DE69901859T2

DE69901859T2 - Ultraviolett/Infrarot absorbierendes Glas mit niedriger Durchlässigkeit

Info

Publication number: DE69901859T2
Application number: DE1999601859
Authority: DE
Inventors: Yukihito Nagashima; Hiromitsu Seto; Shigekazu Yoshii
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2003-01-09
Anticipated expiration: 2019-02-27
Also published as: EP0947476B1; JPH11268928A; MY123283A; EP0947476A1; JP3963558B2; DE69901859D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Ultraviolett/Infrarot-absorbierendes Glas mit niedriger Durchlässigkeit. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Ultraviolett/Infrarotabsorbierendes Glas mit niedriger Durchlässigkeit, das eine fast neutrale Farbe, wie beispielsweise einen grünlich grauen Farbton hat, und das 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 geeignet ist und insbesondere für ein Glas im Rückfenster eines Fahrzeugs zum Schutz der Privatsphäre.
Kürzlich ist eine Vielzahl von Gläsern mit Ultraviolett/Infrarot-Absorptionsfähigkeit zur Verwendung für Windschutzscheiben von Fahrzeugen vorgeschlagen worden, um eine Zersetzung von luxuriösen Innenmaterialien zu verhindern und die Kühllast des Fahrzeugs zu verringern. Im Hinblick auf den Schutz der Privatsphäre wird vorzugsweise Glas mit relativ niedriger Durchlässigkeit für sichtbares Licht für die Rückfenster von Fahrzeugen verwendet. Beispiele für solche Gläser sind die folgenden.
Beispielsweise ein dunkelgrau gefärbtes Infrarot-absorbierendes Glas, das in der japanischen Patentschrift H7- 29813B beschrieben wird, und das aus einem Natronkalk- Quarz-Glas besteht, welches Färbemittel, bestehend aus 1,00 bis 1,7 Gew.-% Fe&sub2;O&sub3; (Gesamteisen), mindestens 0,27 Gew.-% FeO, 0,002 bis 0,005 Gew.-% Se und 0,01 bis 0,02 Gew.-% CoO enthält. Das Glas zeigt eine Lichtdurchlässigkeit von weniger als 32% und eine Gesamtdurchlässigkeit für Sonneninfrarotlicht von weniger als 15% bei einer Dicke von 3,9 mm.
Ein im japanischen Patent H8-157232A beschriebenes dunkelgrau gefärbtes Glas besteht aus einem Natronkalk-Quarz- Glas, das Färbemittel, bestehend aus 0,8 bis 1,4 Gew.-% Fe&sub2;O&sub3; (Gesamteisen), weniger als 0,21 Gew.-% FeO, 0,05 bis 1,0 Gew.-% TiO&sub2;, 0,02 bis 0,05 Gew.-% CoO und 0,0005 bis 0,015 Gew.-% Se, enthält.
Ein in Anspruch 25 der US-PS Nr 5 393 593 beschriebenes neutral graugefärbtes Glas besteht aus einem Natronkalk- Quarz-Glas, das Färbemittel, bestehend aus 1,00 bis 2,2 Gew.-% Fe&sub2;O&sub3; (Gesamteisen), mindestens 0,20 Gew.-% FeO, 0,0005 bis 0,005 Gew.-% Se und 0,010 und 0,030 Gew.-% CoO. Das Glas zeigt eine Lichtdurchlässigkeit von weniger als 35% und eine gesamte Durchlässigkeit für Infratrotsonnenlicht von weniger als 20% bei einer Dicke von 3,9 mm.
Ein in der PCT-Veröffentlichung (japanische Phase) H7- 508971 beschriebenes Glas besteht aus einem Natronkalk- Quarz-Glas, das Färbemittel, bestehend aus 1,3 bis 2,0 Gew.-% Fe&sub2;O&sub3; (Gesamteisen), etwa 0,01 bis 0,05 Gew.-% NiO, etwa 0,02 bis 0,04 Gew.-% Co&sub3;O&sub4;, etwa 0,0002 bis 0,003 Gew.-% Se, enthält und das einen Eisen(II)-Wert von 18 bis 30 Gew.-% und einen Licht/Schatten-Koeffizienten von weniger als 0,53 hat.
Sowohl bei den dunkelgrau gefärbten Infrarot-absorbierenden Gläsern, die im japanischen Patent H7-29813B beschrieben sind, und den in der US-PS Nr. 5 393 593 beschriebenen neutral graugefärbten Gläsern wird eine große Menge von Se eingesetzt, um eine gewünschte Farbe zu erhalten. Eine derartig große Menge von Se ist aber aus Umweltgründen nicht vorzuziehen, da Se toxisch ist und leicht verdampft. Das im japanischen Patent H8-157232A beschriebene obige dunkelgraue Glas, das 0,05 bis 1,0 Gew.-% TiO&sub2; als wesentliche Komponente enthält, ist deswegen nicht zu bevorzugen, weil TiO&sub2; teuer ist, wodurch die Herstellungskosten erhöht werden.
Das vorgenannte Glas enthält Selen in hoher Konzentration, um optische Eigenschaften zu erhalten, ohne dass es wesentliche Mengen von Nickel enthält.
Das in der PCT-Anmeldung (japanische Phase) H7-508971 beschriebene Glas wird aus Standard-Natronkalk-Quarz-Glas hergestellt, dem Eisenoxid, Kobaltoxid, Nickeloxid und Selen in einem speziellen Verhältnis zugesetzt werden. Jedoch besitzt das darin beschriebene Glas einen hohen Gehalt an Selen und einen kleinen Gehalt an Nickeloxid.
Die europäische Patentanmeldung EP 0 825 156 A1 beschreibt ein Ultraviolett/Infrarot-absorbierendes Glas mit niedriger Durchlässigkeit, das eine fast neutrale Farbe, wie Türkisblau und tiefes Grün, hat und das eine niedrige oder mittlere Durchlässigkeit für sichtbares Licht, eine niedrige Gesamtdurchlässigkeit für Sonnenenergie und eine niedrige Ultraviolettdurchlässigkeit zeigt. Dieses Glas besteht aus einem Grundglas, enthaltend: 65 bis 80 Gew.-% SiO&sub2;; 0 bis 5 Gew.-% Al&sub2;O&sub3;; 0 bis 10 Gew.-% MgO; 5 bis 15 Gew.-% CaO (in einem solchen Bereich, dass die Gesamtmenge von MgO und CaO 5 bis 15 Gew.-% wird); 10 bis 18 Gew.-% Na&sub2;O; 0 bis 5 Gew.-% K&sub2;O (in einem solchen Bereich, dass die Gesamtmenge von Na&sub2;O und K&sub2;O 10 bis 20 Gew.-% beträgt); und 0 bis 5 Gew.-% B&sub2;O&sub3; und Färbemitteln, die Folgendes einschließen: 1,2 bis 2,2 Gew.-% Gesamteisenoxid (T-Fe&sub2;O&sub3;), umgewandelt in Fe&sub2;O&sub3;; 0,001 bis 0,03 Gew.-% CoO; 0 bis 0,0008% Se; und 0 bis 0,2% NiO.
Die europäische Patentanmeldung EP 0 653 388 A1 beschreibt ein Glas mit neutraler grauer Färbung und einer Durchlässigkeit für (sichtbares) Licht in einem Bereich, der es gestattet, dass das Glas zum Schutz der Privatsphäre in Fahrzeugen verwendet werden kann. Das Grundglas ist ein Natronkalk-Quarz-Glas, dem Eisen, Kobalt, Selen und/oder Nickel als Färbemittel zugegeben worden sind. Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann ein neutrales graugefärbtes Glas mit einer Lichtdurchlässigkeit (C.I.E.-Leuchtkörper A) im Bereich von 20% bis 50% bei einer Dicke von 3,9 Millimeter dadurch erhalten werden, dass als Färbemittel 0,15 bis 1,2 Gew.-% Gesamtglas- Fe&sub2;O&sub3; (Gesamteisen), nicht mehr als 0, 30 Gew.-% FeO, 60 bis 180 ppm CoO, 0 bis 30 ppm Se und 0 bis 550 ppm NiO verwendet werden.

