25% und eine Ultraviolett-Durchlässigkeit (Tuv) nach ISO von nicht mehr als 15% hat.
Ultraviolett-/Infrarot-absorbierendes Glas mit niedrigem Durchlässigkeitsgrad nach Anspruch 1, wobei der Gehalt an FeO, ausgedrückt als Fe₂O₃, zwischen 15 Gew.-% und 50 Gew.-% T-Fe₂O₃ liegt.
Ultraviolett-/Infrarot-absorbierendes Glas mit niedrigem Durchlässigkeitsgrad nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Gehalt an T-Fe₂O₃ 1,2 bis 1,5 Gew.-% beträgt.
Ultraviolett-/Infrarot-absorbierendes Glas mit niedrigem Durchlässigkeitsgrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Gehalt an Se zwischen 0,001 Gew.-% und 0,0018 Gew.-% liegt.
Ultraviolett-/Infrarot-absorbierendes Glas mit niedrigem Durchlässigkeitsgrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Farbstoff des Weiteren CeO₂ in einem Gehalt von nicht mehr als 2 Gew.-% und/oder TiO₂ in einem Gehalt von nicht mehr als 0,5 Gew.-% umfasst.
Ultraviolett-/Infrarot-absorbierendes Glas mit niedrigem Durchlässigkeitsgrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Glas, definiert nach C.I.E.L.A.B., einen –grauen Farbton hat und die Koordinaten in den Bereichen –6 ≦ a* ≦ 3 und –3 ≦ b* ≦ 6 liegen.
Ultraviolett-/Infrarot-absorbierendes Glas mit niedrigem Durchlässigkeitsgrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Glas durch Druckluftkühlen verstärkt wird.