DE60107340T2

DE60107340T2 - Infrarot- und Ultraviolettstrahlung absorbierendes Grünglas

Info

Publication number: DE60107340T2
Application number: DE60107340T
Authority: DE
Inventors: Hiromitsu Chuo-ku Seto; Yukihito Chuo-ku Nagashima; Shigekazu Chuo-ku Yoshii
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2000-09-18
Filing date: 2001-09-18
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2021-09-19
Also published as: MY127315A; DE60107340D1; US20020058579A1; EP1188725B1; US6624102B2; EP1188725A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegend Erfindung bezieht sich auf ein Ultraviolett- und Infrarotstrahlung absorbierendes Glas, das eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht und eine grüne Färbung hat. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Ultraviolett- und Infrarotstrahlung absorbierendes Glas, das, wenn es vor einer Verwendung wärmevorgespannt wird, durch das Wärmevorspannen (heat-tempering) vor einer Farbänderung geschützt ist und das zur Verwendung als Fahrzeugfensterglas geeignet ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Um der Forderung nach Schutz der Innenausstattung von Kraftfahrzeugen vor einer Verschlechterung, die mit dem neueren Trend zu Luxus der Innenausstattung stärker wird, nachzukommen und auch die Belastung der Klimaanlage zu verringern, wurden in jüngerer Zeit verschiedene Gläser mit Absorptionsvermögen für Ultraviolett- und Infrarotstrahlung als Kraftfahrzeugfenstergläser vorgeschlagen.
Von den Fahrzeugfenstergläsern sollten die Vorder- oder Seitenfenstergläser eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht haben, die nicht unter einen bestimmten Wert liegt, um so die Sicht des Fahrzeuglenkers sicherzustellen. Gläser, die zur Verwendung in einer solchen Position konzipiert wurden und denen Ultraviolettstrahlung-absorbierende Eigenschaften und Wärmestrahlung-absorbierende Eigenschaften verliehen wurden, haben eine grünliche Färbung, da ein Ende des Ultraviolett-Absorptionsbereichs und ein Ende des Infrarotabsorptionsbereichs in der Region des sichtbaren Lichts liegen.
Fenstergläser, die eine Durchlässigkeit für ultraviolettes Licht von 38 % oder weniger und eine Gesamtdurchlässigkeit für Sonnenenergie von etwa 46 % oder weniger haben und die außerdem eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht von mindestens 70 % haben, um so die Sicht aus dem Inneren des Fahrzeugs zu gewährleisten, waren bekannt (siehe z.B. JP-A-3-187946). (Der Ausdruck "JP-A", wie er hier verwendet wird, meint eine "ungeprüfte veröffentlichte japanische Patentanmeldung".)
Es ist bekannt, daß ein Verfahren, das bei der Reduzierung der Gesamtdurchlässigkeit für Sonnenenergie eines Glases wirksam ist, darin besteht, die absolute Menge an Eisen(II)oxid unter den im Glas enthaltenen Eisenoxiden zu erhöhen. Die meisten der Infrarotstrahlung-absorbierenden Gläser, die bisher vorgeschlagen wurden, werden mit dieser Technik hergestellt.
Andererseits wurden verschiedene Techniken zur Verringerung der Durchlässigkeit für ultraviolettes Licht vorgeschlagen. Beispielsweise enthält das in JP-A-4-193738 offenbarte Infrarot- und Ultraviolettstrahlung absorbierende Glas Ceroxid und Titanoxid, so daß es eine verringerte Ultraviolettdurchlässigkeit hat. Dieses Glas umfaßt, ausgedrückt in Gew.%, Basisglaskomponenten, die 68 bis 72 % SiO₂, 1,6 bis 3,0 % Al₂O₃, 8,5 bis 11,0 % CaO, 2,0 bis 4,2 % MgO, 12,0 bis 16,0 % Na₂O und 0,5 bis 3,0 % K₂O umfassen, und färbende Komponenten, die 0,65 bis 0,75 % Fe₂O₃, 0,20 bis 0,35 % CeO₂ und 0,2 bis 0,4 % TiO₂ umfassen.
Das Ultraviolettstrahlung absorbierende Glas, das in JP-A-6-56466 offenbart ist und eine grüne Färbung hat, umfaßt ein Soda-Kalk-Siliciumdioxidglas als Basisglaskomponenten und färbende Komponenten, die 0,53 bis 0,70 % Gesamteisenoxid als Fe₂O₃, 0,5 bis 0,8 % CeO₂ und 0,2 bis 0,4 % TiO₂ umfassen, wobei 30 bis 40 % des Gesamteisenoxids, ausgedrückt als Fe₂O₃ durch FeO, ausgedrückt als Fe₂O₃, beigesteuert wird.