AUFGABE UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Ultraviolett/Infrarot-absorbierenden Glases mit niedriger Durchlässigkeit, das eine fast neutrale Färbung, wie grünlich-grau, hat und das eine niedrige Durchlässigkeit für sichtbares Licht, eine niedrige Durchlässigkeit für Sonnenenergie und eine niedrige Ultraviolett- Durchlässig-keit hat, so dass es für Fenster von Fahrzeugen oder Gebäuden, insbesondere für Gläser für die Rückfenster von Fahrzeugen zum Schutz der Privatsphäre geeignet ist.
Das erfindungsgemäße Ultraviolett/Infrarot-absorbierende Glas mit niedriger Durchlässigkeit besteht aus einem Grund- bzw. Basisglas, das als Hauptbestandteile Folgendes enthält:
65 bis 80 Gew.-% SiO&sub2;;
0 bis 5 Gew.-% Al&sub2;O&sub3;;
0 bis 10 Gew.-% MgO;
5 bis 15 Gew.-% CaO, wobei die Gesamtmenge von MgO und CaO zwischen 5 und 15 Gew.-% liegt;
10 bis 18 Gew.-% Na&sub2;O;
0 bis 5 Gew.-% K&sub2;O, wobei die Gesamtmenge von Na&sub2;O und K&sub2;O zwischen 10 und 20 Gew.-% liegt; und
0 bis 5 Gew.-% B&sub2;O&sub3;;
und Färbemittel, umfassend
1,1 bis 1,5 Gew.-% gesamtes Eisenoxid (T-Fe&sub2;O&sub3;) ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;;
0,01 bis 0,019 Gew.-% CoO;
0,001 Gew.-% bis 0,003 Gew.-% Se: und
0,055 bis 0,1 Gew.-% NiO.
Wenn es unter Verwendung des C.I.E.-Standard-Leuchtkörpers "A" gemessen wird, dann hat das Glas mit einer Dicke zwischen 2 und 5 mm eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht (YA) im Bereich von 10 bis 25%, eine Durchlässigkeit für Sonnenenergie (TG) im Bereich von 5 bis 20% und eine Ultraviolett-Durchlässigkeit (Tuv) von weniger als 15%.
Erfindungsgemäß kann die gewünschte Farbtönung mit einer geringeren Menge von Se, dessen Gehalt im Hinblick auf seine Toxizität und Flüchtigkeit vermindert werden soll und mit einer größeren Menge von NiO als der herkömmlicherweise erforderlichen Menge erhalten werden. Bislang ist man davon ausgegangen, dass ein Zusatz von Nickel zu Glas deswegen nicht zu bevorzugen ist, weil Nickelsulfid-Steine gebildet werden. Die Bildung von Nickelsulfid-Steinen hängt aber stärker von der Größe der dem Ansatz zugesetzten Nickelkörner oder dem Redoxwert des Glases ab als von der Konzentration von NiO. Wenn die NiO-Konzentration in dem Glas zu hoch ist, dann besteht die Möglichkeit, dass das NiO unter Bildung von Nickelsulfid-Steinen koaguliert. Wenn aber sich der Gehalt des NiO in dem hierin definierten Bereich bewegt, dann kann die gewünschte Färbung erhalten werden, ohne dass Nickelsulfid-Steine erzeugt werden.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Beschreibung erfolgt bezüglich einer Ultraviolett/Infrarot-absorbierenden Glaszusammensetzung mit niedriger Durchlässigkeit. Alle Komponenten werden als Gew.-% angegeben.
SiO&sub2; (Siliciumdioxid bzw. Quarz) ist eine Hauptkomponente zur Bildung des Skeletts des Glases. Weniger als 65% SiO&sub2; verringern die Dauerhaftigkeit des Glases, während mehr als 80% SiO&sub2; die Schmelztemperatur des Glases stark erhöhen.
Al&sub2;O&sub3; ist eine Komponente zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit des Glases. Mehr als 5% Al&sub2;O&sub3; erhöht die Schmelztemperatur des Glases zu stark. Der bevorzugte Bereich von Al&sub2;O&sub3; liegt zwischen 0,1% und 2%.
MgO und CaO verbessern die Dauerhaftigkeit des Glases und stellen die Entglasungstemperatur und die Viskosität des Glases während des Verformens ein. Mehr als 10% MgO erhöhen die Entglasungstemperatur. Weniger als 5% oder mehr als 15% CaO erhöhen die Entglasungstemperatur des Glases. Die Dauerhaftigkeit des Glases wird bei einer Gesamtmenge von MgO und CaO von weniger als 5% erniedrigt, während die Entglasungstemperatur erhöht wird, wenn die Gesamtmenge über 15% hinausgeht.
