DE69637222T2

DE69637222T2 - Infrarote und ultraviolette Strahlung absorbierende Gläser

Info

Publication number: DE69637222T2
Application number: DE69637222T
Authority: DE
Inventors: Yukihito Nagashima; Tadakazu Hidai
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1995-06-16
Filing date: 1996-06-10
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2016-06-11
Also published as: JPH0959036A; EP0748776A2; EP0748776B1; EP0748776A3; DE69635233D1; EP1566366B1; DE69635233T2; EP1092687B1; EP1092687A2; EP1566366A1; JP3899531B2; DE69627576T2; EP1092687A3; DE69637222D1; US6017837A; DE69627576D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Ultraviolett- und Infrarotstrahlung absorbierendes (im folgenden auch als "UV- und IR-absorbierendes" bezeichnet) Glas mit grüner Einfärbung (Tönung).
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Um die Anforderungen zum Schutz der Innenausstattung von Automobilen gegenüber Abnutzung zu gewährleisten, die im Zuge des fortwährenden Trends einer luxuriösen Innenausstattung zunimmt, und um die Belastung der Klimaanlage zu reduzieren, wurde vor kurzem grün getöntes Glas, ausgestattet mit einer Ultraviolett (UV) und Infrarot (IR) absorbierenden Fähigkeit, als Fensterglas für Automobile vorgeschlagen.
Zum Beispiel ist ein grün getöntes Glas bekannt mit einer UV-Transmission von nicht mehr als ca. 38%, einer Gesamtsonnenenergietransmission von nicht mehr als ca. 46% und zur Sicherstellung der Sicht nach außen einer Transmission des sichtbaren Lichts von mindestens 70 Es gibt die Tendenz, daß grün getöntes Glas mit einer blau-grünen Tönung in den Automobilen bevorzugt verwendet wird.
Es ist bekannt, daß eine Reduktion der Gesamtsonnenenergietransmission erzielt werden kann durch Erhöhung der absoluten Menge an Eisenoxid (FeO). Dieser Ansatz wurde bei den meisten der herkömmlichen IR-absorbierenden Scheiben verwendet.
Verschiedene Vorschläge wurden bisher zur Reduktion der UV-Transmission gemacht. Zum Beispiel ist das grün getönte UV- und IR-absorbierende Glas offenbart in JP-A-3-187946 (der Begriff "JP-A", wie er hier verwendet wird, bedeutet "ungeprüfte veröffentlichte japanische Patentanmeldung") dadurch gekennzeichnet, daß es Ceroxid und Titanoxid enthält.
Genauer hat das offenbarte Glas eine Grundzusammensetzung enthaltend 65 bis 75 Gew.% SiO₂, 0 bis 3 Gew.% Al₂O₃, 1 bis 5 Gew.% MgO, 5 bis 15 Gew.% CaO, 10 bis 15% Na₂O und 0 bis 4 Gew.% K₂O und enthält als Einfärbungskomponente 0,51 bis 0,96 Gew.% Fe₂O₃, wobei das Verhältnis von FeO bezogen auf das Gesamteisenoxid (im folgenden auch manchmal als "FeO/T-Fe₂O₃" bezeichnet, wobei T-Fe₂O₃ das Gesamteisenoxid darstellt, ausgedrückt als Fe₂O₃) von 0,23 bis 0,29 ist, 0,2 bis 1,4 Gew.% CeO₂ und 0 bis 0,85 Gew.% TiO₂.
Das grün getönte UV-absorbierende Glas, offenbart in JP-A-6-56466 , umfaßt eine Soda-Kalk-Silicat-Grundglaszusammensetzung enthaltend als Einfärbungskomponente 0,53 bis 0,70 Gew.%, ausgedrückt als Fe₂O₃, an Gesamteisenoxid mit einem FeO/T-Fe₂O₃-Verhältnis von 0,30 bis 0,40, 0,5 bis 0,8 Gew.% CeO₂ und 0,2 bis 0,4 Gew.% TiO₂.
Das grün getönte UV-absorbierende Glas, offenbart in JP-A-6-191880 , umfaßt eine Soda-Kalk-Silicat-Grundglaszusammensetzung enthaltend als Einfärbungskomponente 0,75 Gew.% oder mehr, ausgedrückt als Fe₂O₃, an Gesamteisenoxid mit einem FeO/T-Fe₂O₃ Verhältnis von 0,22 bis 0,29 und 0,8 bis 1,2 Gew.% CeO₂.
Da Ceroxid teuer ist, wurde außerdem ein UV-absorbierendes Glas mit einem reduzierten Ceroxidgehalt vorgeschlagen. Zum Beispiel offenbart JP-A-4-231347 grün getöntes UV-absorbierendes Glas, umfassend eine Soda-Kalk-Silicat- Grundglaszusammensetzung und als Einfärbungskomponente enthaltend mehr als 0,85 Gew.%, ausgedrückt als Fe₂O₃, von Gesamteisenoxid mit einem FeO/T-Fe₂O₃-Verhältnis von 0,275 oder kleiner und weniger als 0,5 Gew.% CeO₂.
Das oben beschriebene herkömmliche UV- und IR-absorbierende Glas weist seine UV-absorbierenden Eigenschaften dank der UV-Absorption durch Fe₂O₃, CeO₂ und TiO₂ und Interaktionen zwischen diesen auf. Von diesen Komponenten ist es CeO₂, das die UV-Absorption am besten verstärkt, ohne eine gelbliche Tönung zu ergeben, die bei Autoscheiben nicht erwünscht ist. Da aber CeO₂ teuer ist, ist der CeO₂-Gehalt manchmal minimiert worden, während die somit reduzierte UV-Absorption durch die Verwendung von Fe₂O₃ und TiO₂ kompensiert wurde. Die Licht absorbierende Wirkung von Fe₂O₃ oder die Interaktion zwischen TiO₂ und FeO findet allerdings nicht nur im UV-Bereich statt, sondern erstreckt sich auch in den sichtbaren Bereich des Lichts. Daher ist der Zusatz dieser Einfärbungskomponenten zur Verbesserung der UV-Absorption begleitet von einer Reduktion der Transmission von kürzeren sichtbaren Wellenlängen des sichtbaren Lichts, was dazu führt, daß das Glas gelblich erscheint.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Probleme, die mit den üblichen Techniken verbunden waren, gemacht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von UV- und IR-absorbierendem Glas mit hervorragender UV- und IR-absorbierender Fähigkeit, das frei von einer Gelbfärbung ist, die unvorteilhaft bei der Verwendung in Automobilen ist.
Die obige und andere Aufgaben und Wirkungen der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich.

