玻璃组合物制造技术

一种中性的、通常是绿色的钠钙玻璃组合物，其中包含作为基本组分的从约０. ４％到约０. ９％重量的Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］约０. １％到约０. ５％重量的ＦｅＯ和约０. ２５％到约１. ２５％重量的ＴｉＯ↓［２］，该玻璃的光源Ａ可见光透射率大于７０％，总太阳能透射率不大于约４６％，紫外辐射透射率不大于约３８％。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

Glass composition

A neutral, usually sodium calcium glass composition green, containing as essential components from about 0.4% to about 0.9% by weight of Fe: 2 O: 3 from about 0.1% to about 0.5% by weight of FeO and about 0.25% to about 1.25% by weight of TiO: 2, A visible light the light transmission rate of more than 70% of the total solar energy transmittance of glass, no more than about 46%, the ultraviolet radiation transmittance not greater than about 38%.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及其中含有铁和钛的氧化物的吸收紫外和红外辐射的钠钙玻璃组合物，以及制造该组合物和由其形成玻璃制品的方法。更具体地说，本专利技术涉及中性的、通常是绿色的玻璃组合物，它兼有特定的吸能和透光性能。这种优选的玻璃具有范围狭窄的主波长和颜色纯度。本专利技术特别适用于制造汽车和建筑用的窗玻璃，这种玻璃要求可见光透过率高、而总太阳能和紫外辐射透射率低。通常都知道利用掺加铁来制造吸收热或红外辐射的钠钙玻璃。该铁在玻璃中一般以氧化亚铁(FeO)和氧化铁(Fe2O3)两种形式存在。氧化亚铁和氧化铁之间的平衡对玻璃的颜色和透光性有直接和重要的影响。随着氧化亚铁含量的增加(由于化学还原氧化铁的结果)，红外吸收增加，但紫外吸收减小。FeO相对于Fe2O3向更高浓度的移动还造成了玻璃的可见光透射率。因此，为了使玻璃具有较高的红外吸收作用而又不损害可见光透射率，先有技术认为必须制造总铁含量低的玻璃，其中的铁大部分由Fe2O3还原成FeO。美国专利2，860，059公开了一种总铁浓度低的吸收紫外线的玻璃组合物，据称其可见光透射率优于在汽车和建筑物窗玻璃中通常使用的浅绿蓝色玻璃。为了使玻璃保持其无色的外观和高的可见光透射率，最大铁含量为0.6%重量。在该玻璃中加入二氧化钛和最多达0.5%重量的氧化铈，以提供吸收紫外辐射的能力。美国专利1，936，231公开了一种无色玻璃，其中加入很少量的作为紫外辐射截止剂的氧化铁，以便使所形成的玻璃保持高的可见光透射率。所提议的总铁含量是约0.35%重量。该专利还披露，可以向总铁含量低的玻璃组合物中加入铈的化合物作为紫外辐射截止剂。于是，最终形成的玻璃组合物保持其无色外观和高的可见光透射率。美国专利4，792，536公开了一种制造吸收红外能的玻璃的方法，该玻璃中的总铁浓度被高度还原成FeO。该专利还提到，增大玻璃组合物中的总铁量可以增强对红外能的吸收，但是，可见光的透射率会因此而降低到低于适合作为汽车窗玻璃的水平。所公开的方法采用一种两步的熔融和精制操作，这一操作提供了高度还原性的条件，从而增加了在从0.45%到0.65%重量的指定的总铁浓度中以亚铁形式存在的铁的数量。该专利还提到，必须有至少35%的铁被还原成FeO。最好是必须将50%以上的总铁量还原成亚铁状态。它还提到，可以向总铁含量低而且被高度还原的玻璃组合物中加入0.25%至0.5%重量的氧化铈以及一些TiO2、V2O5和MoO3，以便吸收紫外辐射。美国专利5，077，133公开了一种绿色的吸热玻璃，其中含有氧化铈作为吸收紫外辐射的组分。根据该专利的另一项实施方案，可以用一定数量的TiO2代替一部分氧化铈。这种玻璃组合物的总铁含量较高，即，在从0.7%到约1.25%重量的范围内。