Na&sub2;O und K&sub2;O fördern das Schmelzen des Glases. Die Wirksamkeit der Förderung des Schmelzens wird schlecht, wenn der Anteil von Na&sub2;O weniger als 10% ist oder wenn der Gesamtgehalt von Na&sub2;O und K&sub2;O weniger als 10% ist, während die Dauerhaftigkeit des Glases erniedrigt wird, wenn der Gehalt an Na&sub2;O über 18% hinausgeht oder der Gesamtgehalt von Na&sub2;O und K&sub2;O über 20% hinausgeht. Die K&sub2;O-Menge soll vorzugsweise wegen der hohen Kosten nicht über 5% hinausgehen.
B&sub2;O&sub3; ist eine Komponente zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit des Glases, zur Förderung des Schmelzens und zur Erhöhung der Ultraviolettabsorption. Der Anteil von B&sub2;O&sub3; sollte weniger als 5% betragen, da bei B&sub2;O&sub3;-Mengen von mehr als 5% Schwierigkeiten während des Verformens aufgrund des Verdampfens von B&sub2;O&sub3; hervorgerufen werden.
Eisenoxid liegt in Form von Fe&sub2;O&sub3; und in Form von FeO in dem Glas vor. Fe&sub2;O&sub3; ist eine Komponente zur Verbesserung der Ultraviolett-Absorptionsfähigkeit und FeO ist eine Komponente zur Verbesserung der Absorptionsfähigkeit von Wärmestrahlen.
Wenn die Gesamtmenge von Eisenoxid (T-Fe&sub2;O&sub3;), ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;, weniger als 1,1% beträgt, dann wird die Wirksamkeit der Ultraviolett- und Infrarot-Absorptionsfähigkeit gering, so dass die gewünschten optischen Eigenschaften nicht erhalten werden können. Wenn andererseits der Gehalt von T-Fe&sub2;O&sub3; über 1,5% hinausgeht, dann besteht die nicht zu bevorzugende Möglichkeit, dass die Temperatur um die Krone eines Glasschmelzofens herum über die Feuerbeständigkeitstemperatur aufgrund der Absorption der Wärmestrahlen durch das Eisen(II)-oxid ansteigt. Dazu kommt noch, dass im Falle der aufeinanderfolgenden Produktion von Gläsern in einem Glasschmelzofen bei einer T-Fe&sub2;O&sub3;-Menge von mehr als 1,5% lange Zeiten erforderlich sind, um die Glaszusammensetzung in dem Ofen zu verändern.
Insbesondere Mengen von mehr als 1,2% Fe&sub2;O&sub3; können eine bevorzugte ausreichende Wirksamkeit der Ultraviolett- und Infrarot-Absorptionsfähigkeit ergeben.
Fe&sub2;O&sub3; hat die Funktion, dass insbesondere die Absorptionsfähigkeit im Ultraviolettbereich erhöht wird, wenn das Glas durch Luftstrahl-Kühlung verstärkt wird. Dies bedeutet, dass das erfindungsgemäße Glas eine hohe Effizienz der Ultraviolett-Absorption erhalten kann, ohne dass teure Ultraviolett-Absorbentien, wie CeO&sub2; und TiO&sub2;, eingestzt werden. Wenn der Gehalt an T-Fe&sub2;O&sub3; in dem vorgenannten Bereich liegt, dann kann die gewünschte Farbtönung des Glases nach einer Entfärbung aufgrund des Verstärkungsprozesses durch Luftstrahl-Kühlung erhalten werden.
Wenn das FeO/T-Fe&sub2;O&sub3;-Verhältnis (Gewichtsmenge von FeO, ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3; gegenüber derjenigen von T-Fe&sub2;O&sub3;) zu niedrig ist, dann kann keine genügende Absorptionsfähigkeit für Wärmestrahlen aufgrund der kleinen Menge von FeO erhalten werden. Auch werden in der Glasschmelze viele Bläschen gebildet werden, da das geschmolzene Glas relativ leicht oxidiert wird, so dass die Produktausbeute erniedrigt wird. Wenn das FeO/T-Fe&sub2;O&sub3;-Verhältnis zu hoch ist, dann wird die Durchlässigkeit für sichtbares Licht verringert und die Farbe ist ein blauer Farbton. Weiterhin sind Nickelsulfid-Steine manchmal in der Glasschmelze vorhanden, da das geschmolzene Glas relativ leicht reduziert werden kann. Ein zu hohes Verhältnis von FeO/T-Fe&sub2;O&sub3; ist gleichfalls nicht zu bevorzugen, da es bei genügend Quarz und Quarzschaum Schlieren bildet.