Die vorliegende Erfindung betrifft in ihrer ersten Ausführungsform UV- und IR-absorbierendes Glas, umfassend als Glasgrundkomponenten

65 bis 80 Gew.%	SiO₂,
0 bis 5 Gew.%	Al₂O₃,
0 bis 10 Gew.%	MgO,
5 bis 15 Gew.%	CaO,
10 bis 18 Gew.%	Na₂O,
0 bis 5 Gew.%	K₂O,
5 bis 15 Gew.%	insgesamt an MgO und CaO,
10 bis 20 Gew.%	insgesamt an Na₂O und K₂O, und
0 bis 5 Gew.%	B₂O₃; und

als Einfärbungskomponenten

0,75 bis 0,95 Gew.%	Gesamteisenoxid, ausgedrückt als
	Fe₂O₃,
1,2 bis 1,4 Gew.%	CeO₂ und
0 bis 0,5 Gew.%	TiO₂

was der Gleichung (I) entspricht: (0,2 × (CeO₂) – 0,04) ≤ (FeO/T-Fe₂O₃) ≤ (0,2 × (CeO₂) + 0,08) (I)worin (CeO₂) die Menge an CeO₂, ausgedrückt in Gew.%, darstellt, und (FeO/T-Fe₂O₃) das Gewichtsverhältnis von FeO, ausgedrückt als Fe₂O₃, zum Gesamteisenoxid, ausgedrückt als Fe₂O₃, darstellt.