Das in der JP-B-6-88812 (der Ausdruck "JP-B", wie er hierin verwendet wird, meint eine "geprüfte japanische Patentpublikation") offenbarte Ultraviolett- und Infrarotstrahlung absorbierende Glas, das eine grüne Färbung hat, umfaßt, in Gew.%, Basisglaskomponenten, die 65 bis 75 % SiO₂, 0 bis 3 % Al₂O₃, 1 bis 5 % MgO, 5 bis 15 % CaO, 10 bis 15 % Na₂O und 0 4 % K₂O umfassen, und färbende Komponenten, die 0,65 bis 1,25 % Gesamteisenoxid als Fe₂O₃ und entweder 0,2 bis 1,4 CeO₂ oder eine Kombination aus 0,1 bis 1,36 % CeO₂ und 0,02 bis 0,85 % TiO₂ umfassen.
Darüber hinaus wurden Gläser, die eine bevorzugte Färbung haben, durch Zusetzen von Nickeloxid vorgeschlagen. Beispielsweise umfaßt das in JP-W-8-506314 (der hierin verwendete Ausdruck "JP-W" bezeichnet eine "ungeprüfte veröffentlichte PCT-Anmeldung") offenbarte Glas ein Soda-Kalk-Siliciumdioxid-Glas, das einen Eisen(II)-Gehalt hat, der durch die folgende Gleichung errechnet wird: FeO (Gew.%) > 0,007 + [(optische Dichte) ~ 0,036]/2,3und enthält 0,25 bis 1,75 Gew.% Fe₂O₃. Es enthält außerdem ein Glied oder mehrere Glieder, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Se, Co₃O₄, Nd₂O₃, NiO, MnO, V₂O₅, CeO₂, TiO₂, CuO und SnO, und hat dadurch eine neutrale Färbung. Dieses Glas hat eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht von 32 % oder mehr, eine Ultraviolettdurchlässigkeit von 25 % oder weniger und eine Durchlässigkeit für Sonnenwärmestrahlung, die um mindestens 7 % niedriger als die Durchlässigkeit für sichtbares Licht ist, wenn es eine Dicke von 4 mm hat. Es hat vorzugsweise eine vorherrschende Wellenlänge von kürzer als 570 nm.
Die in den oben zitierten Patentdokumenten offenbarten Gläser weisen ein Ultraviolettstrahlungs-Absorptionsvermögen durch Fe₂O₃, CeO₂ und TiO₂ und durch Wechselwirkungen unter diesen auf. Allerdings nehmen Gläser, die diese Ingredienzien enthalten, durch Wärmevorspannung eine gelbe Färbung an. Obgleich die Ursachen für diese Farbänderung unklar sind, kann diese auf der Tatsache beruhen, daß eine Erhöhung der Absorption beobachtet wird, die vermutlich hauptsächlich einer Wechselwirkung zwischen Fe₂O₃, CeO₂ und TiO₂ zuzuschreiben ist. Daher unterscheiden sich eine Glasplatte, die hergestellt wurde, und eine Glasplatte, die durch Bearbeitung (Wärmevorspannungsbehandlung) erhalten wurde, die Glasplatte, wie sie tatsächlich als Fahrzeugfensterglas verwendbar ist, in der Färbung. Diesbezüglich haben derartige herkömmliche Gläser einen Nachteil bei der Qualitätskontrolle. Eine Erhöhung bei der Sättigung, die durch Wärmevorspannung verursacht wird, ist unerwünscht, da die Farbe lebendiger wird.
Andererseits kann bei Gläsern, die NiO enthalten, die Farbänderung durch Wärmevorspannung infolge der Absorption durch tetrakoordiniertes NiO nach Wärmevorspannung in Kombination mit der oben erwähnten Verfärbung in Gelb inhibiert werden. Allerdings haben die herkömmlichen Gläser, die NiO enthalten, eine zu niedrige Durchlässigkeit für sichtbares Licht oder eine zu hohe Ultraviolett- oder Infrarotdurchlässigkeit und sind demnach zur Verwendung als Fahrzeugfenstergläser nicht zufriedenstellend.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wurde in Anbetracht der oben beschriebenen Verhältnisse bei den herkömmlichen Techniken gemacht. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung des eine Ultraviolett- und Infrarotstrahlung absorbierenden grünen Glases, das eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht, eine geringe Ultraviolettdurchlässigkeit und eine geringe Infrarotdurchlässigkeit hat, die Farbe durch Wärmevorspannungsbehandlung wenig ändert und eine stabile grüne Färbung beibehält. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Ultraviolett- und Infrarotstrahlung absorbierenden grünen Glases, das zusätzlich zu diesen Eigenschaften eine geringere Gesamtdurchlässigkeit für Sonnenenergie als herkömmliche durch Infrarotabsorption durch NiO hat und das zur Verwendung als Fahrzeugfensterglas besonders geeignet ist.