Erfindungsgemäß liegt das FeO/T-Fe&sub2;O&sub3;-Verhältnis in dem Bereich zwischen 0,15 und 0,4, und dieses ergibt eine grüne Farbtönung, die eine fast neutrale Farbe ist. Das Glas hat eine hohe Ultraviolett-Absorptionsfähigkeit und eine hohe Absorptionsfähigkeit für Hitzestrahlen. In diesem Falle werden die als Fe&sub2;O&sub3; ausgedrückten Werte für den Gehalt an FeO verwendet.
CoO ist eine Komponente zur Bildung einer fast neutralen Färbung, wie eines grünlich grauen Farbtons durch Kooperation mit Se und/oder NiO und Fe&sub2;O&sub3; zur Kontrolle der Durchlässigkeit für sichtbares Licht. Mengen von weniger als 0,01% CoO können die gewünschte Farbtönung nicht ergeben und sie erhöhen die Durchlässigkeit für sichtbares Licht zu stark. Mengen von mehr als 0,019% CoO verändern die Farbe zu einem zu blauen Farbton und vermindern die Durchlässigkeit für sichtbares Licht.
Se trägt zu einer rosafarbenen Färbung bei, so dass es die Erregungsreinheit unter Zuhilfenahme der Komplementärfarbe von CoO verringert. Mengen von weniger als 0,001% Se können den gewünschten grünlich grauen Farbton nicht bilden, während Mengen von mehr als 0,003% Se die Durchlässigkeit für sichtbares Licht verringern. Der Gehalt an Se liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 0,001% und 0,0018%.
NiO ist eine Komponente zur Kontrolle der Durchlässigkeit für sichtbares Licht und zur Verringerung der Anregungsreinheit, ähnlich wie CoO. NiO hat eine Absorptionsfähigkeit in einem breiten Infrarotbereich, so dass es eine Komponente zur Verminderung der Durchlässigkeit für Sonnenenergie ähnlich wie FeO ist. Mengen von weniger als 0,055% Ni können die gewünschte Farbschattierung nicht bilden. Zur Verminderung der Durchlässigkeit für Sonnenenergie ist eine große Menge von FeO erforderlich, was Schwierigkeiten bei der Glasproduktion mit sich bringt. Wenn die Mengen von NiO mehr als 0,1% betragen, dann sind Nickelsulfid-Steine manchmal in dem Produkt vorhanden und die Durchlässigkeit für sichtbares Licht wird verringert. Weiterhin wird der erhaltene Farbton zu grünlich. Bei Verwendung von NiO liegt sein Gehalt vorzugsweise im Bereich von 0,06% und 0,1%.
Es ist bekannt, dass die Koordinationszahl von NiO entsprechend der Abkühlungsgeschwindigkeit des Glases variiert, so dass die Farbe des Glases variiert. Dies ist darauf zurückzuführen, dass das Abkühlen die Koordinationszahl des Oxids um Ni²&spplus; herum von 6 zu 4 abändert und hierdurch die optische Absorption ändert. Die Absorption von Ni²&spplus; mit einer oktaedrischen Koordination liegt bei 430 Nanometer, so dass dem Glas eine Gelbfärbung verliehen wird, während die Absorption von Ni²&spplus; mit tetraedrischer Koordination bei 500 bis 640 Nanometer vorliegt. Die Anregungsreinheit würde daher verringert werden, um den bevorzugten Farbton unter Verwendung von Ni²&spplus; mit tetraedrischer Koordination zu erhalten.
Windschutzscheiben von Personenkraftwagen werden aus Sicherheitsgründen normalerweise durch Luftstrahl-Kühlung verstärkt. Der Verstärkungsprozess durch das Luftstrahl- Kühlen verbessert die Absorption von NiO mit 4 koordinierenden Atomen und verringert die Durchlässigkeit für sichtbares Licht. Obgleich der Verstärkungsprozess durch Luftstrahl-Kühlung die Absorption von sichtbaren Lichtstrahlen verringert, erhöhen Variationen von NiO die Absorption. Die Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Glases wird so festgelegt, dass die optischen Eigenschaften des Glases nach dem Verstärkungsprozess in den gewünschten Bereich fallen.