Die vorliegende Erfindung betrifft in ihrer zweiten Ausführungsform UV- und IR-absorbierendes Glas, umfassend als Glasgrundkomponenten

65 bis 80 Gew.%	SiO₂,
0 bis 5 Gew.%	Al₂O₃,

0 bis 10 Gew.%	MgO,
5 bis 15 Gew.%	CaO,
10 bis 18 Gew.%	Na₂O,
0 bis 5 Gew.%	K₂O,
5 bis 15 Gew.%	insgesamt an MgO und CaO,
10 bis 20 Gew.%	insgesamt an Na₂O und K₂O, und
0 bis 5 Gew.%	B₂O₃; und

als Einfärbungskomponenten

0,60 bis 0,85 Gew.%	Gesamteisenoxid, ausgedrückt als
	Fe₂O₃,
1,4 bis 1,7 Gew.%	CeO₂ und
0 bis 0,5 Gew.%	TiO₂

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Das UV- und IR-absorbierende Glas gemäß der ersten Ausführungsform umfaßt bevorzugt als Glasgrundkomponenten

65 bis 80 Gew.%	SiO₂,
0 bis 5 Gew.%	Al₂O₃,
0 bis 10 Gew.%	MgO,
5 bis 15 Gew.%	CaO,
10 bis 18 Gew.%	Na₂O,
0 bis 5 Gew.%	K₂O,
5 bis 15 Gew.%	insgesamt an MgO und CaO.,
10 bis 20 Gew.%	insgesamt an Na₂O und K₂O, und
0 bis 5 Gew.%	B₂O₃; und

als Einfärbungskomponenten

0,75 bis 0,95 Gew.%	Gesamteisenoxid, ausgedrückt als
	Fe₂O₃, mit einem Verhältnis von
	FeO zu Gesamteisenoxid von 0,25
	bis 0,29
1,2 bis 1,4 Gew.%	CeO₂ und
0 bis 0,5 Gew.%	TiO₂.

Das UV- und IR-absorbierende Glas gemäß der zweiten Ausführungsform umfaßt bevorzugt als Glasgrundkomponenten

als Einfärbungskomponenten

0,60 bis 0,80 Gew.%	Gesamteisenoxid, ausgedrückt als
	Fe₂O₃, mit einem Verhältnis von
	FeO zu Gesamteisenoxid von 0,30
	bis 0,35
1,4 bis 1,7 Gew.%	CeO₂ und
0 bis 0,5 Gew.%	TiO₂.

Des weiteren umfaßt das UV- und IR-absorbierende Glas gemäß der zweiten Ausführungsform bevorzugt als Glasgrundkomponenten

als Einfärbungskomponenten

0,65 bis 0,85 Gew.%	Gesamteisenoxid, ausgedrückt als
	Fe₂O₃, mit einem Verhältnis von
	FeO zu Gesamteisenoxid von 0,30
	bis 0,35
1,4 bis 1,6 Gew.%	CeO₂ und
0 bis 0,5 Gew.%	TiO₂.