(1) Die vorliegende Erfindung stellt ein Ultraviolett- und Infrarotstrahlung absorbierendes grünes Glas bereit, das als färbende Komponenten in Gew.% umfaßt: 0,5 bis 1,1 %, ausgenommen 0,5 %, Gesamteisenoxid als Fe₂O₃ (T-Fe₂O₃); 0 bis 2,0 % CeO₂; 0 bis 1,0 % TiO₂; 0,0005 bis 0,0060 % NiO und 0,0001 bis 0,001 % CoO; wobei das Glas, wenn das Glas eine Dicke von 4 mm hat, eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht (YA) von 70 % oder mehr, eine Gesamtdurchlässigkeit für Sonnenenergie (TG) von 60 % oder weniger und eine Ultraviolettdurchlässigkeit gemäß Definition durch ISO 9050 (Tuv) von 25 % oder weniger hat.
(2) Im erfindungsgemäßen Glas ist der bevorzugte Gehalt an CeO₂ 0,1 bis 2,0 Gew.%.
(3) Das erfindungsgemäße Glas umfaßt als Basisglaskomponenten in Gew.% vorzugsweise: 65 bis 80 % SiO₂; 0 bis 5 % Al₂O₃; 0 bis 10 % MgO; 5 bis 15 % CaO; 10 bis 20 % Na₂O; 0 bis 5 % K₂O und 0 bis 5 % B₂O₃; worin die Summe aus MgO und CaO 5 bis 15 % und die Summe aus Na₂O und K₂O 10 bis 20 % ist.
(4) Im erfindungsgemäßen Glas ist der Gehalt an T-Fe₂O₃ vorzugsweise 0,6 bis 1,1 %, ausgeschlossen 0,6 %.
(5) FeO als Fe₂O₃ trägt vorzugsweise zu 20 bis 60 % zum T-Fe₂O₃ bei.
(6) Das Glas der Erfindung enthält vorzugsweise 0,0001 bis 0,1 % insgesamt aus wenigstens einem, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Se, Cr₂O₃, Mn₂O₃, CuO, Nd₂O₃, Er₂O₃, MoO₃, V₂O₅ und La₂O₃ besteht.
(7) Das Glas der Erfindung hat vorzugsweise, wenn das Glas eine Dicke von 4 mm hat, eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht (YA) von 70 % oder mehr, eine Gesamtdurchlässigkeit für Sonnenenergie (TG) von 53 % oder weniger und eine Ultraviolettdurchlässigkeit gemäß Definition durch ISO 9050 (Tuv) von 20 % oder weniger.
(8) Im erfindungsgemäßen Glas ist die Differenz zwischen der Sättigung des Glases vor einer Wärmebehandlung und derjenigen nach der Behandlung innerhalb 0,5. Die Sättigung wird aus den Chromfinanzen a* und b* im CIE 1976 L*a*b*-Farbsystem unter Verwendung der folgenden Gleichung (1) bestimmt (im folgenden als "Sättigung" bezeichnet): Sättigung = (a*2 + b*2)1/2 (1)
(9) Die Wärmebehandlung wird vorzugsweise durch eine Wärmevorspannungsbehandlung durch Luftgebläsekühlung durchgeführt.
(10) Das Glas ist in besonders bevorzugter Weise ein Flachglas, das durch ein Floating-Verfahren gebildet ist und eine Wärmevorspannungsbehandlung erfahren hat.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Unten werden Durchführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben.
Erstens, nachfolgend werden die Gründe für Begrenzungen bei der Zusammensetzung des Ultraviolett- und Infrarotstrahlung absorbierenden grünen Glases gemäß der Erfindung erläutert. Im folgenden sind alle Prozentangaben, die für Komponentenmengen verwendet werden, Gew.%.