CeO&sub2; ist eine Komponente zur Verbesserung der Ultraviolett- Absorptionsfähigkeit und es ist in Form von Ce³&spplus; oder in Form von Ce&sup4;&spplus; in dem Glas vorhanden. Insbesondere ist Ce³&spplus; dazu wirksam, Ultraviolettlicht zu absorbieren bei geringerer Absorptionsfähigkeit im sichtbaren Bereich. Erfindungsgemäß wird das Oxid von Ce³&spplus; auch als CeO&sub2; ausgedrückt, und es ist in der Gesamtmenge von CeO&sub2; eingeschlossen.
TiO&sub2; ist eine Komponente zur Verbesserung der Ultraviolett- Absorptionsfähigkeit, insbesondere durch Wechselwirkung mit FeO. TiO&sub2; kann zur Verbesserung der Ultraviolett- Absorptionsfähigkeit in einem solchen Bereich zugesetzt werden, dass die fast neutrale Färbung, wie der grünlich graue Farbton, nicht verlorengeht, oder es kann zugegeben werden, um einen gelben Farbton zuzufügen, damit der gewünschte Farbton erhalten wird. Die Verwendung von teurem CeO&sub2;, TiO&sub2; steigert die Kosten, so dass es nicht zu bevorzugen ist, mehr als 2% CeO&sub2;, TiO&sub2; zu verwenden.
Ein oder mehr als zwei der folgenden Komponenten MnO, V&sub2;O&sub5;, MoO&sub3;, CuO, Cr&sub2;O&sub3; und dergleichen können als Färbemittel zugesetzt werden. SnO&sub2; innerhalb eines Bereichs von 0% bis 1% insgesamt kann als Reduktionsmittel in einem solchen Bereich zugegeben werden, dass die Durchlässigkeit für mittleres Licht nicht verringert wird und dass eine fast neutrale Farbe, wie ein grünlich grauer Farbton, erhalten wird. Um außerdem sicher zu stellen, dass die Bildung von Nickel-Sulfid-Steinen verhindert wird, kann ZnO in einer Menge von 0% bis 1% zugesetzt werden.
Erfindungsgemäß wird das Glas vorzugsweise durch Luftbeblasen verstärkt. Die gewünschten Farbtoneigenschaften und die optischen Eigenschaften werden bei dem Verstärkungsprozess erhalten, wenn das erfindungsgemäße Glas NiO und Fe&sub2;O&sub3; in speziellen Mengen enthält.
Beim Verstärkungsprozess wird eine aus der Glasschmelze hergestellte Glasplatte 2 bis 5 Minuten lang auf 600 bis 750ºC wiedererhitzt und dann durch Beblasen mit Luft von 10 bis 30ºC bei einer Kühlgeschwindigkeit von 100 bis 300ºC/s abgekühlt. Der Luftblasverstärkungsprozess verleiht der NiO- und Fe&sub2;O&sub3;-enthaltenden Glasplatte einen grünlich grauen und fast neutralen Farbton sowie eine niedrige Durchlässigkeit für sichtbares Licht und eine niedrige Ultraviolett-Durchlässigkeit unter Aufrechterhaltung der hohen Absorptionsfähigkeit für Wärmestrahlen.
Erfindungsgemäß hat bei der Messung mit einem C.I.E.- Standard-Leuchtkörper "A" das Glas mit einer Dicke zwischen 2 bis 5 mm eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht (YA) im Bereich von 10% bis 25%, eine Durchlässigkeit für Sonnenenergie (TG) im Bereich von 5% bis 20% und eine Ultraviolett-Durchlässigkeit (Tuv), definiert von ISO, von nicht mehr als 15%, vorzugsweise nicht mehr als 10%.
Im Falle der Verwendung eines L*a*b*-Farbsystems liegen die chromatischen Eigenschaften, ausgedrückt durch a* und b*, der Glasfarbe vorzugsweise in den Bereichen von -10 ≤ a* ≤ 0 bzw. -3 ≤ b* ≤ 7.
Wenn das Glas für die Rückscheiben von Fahrzeugen zum Schutz der Privatsphäre verwendet wird, liegen die chromatischen Eigenschaften in den Bereichen von -5 ≤ a* ≤ 0 und 0 ≤ b* ≤ 5, da fast neutral gefärbtes Glas besonders bevorzugt ist.
Bei der Messung unter Verwendung des C.I.E.-Standard- Leuchtkörpers "C" über den Wellenlängenbereich von 380 bis 770 Nanometer hat das erfindungsgemäße Glas vorzugsweise optische Eigenschaften mit einer dominanten Wellenlänge (λd) im Bereich von 480 bis 580 Nanometer und einer Anregungsreinheit (Pe) von weniger als 10%.

