專利名稱：：紫外吸收灰色玻璃組合物的制作方法紫外吸收灰色玻璃組合物發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及玻璃組合物，尤其涉及具有良好紫外("uv，，)吸收性能的灰色玻璃組合物。發(fā)明背景玻璃基體用于各種應(yīng)用，例如汽車應(yīng)用、建筑應(yīng)用、航空航天應(yīng)用等。取決于玻璃基體的最終應(yīng)用，將希望玻璃基體表現(xiàn)出某些(a)美學(xué)上的性能，例如，但不限于顏色和(b)日光控制性能，例如，但不限于太陽能總透過率("TSET")、紅外透過率和紫外透過率。例如，在汽車應(yīng)用中將玻璃基體用作汽車視線板(visionpanels)(即前窗、側(cè)窗等)。汽車視線板需要表現(xiàn)出所需的顏色。目前，汽車視線板的所需顏色包括藍(lán)色、綠色和灰色。另外，如果汽車視線板在美國國內(nèi)駕駛的車輛中用作前擋風(fēng)玻璃，則其將必須表現(xiàn)出等于或大于70%的可見光透過率("Lta")。美國以外的國家對(duì)前擋風(fēng)玻璃具有不同的Lta要求。可對(duì)玻璃基體的美學(xué)性能和日光控制性能進(jìn)行調(diào)節(jié)的一種方式包括改變玻璃基體的化學(xué)組成(即，構(gòu)成玻璃組合物的材料類型和/或玻璃組合物中各種材料的重量百分?jǐn)?shù))。經(jīng)常地，向公知的基礎(chǔ)玻璃組合物例如鈉-鉤-硅基礎(chǔ)玻璃組合物中添加能夠調(diào)節(jié)玻璃組合物的日光性能的著色劑和/或其它材料，以提供能夠表現(xiàn)出獨(dú)特性能的玻璃基體。雖然能夠調(diào)節(jié)玻璃組合物的日光性能的一種著色劑或一種材料的作用是已知的(例如，向基礎(chǔ)玻璃組合物中添加FeO提高玻璃組合物的紅外(IR)吸收)，但本發(fā)明的實(shí)質(zhì)是使用能夠調(diào)節(jié)玻璃組合物的日光性能的各種著色劑和/或材料，每種著色劑或材料能夠單獨(dú)地產(chǎn)生獨(dú)特作用，從而共同實(shí)現(xiàn)性能的組合。根據(jù)本發(fā)明，向鈉-鈣-硅基礎(chǔ)玻璃組合物中添加新的量的新的材料，以提供能夠表現(xiàn)出所需美學(xué)性能和日光控制性能的玻璃基體。通過本發(fā)明的3.9mm(0.1535英寸)厚的基體中的玻璃組合物實(shí)現(xiàn)的所需美學(xué)性能和日光控制性能組合如下1.中性灰色，其特征在于主波長為480-580認(rèn)并且色純度(excitationpurity)等于或小于8%;2.60。/?；蚋蟮目梢姽馔高^率(Lta);3.等于或小于40。/。的總太陽紅外透過率(TSIR);4.等于或小于60。/。的總太陽能透過率(TSET);和5.等于或小于30。/。的總太陽紫外透過率(IS0UV)。發(fā)明概述在非限制性實(shí)施方案中，本發(fā)明是包含基礎(chǔ)玻璃組合物和著色劑及性能調(diào)節(jié)材料部分的玻璃組合物，所述基礎(chǔ)玻璃組合物包含65-75重量。/。Si02、10-20重量％Na20、5-15重量。/。CaO、0-5重量。/。MgO、0-5重量亂03、0-5重量％{[20、0-5%8203和0-0.5%Mn02，所述著色劑及性能調(diào)節(jié)材料部分包含至多0.65重量°/。的總鐵、2PPM-10PPM的Se、至少一種選自Ce02、V205、1402和Mo03的紫外吸收劑、至多20PPM的CoO和至多75PPM的Cn03，其中該玻璃組合物具有0.2-0.6的氧化還原比。在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明是由包含基礎(chǔ)玻璃組合物和著色劑及性能調(diào)節(jié)材料部分的玻璃組合物形成的玻璃片材，所述基礎(chǔ)玻璃組合物包含65-75重量。/。Si02、10-20重量％肘20、5-15重量。/。