Eisenoxid liegt in einem Glas in Form von Fe₂O₃ und FeO vor. Fe₂O₃ ist ein Komponente, die dazu dient, das Absorptionsvermögen der Ultraviolettstrahlung zu erhöhen, während FeO eine Komponente ist, die dazu dient, das Absorptionsvermögen für Wärmestrahlung zu erhöhen.
Wenn die Menge des Gesamteisenoxids, ausgedrückt als Fe₂O₃, (T-Fe₂O₃) kleiner als 0,5 % ist, ist der Effekt der Absorption von Ultraviolett- und Infrarotstrahlung so niedrig, daß die gewünschten optischen Eigenschaften nicht erreicht werden können. Gehalte von T-Fe₂O₃, die 1,1 % übersteigen, sind andererseits dahingehend unerwünscht, daß das Glas eine verringerte Durchlässigkeit für sichtbares Licht hat. Solche zu hohen T-Fe₂O₃-Gehalte sind auch dahingehend unerwünscht, daß, wenn dieses Glas und ein Glas mit einer anderen Zusammensetzung nacheinander mit demselben Glasschmelzofen produziert werden, die Zusammensetzungsänderung viel Zeit erfordert. Folglich ist der Gehalt an T-Fe₂O₃ 0,5 bis 1,1 %, 0,5 % ausgeschlossen, vorzugsweise 0,6 bis 1,1 %, 0,6 % ausgeschlossen.
NiO ist eine Komponente zur Regulierung der Durchlässigkeit für sichtbares Licht und des Farbtons. In der Erfindung spielt NiO eine besonders wichtige Rolle bei der Kontrolle der Farbtöne vor und nach einer Wärmebehandlung. Wenn der Gehalt an NiO weniger als 0,0005 % ist, kann kein ausreichender Effekt erzielt werden. Andererseits sind Gehalte, die 0,01 % übersteigen, dahingehend unerwünscht, daß die Durchlässigkeit für sichtbares Licht verringert wird.
Es ist bekannt, daß NiO seine Koordinationszahl in Abhängigkeit von Abkühlungsgeschwindigkeit des Glases ändert, was in einem unterschiedlichen Farbton resultiert. Spezifisch ausgedrückt, die Koordinationszahl für das Sauerstoffumgebende Ni²⁺ ändert sich durch Wärmevorspannung von 6 auf 4 und diese Änderung bringt eine Änderung bei der Absorption mit sich. Ni²⁺ mit oktaedrischer Koordination hat eine Absorption bei etwa 430 nm, so daß das Glas gelb-braun gefärbt wird, während Ni²⁺ mit tetraedrischer Koordination eine Absorption im Bereich von 500 bis 640 nm hat. In der Erfindung wird diese Eigenschaft von NiO ausgenutzt, um die Farbtöne vor und nach einer Wärmbehandlung zu kontrollieren.
CoO ist eine Komponente zum Erhalt einer grünen Färbung in Kooperation mit NiO und Fe₂O₃ und dient ferner dazu, die Durchlässigkeit für sichtbares Licht zu kontrollierert. Wenn der Gehalt an CoO kleiner als 0,0001 % ist, kann keine wünschenswerte grüne Färbung erhalten werden. Wenn der Gehalt an CoO 0,001 % übersteigt, sind die Resultate eine zu intensive blaue Färbung und eine verringerte Durchlässigkeit für sichtbares Licht.
CeO₂ ist eine Komponente, die das Absorptionsvermögen für Ultraviolettstrahlung erhöht, obgleich sie keine essentielle Komponente ist. CeO₂ ist in einem Glas in Form von Ce³⁺ oder Ce⁴⁺ vorhanden. Ce³⁺ zeigt insbesondere eine verringerte Absorption im sichtbaren Bereich und ist bei der Ultraviolettabsorption wirksam. Ce³⁺ fungiert auch zur Erhöhung des Absorptionsvermögen für Ultraviolettstrahlung durch Wechselwirkung mit Fe³⁺. Der Gehalt an CeO₂ ist vorzugsweise nicht weniger als 0,1 %, wodurch ein ausreichendes Absorptionsvermögen für Ultraviolettstrahlung erhalten werden kann. Die Verwendung von CeO₂ in einer Menge von mehr als 2 % ist unerwünscht, da die Resultate erhöhte Kosten und verringerte Durchlässigkeit für sichtbares Licht sind.