Beispiele

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Beispiele die Art und Weise der Durchführung der vorliegenden Erfindung erläutert.

Beispiel 1 bis 9

Ein Glas-Rohmaterial wird hergestellt, indem ein erforderliches Gemisch, bestehend aus Eisen(III)-oxid, Titanoxid, Ceroxid, Kobaltoxid, Selenmetall und Nickeloxid, zu einem Standard-Natronkalk-Quarz-Glasansatz gegeben wird, und in dem auch ein kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel (genauer gesagt Kokspulver etc.) im Verhältnis von etwa 0,01 Gew.- Teilen pro 100 Teile Glas-Rohmaterial zugesetzt und indem das Ganze durchgemischt wird. Das so hergestellte Glas- Rohmaterial wird 4 Stunden lang in einem Elektroofen bei 1500ºC erhitzt und aufgeschmolzen. Die Glasschmelze wird auf eine Edelstahlplatte auffließen gelassen und bei Raumtemperatur vergütet, um eine 6 mm-dicke Glasplatte zu erhalten. Nach dem Polieren der Glasplatte in einer solchen Weise, dass die Dicke auf 4 mm verringert wird, wird die Glasplatte durch 5minütiges Erhitzen auf 700ºC und Abkühlung mit einem Luftstrom von 20ºC bei einem Windstromdruck von 3,2 bis 2,1 kg/mm² verstärkt, um einen Probekörper zu liefern. Bei den einzelnen Probekörpern wird die Durchlässigkeit für sichtbares Licht mit dem C.I.E.-Leuchtkörper A(YA), die Durchlässigkeit für Sonnenenergie (TG), die Ultraviolett-Durchlässigkeit nach ISO 9050(Tuv), die dominante Wellenlänge durch den Leuchtkörper C(λd) und die Anregungsreinheit (Pe) gemessen. Nach dem C.I.E.L.A.B. werden die Werte für L*, a* und b* gemessen.
Die Tabellen 1 und 2 zeigen Grundglaszusammensetzungen der erhaltenen Proben, die T-Fe&sub2;O&sub3;-Konzentration, die FeO(ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;)-Konzentration, das FeO(ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;)/T-Fe&sub2;O&sub3;-Verhältnis, die CoO-Konzentration, die Se- Konzentration, die NiO-Konzentration, die CeO&sub2;-Konzentration und die TiO&sub2;-Konzentration. Die Zahlenwerte der Tabellen geben, ausgenommen die CoO-Konzentration, die Se- Konzentration und die NiO-Konzentration, die als ppm angegeben werden, die entsprechenden Gewichts-Prozentwerte an. Die Tabellen 1 und 2 zeigen auch die optischen Eigenschaften der jeweiligen Probekörper. Tabelle 1
* Nur zu Vergleichs/Referenz-Zwecken angegeben Tabelle 2
Die Zusammensetzungen der Beispiele 3 bis 9 liegen im Rahmen der Ansprüche 1 bis 3. Die Tabellen 1 und 2 zeigen, dass alle Probekörper der Beispiele 1 bis 9 eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht (YA) zwischen 10% und 25%, eine Durchlässigkeit für Sonnenenergie (TG) zwischen 5% und 20% und eine Ultraviolett-Durchlässigkeit (Tuv) von weniger als 15% haben.
Diese Probekörper haben eine durch a* und b* ausgedrückte Chromatizität bzw. chromatische Eigenschaften in den Bereichen von -10 ≤ a* ≤ 0 und -3 ≤ b* ≤ 7, die in den Bereich von Anspruch 7 fallen, sowie eine dominante Wellenlänge (λd), gemessen unter Verwendung des Leuchtkörpers "C" zwischen 480 und 580 Nanometer und eine Anregungsreinheit (Pe) von weniger als 10%.
Im Vergleich zu Beispiel 1 oder 2 (die nicht im Rahmen des Anspruchs 1 sind) haben die Gläser der Beispiele 3 bis 9 große Werte von a* und sie haben einen bevorzugteren helleren grünen Farbton.
Die Beispiele 3 und 5 bis 9 liegen im Bereich des Anspruchs 4. Das Beispiel 4 wird deswegen nicht bevorzugt, weil aufgrund der großen Menge von Se die Durchlässigkeit für sichtbares Licht niedrig ist.
Die Beispiele 3 bis 5 und 7 bis 9 liegen im Rahmen des Anspruchs 5. Diese Gläser, die eine genügende Menge von NiO enthalten, haben bevorzugte Eigenschaften.
Die Beispiele 8 und 9 liegen innerhalb des Rahmens des Anspruchs 6 und die Gläser haben eine ausgezeichnet hohe Ultraviolett-Absorptionsfähigkeit.
Wenn die Glaszusammensetzungen der oben genannten Beispiele für Windschutzscheiben von Fahrzeugen und für Fenster von Gebäuden verwendet werden, dann werden gute Effekte zur Verhinderung von Zerstörungen der Innenmaterialien erreicht, und es kann ein Schutz der Privatsphäre erhalten werden.