CaO、0-5重量%MgO、0-5重量°/"1203、0-5重量°/^20、0-5歸3和0-0.5飾0"所述著色劑及性能調(diào)節(jié)材料部分包含至多0.65重量％的總鐵、2PPM-10PPM的Se、至少一種選自Ce02、V205、Ti02和Mo03的紫外吸收劑、至多20PPM的CoO和至多75PPM的Cr203,其中該玻璃組合物具有0.2-0.6的氧化還原比，且其中該玻璃片材在3.9mm(0.1535英寸)厚度下表現(xiàn)出一種或多種如下性能(a)灰色，其特征在于主波長為480-580nm范圍并且色純度等于或小于8%;(b)等于或大于65%的Lta;(c)等于或小于35W的總太陽紅外透過率(TSIR);(d)等于或小于55%的總太陽能透過率(TSET);和(e)等于或小于30%的總太陽紫外透過率(ISOUV)。發(fā)明描述用于本文時(shí)，在說明書和權(quán)利要求書中使用的表示尺寸、物理特性、工藝參數(shù)、成分量、反應(yīng)條件等的所有數(shù)字應(yīng)被理解為在所有情況下都經(jīng)術(shù)語"約"修飾。因此，除非相反地指出，否則在下面的說明書和權(quán)利要求書中給出的數(shù)值可以根據(jù)尋求通過本發(fā)明獲得的期望性能而變化。最起碼，不是試圖限制對(duì)權(quán)利要求范圍適用等同原則，每一個(gè)數(shù)值應(yīng)至少根據(jù)所公開的有效數(shù)字的個(gè)數(shù)并通過使用普通舍入法來解釋。此外，本文公開的所有范圍均應(yīng)理解為包括起始和終止范圍值以及包含在其中的任何及所有子范圍。例如，所陳述的"1-10"的范圍應(yīng)認(rèn)為包括在最小值1和最大值10之間(且包括這兩個(gè)值)的任何及所有子范圍；即，起始于l或更大的最小值而終止于IO或更小的最大值的所有子范圍，例如1.0-3.8、6.6-9.7和5.5-10。用于本文時(shí)，術(shù)語"重量％"在用于描述玻璃組合物中材料的量時(shí)表示基于玻璃組合物的總重量的重量％。本發(fā)明的玻璃組合物包含(a)基礎(chǔ)玻璃部分和(b)著色劑及日光性能調(diào)節(jié)部分。根據(jù)本發(fā)明，基礎(chǔ)玻璃部分包括下表l中以具體量顯示的組分。表l.基礎(chǔ)玻璃部分<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>所描述的基礎(chǔ)玻璃部分在本領(lǐng)域中稱作"鈉"丐-硅"玻璃組合物。根據(jù)本發(fā)明，向基礎(chǔ)玻璃組合物中添加各種著色劑和能夠調(diào)節(jié)玻璃的日光性能的材料。著色劑和能夠調(diào)節(jié)玻璃的日光性能的材料在本文中均稱作"著色劑和性質(zhì)調(diào)節(jié)材料"。本發(fā)明的玻璃組合物的著色劑和性質(zhì)調(diào)節(jié)材料包括氧化鐵("Fe203，，和"FeO")、氧化鈰("Ce02")、硒("Se")、氧化鈦("Ti(V，)、氧化鉺("Er203")、氧化釹("歸3")、氧化釩("W，)、氧化鈷("CoO，，)、氧化鉻("Cr203")和氧化鎳("Ni203")。根據(jù)本發(fā)明，鐵在玻璃組合物中可以氧化鐵(Fe203)和氧化亞鐵(Fe0)存在。本領(lǐng)域中公知的是，F(xiàn)e203是強(qiáng)的紫外輻射吸收劑和黃色著色劑。本領(lǐng)域中公知的是，F(xiàn)eO是強(qiáng)的紅外輻射吸收劑和藍(lán)色著色劑。本發(fā)明的玻璃組合物中存在的"總鐵"以"Fe203"表示，因?yàn)檫@是工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)做法。但這并不意味著玻璃組合物中存在的所有鐵都是FeA形式?；诓ＡЫM合物的總重量，本發(fā)明的玻璃組合物中的總鐵為至多0.65重量％，例如0.28-0.6重量％或0.3-0.35重量％。本發(fā)明的玻璃組合物中以亞鐵態(tài)存在的鐵的量以"FeO，，表示，因?yàn)檫@是工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)做法。