TiO₂ dient zur Verstärkung des Absorptionsvermögens für Ultraviolettstrahlung durch Wechselwirkung mit FeO, obgleich es keine essentielle Komponente ist. Es kann in einer geeigneten Menge zugesetzt werden. Wenn der Gehalt an TiO₂ zu hoch ist, neigt das Glas dazu, gelblich zu sein. Folglich sollte die Obergrenze für den TiO₂-Gehalt 1,0 % sein und ist vorzugsweise 0,8 %, bevorzugter 0,1 %.
Unter dem Gesichtspunkt des Erhalts der grünen Färbung und der Eigenschaften, welche die Erfindung erreichen möchte, ist es bevorzugt, daß wenigstens ein Glied, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Se, Mn₂O₃, CuO, Cr₂O₃, Nd₂O₃, Er₂O₃, MoO₃, V₂O₅ und La₂O₃ einem Glas, das eine Zusammensetzung im erfindungsgemäßen Bereich hat, in einer Menge von 0,0001 bis 0,1 % zugesetzt werden kann. Se, Mn₂O₃, CuO, Cr₂O₃, Nd₂O₃ und Er₂O₃ können als Hilfsfärbemittel dienen und MoO₃, V₂O₅ und La₂O₃ können als Ultraviolett-Hilfsabsorber dienen.
SiO₂ ist eine Hauptkomponente, die ein Glasgerüst bildet. Wenn der Gehalt an SiO₂ weniger als 65 % ist, hat das Glas eine schlechte Haltbarkeit. Wenn der Gehalt 80 % übersteigt, ist das Glas schwer zu schmelzen.
Al₂O₃ ist eine Komponente, die die Glashaltbarkeit verbessert. Wenn der Gehalt an Al₂O₃ 5 % übersteigt, ist das Glas schwer zu schmelzen. Der bevorzugte Bereich des Al₂O₃-Gehalts ist 0,1 bis 2 %.
MgO und CaO werden beide zur Verbesserung der Glashaltbarkeit und zur Regulierung der Liquidus-Temperatur und Viskosität der Glases während der Bildung eingesetzt. Wenn der Gehalt an MgO 10 % übersteigt, steigt die Liquidus-Temperatur. Wenn der Gehalt an CaO kleiner als 5 % oder höher als 15 % ist, steigt die Liquidus-Temperatur an. Wenn der Gesamtgehalt an MgO und CaO weniger als 5 % ist, hat das Glas eine schlechte Haltbarkeit. Wenn der Gesamtgehalt davon 15 % übersteigt, steigt die Liquidus-Temperatur.
Na₂O und K₂O beschleunigen das Glasschmelzen. Wenn der Gehalt an Na₂O kleiner als 10 % ist, oder wenn der Gesamtgehalt an Na₂O und K₂O weniger als 10 % ist, ist der Effekt der Schmelzbeschleunigung schlecht. Wenn der Gehalt an Na₂O 20 % übersteigt oder wenn der Gesamtgehalt an Na₂O und K₂O 20 % übersteigt, ist die Glashaltbarkeit verschlechtert. Da zu große K₂O-Mengen zu erhöhten Kosten führen, ist es wünschenswert, K₂O in einer Menge von 5 % oder weniger zu verwenden.
B₂O₃ ist eine Komponente, die zur Verbesserung der Glashaltbarkeit und als Schmelzhilfe verwendet wird. Es fungiert auch zur Erhöhung der Ultraviolettabsorption. Wenn der Gehalt an B₂O₃ 5 % übersteigt, treten Probleme bei der Glasbildung durch Verdampfung von B₂O₃ usw. auf. Folglich sollte die Obergrenze des B₂O₃-Gehalts 5 % sein.
Wenn der Anteil der FeO-Menge an der des T-Fe₂O₃ zu gering ist, kann kein ausreichendes Wärmestrahlungsabsorptionsvermögen wegen der zu geringen FeO-Menge erreicht werden. Wenn andererseits das Verhältnis FeO/T-Fe₂O zu groß ist, dehnt sich der Absorptionsbereich durch FeO sogar in einer längerwellingen Bereich im sichtbaren Bereich aus, so daß das Glas eine verringerte Durchlässigkeit für sichtbares Licht und eine blaue Färbung hat. Darüber hinaus sind zu große FeO/T-Fe₂O₃-Verhältnisse dahingehend unerwünscht, daß, da die Schmelze eines solchen Glases auf der Reduktionsseite ist, es Fälle gibt, in denen sich im Glas nicht nur Nickelsufidsteine bilden, sondern sich auch Siliciumdioxid-reiche Streifen oder ein Silciumdioxidschaum bildet. In der Erfindung ist das FeO/T-Fe₂O₃-Verhältnis vorzugsweise auf 20 bis 60 % reguliert, wodurch ein grünes Glas mit einem hohen Ultraviolettabsorptionsvermögen und einer hohen Wärmestrahlungsabsorptionsfähigkeit erhalten wird. Die FeO-Menge, die als Ausdruck für das FeO-T-Fe₂O₃-Verhältnis verwendet wird, ist sein Wert, der als Fe₂O₃ berechnet wird.