Vergleichsbeispiele 1 bis 5

Die Tabelle 3 zeigt Glaskomponenten und die optischen Eigenschaften von Gläsern gemäß den Vergleichsbeispielen, die in der gleichen Weise wie die Gläser der Beispiele 1 bis 9, jedoch mit unterschiedlichen Glaskomponenten, hergestellt worden sind. Tabelle 3
Alle Gläser der Vergleichsbeispiele 1 bis 5 haben Zusammensetzungen außerhalb der erfindungsgemäßen Bereiche. Das Glas des Vergleichsbeispiels 1 hat die gleiche Zusammensetzung wie das Beispiel des japanischen Patents H7- 29813B, das oben im Zusammenhang mit dem Stand der Technik angegeben wurde, und das ein durch ein Vakuum-Raffinierungsverfahren hergestelltes Glas beschreibt. Das Glas des Vergleichsbeispiels 2 hat die gleiche Zusammensetzung wie das Beispiel des oben genannten japanischen Patents H8- 157232A. Das Glas des Vergleichsbeispiels 3 hat die gleiche Zusammensetzung wie das Beispiel der PCT-Veröffentlichung (japanische Phase) H7-508971 wie oben angegeben.
Es sollte beachtet werden, dass die optischen Eigenschaften des Glases des Vergleichsbeispiels 1 in Werten angegeben sind, die auf der Basis einer Glasdicke von 3,9 mm umgewandelt wurden und dass die optischen Eigenschaften des Glases des Vergleichsbeispiels 2 als Werte angegeben wurden, die auf der Basis einer Glasdicke von 5 mm umgewandelt wurden.
Das Glas des Vergleichsbeispiels 4 enthält CoO als Färbemittel, dessen Menge außerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung liegt. Das Glas des Vergleichsbeispiels 5 enthält eine T-Fe&sub2;O&sub3;-Menge, die außerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung liegt.
Aus Tabelle 3 wird ersichtlich, dass beim Vergleich mit den erfindungsgemäßen Beispielen die Gläser des Vergleichsbeispiels 1 einen sehr großen Wert des FeO/T-Fe&sub2;O&sub3;- Verhältnisses haben, um die Absorptionsfähigkeit für Wärmestrahlen ohne Zugabe von NiO zu verbessern. Das Glas des Vergleichsbeispiels 1 ist für eine Herstellung in einem üblichen Schmelzofen nicht zu bevorzugen.
Das Glas des Vergleichsbeispiels 2, das kein NiO enthält, muss große Mengen von Se und CoO enthalten, um den gewünschten Farbton und die optischen Eigenschaften zu erhalten.
Im Vergleich zu der Erfindung enthält das Glas des Vergleichsbeispiels 3 eine niedrige Menge von NiO und eine große Menge von T-Fe&sub2;O&sub3;. Es kann in einem üblichen Schmelzofen nur mit Schwierigkeiten hergestellt werden.
Das Glas des Vergleichsbeispiels 4 hat eine CoO-Menge außerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung. Daher ist der erhaltene Farbton ein nicht zu bevorzugender gelber Farbton.
Die Gläser des Vergleichsbeispiels 5 enthalten T-Fe&sub2;O&sub3; in einer Menge außerhalb des beanspruchten Bereichs, so dass sie keine genügende Absorptionsfähigkeit für Wärmestrahlen erhalten können.
Wie oben im Detail angegeben, kann erfindungsgemäß ein Ultraviolett/Infrarot-absorbierendes Glas mit niedriger Durchlässigkeit erhalten werden, das eine niedrige Durchlässigkeit für sichtbares Licht, eine niedrige Durchlässigkeit für Sonnenenergie und eine niedrige Ultraviolett- Durchlässigkeit hat, und das einen grünlich grauen Farbton besitzt.
Das Ultraviolett/Infrarot-absorbierende Glas mit niedriger Durchlässigkeit mit grünlichem Farbton kann den Effekt zeigen, dass eine Zerstörung und eine Verfärbung von Innenmaterialien verhindert werden kann und dass ein Schutzeffekt für die Privatsphäre erhalten werden kann, wenn das Glas für die Rückfenster von Fahrzeugen, für die Fenster von Gebäuden oder dergleichen verwendet wird.