Das UV- und IR-absorbierende Glas gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen hat bei einer Dicke von 4 mm bevorzugt eine Transmission des sichtbaren Lichts von 70% oder größer, gemessen mit der CIE-Normlichtart A bei Wellenlängen von 380 bis 770 nm; eine Hauptwellenlänge von 495 bis 520 nm und eine Anregungsreinheit von 2,0 bis 3,5% gemessen bei einem Wellenlängenbereich von 380 bis 770 nm mit der CIE-Normlichtart C; eine Gesamtsonnenenergietransmission von weniger als 48%, gemessen in einem Wellenlängenbereich von 300 bis 2100 nm; und eine Gesamt-UV-Transmission von weniger als 30 insbesondere weniger als 28 gemessen im Wellenlängenbereich von 300 bis 400 nm.
Das UV- und IR-absorbierende Glas gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen hat bei einer Dicke von 4 mm eine bevorzugte UV-Transmission von weniger als 24% bei einer Wellenlänge von 370 nm.
Die Gründe für die Begrenzungen der Grundglaszusammensetzung des erfindungsgemäßen UV- und IR-absorbierenden Glases gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen sind im folgenden erklärt. Alle Prozentangaben sind in Gewicht angegeben.
SiO₂ ist die Hauptkomponente, die das Gerüst des Glases bildet. Wenn sein Gehalt weniger als 65% ist, hat das Glas eine reduzierte Haltbarkeit. Wenn die Menge größer als 80% ist, ist die Zusammensetzung schwierig aufzuschmelzen.
Al₂O₃ dient zur Verbesserung der Haltbarkeit des Glases. Wenn sein Gehalt 5% überschreitet, ist die Zusammensetzung schwierig zu schmelzen. Ein bevorzugter Al₂O₃-Gehalt ist von 0,1 bis 2%.
MgO und CaO dienen beide zur Erhöhung der Haltbarkeit des Glases und zur Kontrolle der Verflüssigungstemperatur und der Viskosität, wenn das Glas geformt wird. Wenn der MgO-Gehalt 10% überschreitet, erhöht sich die Verflüssigungstemperatur. Wenn der CaO-Gehalt kleiner als 5% oder höher als 15% ist, erhöht sich die Verflüssigungstemperatur. Wenn der Gesamtgehalt an MgO und CaO kleiner als 5% ist, hat das erhaltende Glas eine verschlechterte Haltbarkeit. Wenn es 15% überschreitet, erhöht sich die Verflüssigungstemperatur.
Na₂O und K₂O werden als Beschleuniger für die Glasschmelze verwendet. Wenn der Na₂O-Gehalt kleiner als 10% oder die Gesamtmenge von Na₂O und K₂O weniger als 10% ist, ist der Effekt der Beschleunigung des Aufschmelzens gering. Wenn der Na₂O-Gehalt 18% überschreitet oder der Gesamtgehalt von Na₂O und K₂O 20% überschreitet, ist die Haltbarkeit reduziert. Es ist unvorteilhaft, wenn K₂O 5% überschreitet, da dieses teurer ist Na₂O ist.
Während B₂O₃ eine allgemein verwendete Komponente zur Verbesserung der Haltbarkeit von Glas oder als Schmelzhilfe ist, kann es auch zur Verbesserung der UV-Absorption dienen.
Wenn es 5,0 überschreitet, breitet sich der die Lichttransmission reduzierende Effekt auf den sichtbaren Bereich aus. Daraus ergibt sich nicht nur, daß die Tönung zu einer gelben Tönung neigt, sondern auch daß die Verdunstung von B₂O₃ während des Ausformens Probleme verursacht. Entsprechend sollte die obere Grenze des B₂O₃-Gehalts 5,0% sein. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einschließlich den ersten und zweiten Ausführungsformen enthält das Glas kein B₂O₃.
Eisenoxid ist im Glas in Form von Fe₂O₃ und FeO vorhanden. Das erstere ist eine Komponente, die zur Absorption von UV zusammen mit CeO₂ und TiO₂ dient, während das letztere eine Komponente ist, die zur Absorption von Wärmestrahlung dient.