Es ist bevorzugt, daß mindestens eines aus Sb₂O₃, SnO₂ und dgl. als Reduktionsmittel oder Läuterungsmittel in einer Gesamtmenge von bis 1 % zugesetzt wird. Es ist auch bevorzugt, bis zu 1 % ZnO zuzusetzen, um die Bildung von Nickelsulfidsteinen sicherer zu verhindern.
Das erfindungsgemäße Glas hat eine Zusammensetzung mit einem solchen Bereich, daß das Glas daran gehindert werden kann, während der Wärmebehandlung eine Farbänderung zu erfahren. Folglich ist die Differenz zwischen der Sättigung des Glases vor einer Wärmebehandlung und derjenigen nach der Behandlung vorzugsweise innerhalb 0,5. Das Glas, das eine Wärmebehandlung durchmacht, hat nämlich vorzugsweise eine reduzierte Sättigung.
Die Hauptverwendung des erfindungsgemäßen Glases ist ein Fahrzeugfensterglas. Aus Gründen der Sicherheit wird das Glas üblicherweise durch Luftgebläsekühlung einer wärmevorspannungsbehandlung unterzogen.
Die Erfindung wir detaillierter anhand der folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben.
(BEISPIELE 1 BIS 15 UND VERGLEICHSBEISPIELE 1 BIS 4)
Typische Soda-Kalk-Siliciumdioxid-Glas-Chargenmaterialien wurden geeigneterweise mit Eisen(III)-oxid, Ceroxid, Cobaltoxid, Nickeloxid, Selenmetall, Chromoxid, Manganoxid, Kupferoxid, Neodymiumoxid, Erbiumoxid, Titanoxid, Molybdänoxid, Vanadiumpentoxid, Lanthanoxid und einem Kohlenstoff-haltigen Reduktionsmittel (z.B. Kohlepulver) vermischt. Die resultierende Charge wurde in einem elektrischen Ofen auf 1500°C erhitzt, um sie zu schmelzen. Nachdem die Charge für 4 Stunden geschmolzen gehalten worden war, wurde das resultierende geschmolzene Glas auf eine Stainless-Steel-Platte gegossen und geglüht, um eine Glasplatte mit einer Dicke von etwa 6 mm zu erhalten. Diese Glasplatte wurde poliert, so daß eine Dicke von 4 mm hatte, wodurch eine Probe erhalten wurde.
Die optischen Charakteristika der Probe wurden gemessen. Die optischen Charakteristika umfaßten Durchlässigkeit für sichtbares Licht (YA), gemessen dem CIE-Standard-Leuchtmittel A, die Gesamtdurchlässigkeit für Sonnenenergie (TG), die Durchlässigkeit für ultraviolettes Licht (TuV), definiert durch ISO 950, die dominierende Wellenlänge (λd) und die Anregungsreinheit (Pe), beide gemessen mit dem CIE-Standardleuchtmittel C, und die Chrominante a* und b*, gemessen gemäß JIS Z 8722 (1994).
In den Beispielen 12 bis 15 wurden die Proben einer Wärmevorspannung unterworfen, indem sie für 5 Minuten auf 700°C wiedererhitzt wurden und durch Luftgebläsekühlung mit einem Winddruck von 21 bis 31 MPa (2,1 bis 3,2 kgf/mm²) und einer Kapazität von 0,6 bis 0,7 Nm³/min gekühlt wurden. Die optischen Charakteristika jeder Probe wurden vor und nach der Wärmevorspannungsbehandlung gemessen.
In Tabelle 1 sind die Zusammensetzung der Basisglaskomponenten, die Konzentration an Färbemitteln und FeO/T-Fe₃O₃-Verhältnis jeder Probe erhalten. Alle Werte für die Komponentenmengen in der Tabelle werden als Gew.% angegeben, wenn nichts anderes angezeigt wird. In Tabelle 1 sind auch die Werte für die optischen Charakteristika jeder Probe angegeben.