Claims

1. Ultraviolett/Infrarot-absorbierendes Glas mit niedriger Durchlässigkeit, bestehend aus einem Grundglas, das

65 bis 80 Gew.-% SiO&sub2;;

0 bis 5 Gew.-% Al&sub2;O&sub3;;

0 bis 10 Gew.-% MgO;

5 bis 15 Gew.-% CaO, wobei die Gesamtmenge von MgO und CaO zwischen 5 und 15 Gew.-% liegt;

10 bis 18 Gew.-% Na&sub2;O;

0 bis 5 Gew.-% K&sub2;O, wobei die Gesamtmenge von Na&sub2;O und K&sub2;O zwischen 10 und 20 Gew.-% liegt; und

0 bis 5 Gew.-% B&sub2;O&sub3;;

und Färbemittel, umfassend

1,1 bis 1,5 Gew.-% gesamtes Eisenoxid (T-Fe&sub2;O&sub3;), ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;;

0,01 bis 0,019 Gew.-% CoO;

0,001 Gew.-% bis 0,003 Gew.-% Se; und

0,055 bis 0,1 Gew.-% NiO,

enthält, wobei das genannte Glas mit einer Dicke zwischen 2 und 5 mm eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht (YA) durch den C.I.E.-Leuchtkörper "A" im Bereich von 10% bis 25%, eine Durchlässigkeit für Sonnenenergie (TG) im Bereich von 5% bis 20%, eine Ultraviolett-Durchlässigkeit (Tuv) von nicht mehr als 15%, spezifiziert durch ISO, hat.

2. Ultraviolett/Infrarot-absorbierendes Glas mit niedriger Durchlässigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil von FeO, ausgedrückt als Fe&sub2;O&sub3;, zwischen 15 Gew.-% und 40 Gew.-% desjenigen von T-Fe&sub2;O&sub3; ist.

3. Ultraviolett/Infrarot-absorbierendes Glas mit niedriger Durchlässigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil von T-Fe&sub2;O&sub3; zwischen 1,2 Gew.-% und 1,5 Gew.-% liegt.

4. Ultraviolett/Infrarot-absorbierendes Glas mit niedriger Durchlässigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil von Se zwischen 0,001 Gew.-% und 0,0018 Gew.-% liegt.

5. Ultraviolett/Infrarot-absorbierendes Glas mit niedriger Durchlässigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil von NiO zwischen 0,06 Gew.-% und 0,1 Gew.-% liegt.

6. Ultraviolett/Infrarot-absorbierendes Glas mit niedriger Durchlässigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Färbemittel weithin CeO&sub2; in einer Menge von nicht größer als 2 Gew.-% und/oder TiO&sub2; in einer Menge von nicht größer als 2 Gew.-% umfasst.

7. Ultraviolett/Infrarot-absorbierendes Glas mit niedriger Durchlässigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas eine durch die folgenden C.I.E.L.A.B.-Koordinaten -10 ≤ a* ≤ 0 und -3 ≤ b* ≤ 7 definierte Farbe und eine fast neutrale Farbe, wie grünlich grau, hat.

8. Ultraviolett/Infrarot-absorbierendes Glas mit niedriger Durchlässigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas durch Luftstrahlkühlung verstärkt worden ist.