In der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform soll das Gewichtsverhältnis von FeO ausgedrückt als Fe₂O₃ zum Gesamteisenoxid ausgedrückt als Fe₂O₃ (im folgenden manchmal auch als "FeO/T-Fe₂O₃-Verhältnis" bezeichnet) der Formel (I) entsprechen: (0,2 ×(CeO₂) – 0,04) ≤ (FeO/T-Fe₂O₃) ≤ (0,2 × (CeO₂) + 0,08) (I)worin (CeO₂) die Menge von CeO₂ ausgedrückt in Gew.% darstellt und (FeO/T-Fe₂O₃) das FeO/T-Fe₂O₃-Verhältnis darstellt. Um eine gewünschte Gesamtsonnenenergieabsorption zu erzielen, sollte der Gesamteisenoxidgehalt im Bereich von 0,75 bis 0,95% sein. Das FeO/T-Fe₂O₃-Verhältnis ist bevorzugt im Bereich von 0,25 bis 0,29. Mit dem Gesamteisenoxidgehalt und dem FeO/T-Fe₂O₃-Verhältnis innerhalb der oben angeführten jeweiligen Bereiche liegt der CeO₂-Gehalt bei 1,2 bis 1,4 um die gewünschte UV-Absorptionsleistung sicherzustellen. Wenn der CeO₂-Gehalt kleiner als 1,2% ist, wird der UV-absorbierende Effekt unzureichend. Wenn er 1,4% überschreitet, ist die Absorption im kürzeren Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts bemerkbar und verursacht eine Gelbfärbung, das heißt, das Glas besitzt eine Hauptwellenlänge, die 520 nm überschreitet und wird in einem Ausmaß gelb getönt, das bei der Verwendung in Automobilen nicht gewünscht ist, usw., was dazu führt, daß die gewünschte sichtbare Lichttransmission und die gewünschte Hauptwellenlänge nicht erhalten werden. Um eine Gelbtönung des Glases wesentlich zu vermeiden und um eine weiter verbesserte UV-Absorptionsleistung zu erzielen, liegt der Bereich des CeO₂-Gehalts vorzugsweise bei 1,22 bis 1,4 In der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform soll das Verhältnis FeO/T-Fe2O3 der oben beschriebene Formel (I) entsprechen. Um eine gewünschte Gesamtsonnenenergieabsorption zu erzielen, sollte der Gesamteisenoxidgehalt im Bereich von 0,60 bis 0,85 sein. Das FeO/T-Fe₂O₃-Verhältnis ist bevorzugt im Bereich von 0,30 bis 0,35. Wenn der Gesamteisenoxidgehalt und das FeO/T-Fe₂O₃-Verhältnis in die jeweiligen oben angeführten Bereiche fallen, liegt der CeO₂-Gehalt zur Sicherstellung der gewünschten UV-Absorptionsleistung bei 1,4 bis 1,7 Wenn der CeO₂-Gehalt kleiner als 1,4% ist, wird der UV-absorbierende Effekt unzureichend. Wenn er 1,7% überschreitet, wird die Absorption im kürzeren Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts bemerkbar und verursacht eine gelbe Färbung, d.h. das Glas besitzt eine Hauptwellenlänge, die 520 nm überschreitet, und wird in einem Ausmaß gelb getönt, das bei der Verwendung in Automobilen usw. nicht gewünscht ist, was dazu führt, daß die gewünschte sichtbare Lichttransmission und die gewünschte Hauptwellenlänge nicht erhalten werden. Um eine Gelbtönung des Glases wesentlich zu vermeiden und um eine weiter verbesserte UV-Absorptionsleistung zu erzielen, wird bevorzugt, daß der Gesamteisenoxidgehalt 0,60 bis 0,80% ist und daß der CeO₂-Gehalt 1,5 bis 1,7% ist.
Wenn der Gesamteisenoxidgehalt 0,65 bis 0,85 ist, mit dem Zweck, eine Gelbtönung des Glases wesentlich zu vermeiden und eine weiter verbesserte UV-Absorptionsleistung zu erzielen, ist der CeO₂-Gehalt bevorzugt 1,4 bis 1,6%.
In sowohl der ersten als auch der zweiten Ausführungsform der Erfindung kann TiO₂ in einer kleinen Menge zugegeben werden, um die UV-Absorption zu erhöhen, dies ist aber nicht essentiell. Die obere Grenze für den TiO₂-Gehalt ist 0,5%. Wenn der TiO₂-Gehalt die obere Grenze überschreitet, tendiert das Glas dazu, gelb getönt zu sein.
Wenn gewünscht, kann die Glaszusammensetzung weiterhin die folgenden optionalen Komponenten zusätzlich zu den oben genannten Komponenten enthalten, solange die erreichte grüne Tönung nicht verschlechtert wird. Das heißt, das Glas kann als weitere Einfärbungskomponenten z. B. CoO, NiO, MnO, V₂O₅, MoO₃, usw., und SnO₂ als Reduktionsmittel in einer Gesamtmenge von bis zu 1% enthalten. Insbesondere ergibt CoO eine blaue Tönung und ist daher wirksam zu verhindern, daß das Glas aufgrund der Zugabe von erhöhten Mengen an Fe₂O₃, CeO₂ oder TiO₂ gelb getönt ist. Eine bevorzugte Menge an zugegebenem CoO ist im Bereich von 3 bis 20 ppm.