Die in den Beispielen 1 bis 6 und 8 bis 15 erhaltenen Proben liegen bezüglich Zusammensetzung und Eigenschaften innerhalb des Rahmens eines ersten Aspekts der Erfindung. Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, hatten die in den Beispielen 1 bis 6 und 8 bis 15 erhaltenen Proben jeweils eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht (YA), gemessen mit dem CIE-Standard-Leuchtmittel A, von 70 % oder mehr, eine Gesamtdurchlässigkeit für Sonnenenergie (TG) von 60 % oder weniger und eine Durchlässigkeit für Ultraviolettstrahlung (Tuv), definiert in ISO 9050, von 25 % oder weniger, wenn das Glas eine Dicke von 4 mm hatte. Jede dieser Proben war ein grünes Glas mit einer dominanten Wellenlänge (λd) von 490 bis 560 nm und einer Anregungsreinheit (Pe) von weniger als 6 %, die mit dem CIE-Standard-Leuchtmittel C gemessen wurden. Dieser Proben liegen bezüglich der Zusammensetzung der Basisglaskomponenten jeweils im Rahmen des dritten Aspekts der Erfindung.
Von diesen Proben hatten die in den Beispielen 2 bis 11 erhaltenen Proben jeweils ein FeO/T-Fe₂O₃-Verhältnis, das innerhalb des Bereichs nach einem 5. Aspekt der Erfindung lag. Tabelle 1 zeigt, daß die in den Beispielen 2 bis 5 und 7 bis 11 erhaltenen Proben die bevorzugten Eigenschaften hatten, die in einem 7. Aspekt der Erfindung dargelegt sind.
Bezüglich der in den Beispielen 12 bis 15 erhaltenen Proben sind die Glaszusammensetzungen dieser und die optischen Charakteristika dieser, wie sie vor und nach Wärmevorspannungsbehandlung gemessen wurden, gezeigt. Beispiel 13 entspricht Beispiel 5 und Beispiel 14 entspricht Beispiel 6. Die in den Beispielen 11 bis 13 erhaltenen Proben hatten jeweils bevorzugte Eigenschaften innerhalb der Bereiche, die in einem 7. Aspekt der Erfindung dargelegt sind. Als Resultat der Wärmevorspannungsbehandlung wurden durch Durchlässigkeiten für ultraviolettes Licht um 2 % oder mehr verbessert. Die Sättigung jeder Probe nahm durch die Wärmevorspannungsbehandlung ab und die Änderung lag innerhalb von –0,5. Diese Inhibierung der Farbänderung wurde einer Kombination aus der Änderung der Absorption durch Ni²⁺ durch Wärmevorspannungsbehandlung und einer Änderung der Absorption durch Wärmevorspannungsbehandlung infolge einer Wechselwirkung, hauptsächlich zwischen Fe³⁺ und Ce³⁺, zugeschrieben.
Tabelle 2
Tabelle 2 (Fortsetzung)
Andererseits hatten die in den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 erhaltenen Proben jeweils eine Zusammensetzung außerhalb des Rahmens der Erfindung. Genauer ausgedrückt, die Probe des Vergleichsbeispiels 1 lag außerhalb des Rahmens der Erfindung bezüglich des CoO-Gehalt und des CeO₂-Gehalts, die Probe von Vergleichsbeispiel 2 lag bezüglich des Gesamteisengehalts außerhalb des Rahmens der Erfindung und die Probe von Vergleichsbeispiel 3 lag bezüglich des NiO-Gehalts außerhalb des Rahmens der Erfindung.
Wie aus diesen Resultaten hervorgeht, war keines der Gläser der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 fähig, den gewünschten Anforderungen bezüglich Durchlässigkeit für sichtbares Licht, Gesamtdurchlässigkeit für Sonnenenergie und Ultraviolettdurchlässigkeit zu genügen.
Darüber hinaus war die in Vergleichsbeispiel 4 erhaltene Probe ein Glas mit einer Zusammensetzung außerhalb des Rahmens der Erfindung, da es kein NiO enthielt. Diese Probe hatte durch Wärmevorspannungsbehandlung eine erhöhte Sättigung und war von daher unter den Gesichtspunkten der Qualitätskontrolle und des Erhalts wünschenswerter Eigenschaften unerwünscht.