根据本专利技术，提供了一种中性的、通常是绿色的玻璃组合物，它在玻璃厚度从约3mm至5mm的条件下，标准光源A可见光透射率至少为70%，总太阳能透射率不大于约46%，紫外辐射透射率不超过约38%，优选不超过约36%。这里所说的玻璃厚度应理解为玻璃总厚度，包含该玻璃的窗玻璃可以由单片玻璃或者两片或多片玻璃构成，其总厚度处在所指出的范围内。另外，这里所提到的辐射透过率是以下的波长范围为基础的紫外 300-400纳米可见 400-770纳米总太阳能 300-2130纳米这种组合物含有一种钠钙玻璃，并且包含作为基本组分着色剂的从0.4%到0.9%重量的Fe2O3、0.1%到0.5%重量的FeO、和0.25%至1.25%重量的TiO2。这些玻璃具有从约495至535纳米的光源c主波长和从约2%到5%的颜色纯度。它们由总铁浓度(表示成Fe2O3)超过约0.45%的配料组合物制得。在这方面，玻璃工业中通常将玻璃组合物或配料中包含的总铁量称作“表示成Fe2O3的总铁量”。但是，当玻璃配料熔化时，此总铁量中有一些被还原成FeO，而其余的则保持为Fe2O3。熔体中氧化亚铁与氧化铁之间的平衡是氧化-还原平衡的结果，在这里和所附的权利要求中表示成“亚铁值”。Fe2O3的还原不仅产生FeO，还生成氧气，从而减小了在最终形成的玻璃产品中两种铁化合物的重量和。结果，在最终形成的玻璃组合物中含有的FeO与Fe2O3的实际重量之和将小于表示成Fe2O3的配料中总铁重量。因此，应该了解，在这里和在所附的权利要求中使用的“总铁量”或“表示成Fe2O3的总铁量”是指玻璃配料在还原前含有的总铁重量。还应该了解，这里和所附权利要求中使用的“亚铁值”是定义成在最终形成的玻璃中的氧化亚铁重量百分数除以用Fe2O3表示的总铁重量百分数。本专利技术的玻璃组合物特别适合制造用于汽车和建筑物窗玻璃的吸收红外能和紫外辐射的玻璃。例如，这种组合物的玻璃板材可以钢化或回火，或者退火并且通过夹在中间的一层透明的树脂(例如由聚乙烯基缩丁醛构成)层压在一起，用来作为例如挡风玻璃。一般来说，作挡风玻璃用的玻璃板材的厚度在约1.7mm至2.5mm的范围内，而回火并作为侧窗和后窗使用的玻璃，厚度则在约3mm至5mm之间。除非另外说明，这里和所附权利要求中使用的百分数(%)一词是指重量百分数(%)。使用波长弥散X-射线荧光测定TiO2和表示成Fe2O3的总铁重量百分数。确定总铁量的还原百分数时先用分光光度计在1060nm的波长下测定样品的辐射透过率。然后用1060nm的透射率值按照以下公式计算光密度光密度＝log10 (To)/(T) (To=100减去估计的反射损失＝92;T＝1060nm的透射率然后用此光密度计算还原百分数还原百分数＝ ((110)×(光密度))/((玻璃厚度，mm)×(总Fe2O3重量分数))对于作汽车挡风玻璃用，吸收红外能和紫外辐射的玻璃必须符合联邦规定，该规定要求标准光源A可见光透射率大于70%。在现代汽车中使用的较薄的玻璃容易达到70%光源A标准，但是这也造成了红外能和紫外辐射透过率增加。结果，汽车制造厂不得不适当地加大空调设备以抵消较大的受热量，而且被迫增大织物和内部塑料元件中的紫外辐射稳定剂用量以防止它们降解。当把本专利技术的玻璃组合物制成总玻璃厚度约为3mm至5mm时，它的光源A可见光透射率至少为70%，并且具有很理想的综合的红外能与紫外辐射透射率。本专利技术组合物的总太阳能透射率在选定的3mm至5mm玻璃厚度下不超过约46%。最好是，在这样的厚度下的总太阳能透过率不大于约45%。总太阳能透过率是在所有太阳能波长范围内太阳能透过率的量度。它是一个覆盖了透射率一波长(包括可见、红外和紫外能波长)，曲线下面积的积分项。本专利技术组合物在选定的3mm至5mm的玻璃厚度下紫外辐射透射率不起过约38%，而且一般不超过约36%。紫外辐射透射率是代表透射率一波长(300-400nm)曲线下面积的一个积分项。本领域技术人员当然会了解，可以在上述的本专利技术组成范围内定制特定的组合物，以便在所要求的特定厚度下产生上述的理想性质。用常规的玻璃配料组分混合装置混炼的本专利技术的合适配料包括沙、石灰石、白云石、纯碱、芒硝或石膏、铁丹、碳和钛化合物(例如二氧化钛)。在这方面，根据本专利技术的一项重量的实施方案，出乎意料地发现使用钛铁矿作为钛源特别有利，它除了二氧化钛之外还提供了至少部分数量的Fe2O3将这些配料在常规的玻璃制造炉中方便地一起本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：P·L·海格比，B·E·彭罗德，R·G·贝克，J·J·郑，
申请(专利权)人：利比欧文斯福特公司，
类型：发明
国别省市：