Das erfindungsgemäße UV- und IR-absorbierende Glas hat eine grüne Tönung und zeigt eine hohe UV-Absorption, hohe IR-Absorption und hohe Transmission von sichtbarem Licht, insbesondere eine hohe UV-Absorption auf.
Die folgende Erfindung wird im folgenden genauer mit Hilfe von Beispielen dargestellt, die vorliegende Erfindung ist aber nicht darauf begrenzt.
BEISPIELE 1 BIS 7
Eine typische Soda-Kalk-Silicat-Glas-Charge wurde entsprechend versetzt mit Eisen(III)oxid, Titanoxid, Ceroxid und einem kohlenstoffhaltigen Material als Reduktionsmittel und die erhaltene Charge wurde bei 1500°C für vier Stunden in einem elektrischen Ofen geschmolzen. Das geschmolzene Glas wurde auf eine Edelstahlplatte gegossen und langsam auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Glasplatte mit einer Dicke von ca. 6 mm zu erhalten.
Die Glasplatte wurde poliert, um eine 4 mm dicke Glasprobe zur Untersuchung der optischen Eigenschaften zu erhalten.
Die Transmission des sichtbaren Lichts (YA) gemessen mit der CIE-Normlichtart A, die Gesamtsonnenenergietransmission (TG), die UV-Transmission (Tuv) und eine Hauptwellenlänge (Dw) und eine Anregungsreinheit (Pe), gemessen mit der CIE-Normlichtart C, wurden erhalten. Als weiterer Meßparameter für die UV-Transmission wurde die UV-Transmission bei 370 nm (T370) gemessen, wo die Änderung der Transmission im Verlauf des starken Anstiegs des Absorptionsendes der Transmissionskurve empfindlich hervortritt.
In Tabelle 1 unten sind die T-Fe₂O₃ Konzentration, FeO/T-Fe₂O₃-Verhältnis, TiO₂ Konzentration, CeO₂-Konzentration und die optischen Eigenschaften der Proben gezeigt.
Beispiele 1 bis 7 sind erfindungsgemäß. Wie aus der Tabelle 1 deutlich wird, haben alle Proben der Beispiele 1 bis 7 mit einer Dicke von 4 mm eine Transmission des sichtbaren Lichts (YA) von 70% oder größer, gemessen mit der Lichtart (A), eine Hauptwellenlänge (Dw) von 495 bis 520 nm und eine Anregungsreinheit (Pe) von 2,0 bis 3,5%, gemessen mit der Lichtart C, eine Gesamtsonnenenergietransmission (TG) von kleiner als 48% und einer UV-Transmission (Tuv) von weniger als 30 Von den Beispielen 1 bis 7 beziehen sich die Beispiele 1 bis 5 auf Glaszusammensetzungen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der ersten Ausführungsform der Erfindung, hier hat das Glas eine Gesamt-UV-Transmission (Tuv) von weniger als 28% und eine UV-Transmission bei 370 nm (T370) von weniger als 24 diese zeigen eine noch bessere UV-Absorption auf als das Glas der Beispiele 6 und 7. Entsprechend wird eine hervorragende vorbeugende Wirkung gegenüber einer Verschlechterung der Inneneinrichtung erwartet, insbesondere wenn das Glas der Beispiele 1 bis 5 als Fensterscheibe von Fahrzeugen, wie Automobilen, oder von Gebäuden verwendet wird. Insbesondere, wenn der CeO₂-Gehalt 1,22% oder größer ist, ist die Hauptwellenlänge (Dw) 510 nm oder kürzer. Aus dieser Tatsache wird deutlich, daß die Hauptwellenlänge (Dw) entsprechend reduziert ist, das heißt eine Gelbfärbung ist unterdrückt, durch leichtes Erhöhen des CeO₂-Gehalts von 1,20% auf 1,22%.
BEISPIELE 8 BIS 15
In der gleichen Weise wie bei den Beispielen 1 bis 7 wurde eine übliche Soda-Kalk-Silicat-Glas-Charge entsprechend versetzt mit Eisen(III)-Oxid, Titanoxid, Ceroxid und einem kohlenstoffhaltigen Material als Reduktionsmittel und die erhaltene Charge wurde bei 1500°C für vier Stunden in einem elektrischen Ofen geschmolzen. Das geschmolzene Glas wurde auf eine Edelstahlplatte gegossen und langsam auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Glasplatte mit einer Dicke von ca. 6 mm zu erhalten. Die Glasplatte wurde poliert, um eine 4 mm dicke Glasprobe zur Untersuchung der optischen Eigenschaften zu erhalten.