Wie oben detailliert beschrieben wurde, kann die vorliegend Erfindung ein Ultraviolett- und Infrarotstrahlung absorbierendes Glas bereitstellen, das eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht und eine grüne Färbung hat. Durch die Erfindung kann insbesondere ein Ultraviolettund Infrarotstrahlung absorbierendes grünes Glas bereitgestellt werden, das, wenn es vor der Verwendung einer Wärmevorspannungsbehandlung unterzogen wurde, vor einer Änderung des Farbtons durch die Wärmevorspannungsbehandlung geschützt ist und das von daher zur Verwendung als Fahrzeugfensterglas besonders geeignet ist.

Claims

Ultraviolett- und Infrarotstrahlung absorbierendes grünes Glas, das als färbende Komponenten in Gew.% umfasst: 0,5 bis 1,1 %, ausgenommen 0,5 %, Gesamteisenoxid als Fe₂O₃ (T-Fe₂O₃); 0 bis 2,0 % CeO₂; 0 bis 1,0 % TiO₂; 0,0005 bis 0,0060 % NiO; und 0,0001 bis 0,001 % CoO; worin das Glas, wenn das Glas eine Dicke von 4 mm hat, eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht (YA) von 70 % oder mehr, eine Gesamtdurchlässigkeit für Sonnenenergie (TG) von 60 % oder weniger und eine Ultraviolettdurchlässigkeit gemäss Definition durch ISO 9050 (Tuv) von 25 % oder weniger hat.
Ultraviolett- und Infrarotstrahlung absorbierendes grünes Glas gemäss Anspruch 1, worin der CeO₂-Gehalt 0,1 bis 2,0 Gew.% ist.
Ultraviolett- und Infrarotstrahlung absorbierendes grünes Glas gemäss Anspruch 1, das als Basisglaskomponenten in Gew.% umfasst: 65 bis 80 % SiO₂; 0 bis 5 % Al₂O₃; 0 bis 10 % MgO; 5 bis 15 % CaO; 10 bis 20 % Na₂O; 0 bis 5 % K₂O; und 0 bis 5 % B₂O₃; worin die Summe aus MgO und CaO 5 bis 15 % und die Summe aus Na₂O und K₂O 10 bis 20 % ist.
Ultraviolett- und Infrarotstrahlung absorbierendes grünes Glas gemäss Anspruch 1, worin der Gehalt an T-Fe₂O₃ 0,6 bis 1,1 % ist, ausgeschlossen 0,6 %.
Ultraviolett- und Infrarotstrahlung absorbierendes grünes Glas gemäss Anspruch 1, worin FeO als Fe₂O₃ zu 20 bis 60 % des T-Fe₂O₃ beiträgt.
Ultraviolett- und Infrarotstrahlung absorbierendes grünes Glas gemäss Anspruch 1, das ferner 0,0001 bis 0,1 Gew.% insgesamt aus wenigstens einem umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Se, Cr₂O₃, Mn₂O₃, CuO, Nd₂O₃, Er₂O₃, MoO₃, V₂O₅ und La₂O₃ besteht.
Ultraviolett- und Infrarotstrahlung absorbierendes grünes Glas gemäss Anspruch 1, worin das Glas, wenn das Glas eine Dicke von 4 mm hat, eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht (YA) von 70 % oder mehr, eine Gesamtdurchlässigkeit für Sonnenenergie (TG) von 53 % oder weniger und eine Ultraviolettdurchlässigkeit gemäss Definition durch ISO 9050 (Tuv) von 20 % oder weniger hat.
Ultraviolett- und Infrarotstrahlung absorbierendes grünes Glas gemäss Anspruch 1, worin die Differenz zwischen der Sättigung des Glases vor einer Wärmebehandlung und derjenigen nach der Behandlung innerhalb 0,5 ist, wobei die Sättigung aus den Chromfinanzen a* und b* im CIE 1976 L*a*b*-Farbsystem unter Verwendung der folgenden Gleichung (1) bestimmt wird: Sättigung = (a*2 + b*2)1/2 (1)
Ultraviolett- und Infrarotstrahlung absorbierendes grünes Glas gemäss Anspruch 8, worin die Wärmebehandlung eine Wärmevorspannungsbehandlung durch Luftgebläsekühlung ist.
Ultraviolett- und Infrarotstrahlung absorbierendes grünes Glas gemäss Anspruch 1, das ein Flachglas ist, das durch ein Floating-Verfahren gebildet ist und eine Wärmevorspannungsbehandlung erfahren hat.
Ultraviolett- und Infrarotstrahlung absorbierendes grünes Glas gemäss Anspruch 1, worin die dominante Wellenlänge (λd) des Glases im Bereich von 491,6 bis 558,2 nm ist.