Die Transmission des sichtbaren Lichts (YA) gemessen mit der CIE-Normallichtart A, die Gesamtsonnenenergietransmission (TG), die UV-Transmission (Tuv) und eine Hauptwellenlänge (Dw) und die Anregungsreinheit (Pe), gemessen mit der CIE-Normallichtart C, wurden erhalten. Als weiterer Meßparameter für die UV-Transmission wurde die UV-Transmission bei 370 nm (T370) gemessen, hier tritt sehr empfindlich die Änderung der Transmission im Verlauf des starken Anstiegs des Absorptionsendes der Transmissionskurve auf.
Die T-Fe₂O₃-Konzentration, FeO/T-Fe₂O₃-Verhältnis, TiO₂-Konzentration, CeO₂-Konzentration und die optischen Eigenschaften der Proben sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiele 8 bis 15 entsprechen der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Wie aus der Tabelle 1 deutlich wird, haben alle Proben der Beispiele 8 bis 15 mit einer Dicke von 4 mm eine Transmission des sichtbaren Lichts (YA) von 70% oder mehr, gemessen mit der Lichtart A, eine Hauptwellenlänge (Dw) von 495 bis 520 nm und eine Anregungsreinheit (Pe) von 2,0 bis 3,5%, gemessen mit der Lichtart C, eine Gesamtsonnenenergietransmission (TG) von weniger als 48% und eine UV-Transmission (Tuv) von kleiner als 30%. Von den Beispielen 8 bis 15 beziehen sich die Beispiele 8 bis 13 auf Glaszusammensetzungen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform, in denen das Glas eine Gesamt-UV-Transmission (Tuv) von weniger als 28% und eine UV-Transmission bei 370 nm (T370) von weniger als 24% aufzeigt, hiermit zeigen sie eine noch bessere UV-Absorption als das Glas der Beispiele 14 und 15 auf. Entsprechend wird eine hervorragende vorbeugende Wirkung auf eine Verschlechterung der Inneneinrichtung insbesondere durch das Glas der Beispiele 8 bis 13 erwartet, wenn dieses als Fensterglas von Fahrzeugen, wie Automobilen, oder Gebäuden verwendet wird.
VERGLEICHSBEISPIELE 1 BIS 5
In der Tabelle 1 sind ebenfalls Vergleichsbeispiele gezeigt. Die Glasproben der Vergleichsbeispiele 1 bis 5 haben Zusammensetzungen, die sich außerhalb des erfindungsgemäßen Bereichs befinden. Die Zusammensetzung des Vergleichsbeispiels 1 ist die gleiche, wie eines der in JP-A-3-187946 beschriebenen Beispiele.
Während die Proben der Vergleichsbeispiele 2 und 4 gleich oder sogar höhere UV-Absorptionen im Vergleich zu den Proben der Beispiele aufzeigen, ist ihre Hauptwellenlänge (Dw) mit der Lichtart C wesentlich länger als die des Glases, dessen Zusammensetzung in den Umfang der Erfindung fällt (das heißt, 495 bis 520 nm), dies zeigt eine Gelbtönung an.
Die Proben der Vergleichsbeispiele 1, 3 und 5 haben eine UV-Transmission (Tuv), die 28% überschreitet und eine Transmission bei 370 nm (T370), die 24% überschreitet, dies zeigt eine schlechtere UV-Absorption als das Glas der Beispiele.
Wie ausführlich beschrieben, erlaubt die vorliegende Erfindung die Herstellung von UV- und IR-absorbierendem Glas mit hervorragender UV- und IR-Absorption ohne zu einer Gelbtönung zu führen.
Ferner ist das UV- und IR-absorbierende Glas der Erfindung sehr wirksam darin, die Innenausstattung oder die Dekoration vor Schädigung oder Vergilben zu schützen, wenn es als Glasscheibe bei Automobilen oder Gebäuden verwendet wird, da es eine blau-grüne Tönung besitzt und dabei eine hohe UV-absorbierende Fähigkeit aufweist.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Beispiele davon im Detail beschrieben wurde, wird es dem Fachmann klar sein, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich sind, ohne den Gedanken und den Umfang davon zu verlassen.

Claims

UV- und IR-Strahlung absorbierendes Glas, das als Glasgrundbestandteile 65 bis 80 Gew.% SiO₂, 0 bis 5 Gew.% Al₂O₃, 0 bis 10 Gew.% MgO, 5 bis 15 Gew.% CaO, 10 bis 18 Gew.% Na₂O, 0 bis 5 Gew.% K₂O, insgesamt 5 bis 15 Gew.% MgO und CaO, insgesamt 10 bis 20 Gew.% Na₂O und K₂O und 0 bis 5 Gew.% B₂O₃; und als Einfärbungskomponenten 0,60 bis 0,85 Gew.% Gesamteisenoxidgehalt, ausgedrückt als Fe₂O₃, 1,4 bis 1,7 Gew.% CeO₂ und 0 bis 0,5 Gew.% TiO₂, umfaßt, wobei die folgende Formel (I) erfüllt wird: (0,2 × (CeO₂) – 0,04) ≤ (FeO/T-Fe₂O₃) ≤ (0,2 × (CeO₂) + 0,08) (I)worin (CeO₂) den Gehalt an CeO₂ in Gew.% und (FeO/T-Fe₂O₃) das Gewichtsverhältnis von FeO, ausgedrückt als Fe₂O₃, zum Gesamteisenoxidgehalt, ausgedrückt als Fe₂O₃, darstellt, unter der Maßgabe, daß das Glas nicht Fe₂O₃ 0,62 Gew.Teile Fe^II 32 Gew.% CeO₂ 1,55 Gew.Teile TiO₂ 0,35 Gew.Teile CoO 0,0017 Gew.Teile oder Fe₂O₃ 0,61 Gew.Teile Fe^II 32 Gew.% CeO₂ 1,4 Gew.Teile TiO₂ 0,4 Gew.Teile CoO 0,0012 Gew.Teile enthält.
UV- und IR-Strahlung absorbierendes Glas gemäß Anspruch 1, das als Glasgrundbestandteile 65 bis 80 Gew.% SiO₂, 0 bis 5 Gew.% Al₂O₃, 0 bis 10 Gew.% MgO, 5 bis 15 Gew.% CaO, 10 bis 18 Gew.% Na₂O, 0 bis 5 Gew.% K₂O, insgesamt 5 bis 15 Gew.% MgO und CaO, insgesamt 10 bis 20 Gew.% Na₂O und K₂O und 0 bis 5 Gew.% B₂O₃; und als Einfärbungskomponenten 0,60 bis 0,80 Gew.% Gesamteisenoxid, ausgedrückt als Fe₂O₃, mit einem Verhältnis von FeO zum Gesamteisenoxid von 0,30 bis 0,35, 1,4 bis 1,7 Gew.% CeO₂ und 0 bis 0,5 Gew.% TiO₂, umfaßt.
UV- und IR-Strahlung absorbierendes Glas gemäß Anspruch 1, das als Glasgrundbestandteile 65 bis 80 Gew.% SiO₂, 0 bis 5 Gew.% Al₂O₃, 0 bis 10 Gew.% MgO, 5 bis 15 Gew.% CaO, 10 bis 18 Gew.% Na₂O, 0 bis 5 Gew.% K₂O, insgesamt 5 bis 15 Gew.% MgO und CaO, insgesamt 10 bis 20 Gew.% Na₂O und K₂O und 0 bis 5 Gew.% B₂O₃; und als Einfärbungskomponenten 0,65 bis 0,85 Gew.% Fe₂O₃ Gesamteisenoxid, ausgedrückt als Fe₂O₃, mit einem Verhältnis von FeO zum Gesamteisenoxid von 0,30 bis 0,35, 1,4 bis 1,6 Gew.% CeO₂ und 0 bis 0,5 Gew.% TiO₂, umfaßt.
UV- und IR-Strahlung absorbierendes Glas gemäß Anspruch 1, das eine Transmission von sichtbarem Licht von 70% oder mehr, gemessen mit der CIE-Normlichtart A, aufweist, wenn das Glas eine Dicke von 4 mm hat.
UV- und IR-Strahlung absorbierendes Glas gemäß Anspruch 1, das eine Sonnenstrahlungs-Transmission von weniger als 48% hat, wenn das Glas eine Dicke von 4 mm aufweist.
UV- und IR-Strahlung absorbierendes Glas gemäß Anspruch 1, das eine Hauptwellenlänge von 495 bis 520 nm, gemessen mit der CIE-Normlichtart C, aufweist, wenn das Glas eine Dicke von 4 mm hat.
UV- und IR-Strahlung absorbierendes Glas gemäß Anspruch 1, das eine Anregungsreinheit ("excitation purity") von 2,0 bis 3,5 gemessen mit der CIE-Normlichtart C, aufweist, wenn das Glas eine Dicke von 4 mm hat.
UV- und IR-Strahlung absorbierendes Glas gemäß Anspruch 1, das eine Ultraviolett-Transmission von weniger als 30% aufweist, wenn das Glas eine Dicke von 4 mm hat.
UV- und IR-Strahlung absorbierendes Glas gemäß Anspruch 1, das eine Ultraviolett-Transmission von weniger als 24% bei einer Wellenlänge von 370 nm aufweist, wenn das Glas eine Dicke von 4 mm hat.
UV- und IR-Strahlung absorbierendes Glas gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, das kein B₂O₃ enthält.