雖然亞鐵態(tài)的鐵的量以FeO表示，但亞鐵態(tài)的全部量實(shí)際上可以不以FeO存在于玻璃中。本發(fā)明的玻璃組合物具有一定的"氧化還原比"。用于本文時(shí)，"氧化還原比，，是亞鐵態(tài)的鐵(以"FeO表示")的量除以總鐵(以"Fe203"表示)量。根據(jù)本發(fā)明的玻璃組合物具有0.2_0,6、例如0.25-0.55或0.45-0.55的氧化還原比。根據(jù)本發(fā)明，向本發(fā)明的玻璃組合物中添加Se。在本領(lǐng)域中已知Se作為粉紅色著色劑。玻璃組合物中的Se的量為2PPM-10PPM，例如3PPM-7PPM。根據(jù)本發(fā)明，向玻璃組合物中添加公知的紫外吸收劑例如Ce02、V205、1402和/或氧化鉬("Mo03，，)。典型地，玻璃的氧化還原比越高，需要越多的紫外吸收劑來補(bǔ)償Fe^提供的紫外吸收的損失。在本發(fā)明的非限制性實(shí)施方案中，向玻璃組合物中添加0.2重量％-3.0重量％、例如0.5重量％-2.5重量％的量的Ce02。在本發(fā)明的另一非限制性實(shí)施方案中，向玻璃組合物中添加0.1重量％-1.0重量％、例如0.2重量%-0.5重量％的量的Ti02。在本發(fā)明的又一非限制性實(shí)施方案中，向玻璃組合物中添加0.005重量％-0.075重量％、例如0.015重量％-0.045重量°/。的量的Mo03。根據(jù)本發(fā)明，可向玻璃組合物中添加氧化釩("V205")。在本領(lǐng)并可作為黃-綠色著色劑。+5價(jià)態(tài)的VA是紫外吸收劑。+4價(jià)態(tài)的V204是紅外吸收劑。在本發(fā)明的非限制性實(shí)施方案中，玻璃組合物中V205的量等于或小于0.3重量％,例如等于或小于0.2重量°/?；蛘叩扔诨蛐∮?.1重量％。根據(jù)本發(fā)明，可向玻璃組合物中添加Er203。在本領(lǐng)域中已知Er203作為粉紅色著色劑。在本發(fā)明的非限制性實(shí)施方案中，玻璃組合物中￡1:203的量等于或小于3重量％，例如0.1重量％-2重量％或者0.5重量%-1.7重量％。根據(jù)本發(fā)明，可向玻璃組合物中添加Nd203。在本領(lǐng)域中已知Nd203作為藍(lán)色著色劑。在本發(fā)明的非限制性實(shí)施方案中，玻璃組合物中^203的量等于或小于3重量％，例如0.1重量％-1重量％或者0.1重量%-0.5重量％。根據(jù)本發(fā)明，可向玻璃組合物中添加CoO。在本領(lǐng)域中已知CoO作為藍(lán)色著色劑。在本發(fā)明的非限制性實(shí)施方案中，玻璃組合物中的CoO量等于或小于20PPM，例如等于或小于15PPM，或者等于或小于11PPM。根據(jù)本發(fā)明，可向玻璃組合物中添加Cr203。在本領(lǐng)域中已知Cr203作為綠色著色劑和紫外吸收劑。在本發(fā)明的非限制性實(shí)施方案中，玻璃組合物中(^203的量等于或小于75PPM,例如等于或小于50PPM。根據(jù)本發(fā)明，可向玻璃組合物中添加Ni203。在本領(lǐng)域中已知Ni203作為褐色著色劑。在本發(fā)明的非限制性實(shí)施方案中，玻璃組合物中Nh03的量等于或小于50PPM,例如等于或小于25PPM,或者等于或本發(fā)明的玻璃組合物可通過常規(guī)玻璃制造工藝進(jìn)行制備。例如，可通過坩堝熔化、平板拉制法、浮法玻璃工藝等由配合料形成玻璃組合物。典型地，將已知的配合料與著色劑和性質(zhì)調(diào)節(jié)材料混合并加工成本發(fā)明的玻璃組合物。在非限制性實(shí)施方案中，通過本領(lǐng)域中公知的浮法玻璃工藝來形成本發(fā)明的玻璃組合物。由于用于形成玻璃組合物的原料/設(shè)備，在最終玻璃組合物中有可能存在某些雜質(zhì)例如Sr0和Zr02。這些物質(zhì)在玻璃組合物中以微量存在并在本文中被稱作"混入物"。這些混入物即便對(duì)玻璃的性質(zhì)有任何影響，也是極小的。在本發(fā)明的非限制性實(shí)施方案中，將玻璃組合物形成為玻璃基體。可形成具有各種厚度的玻璃基體。例如，可形成具有至多24mm厚度的玻璃基體。在非限制性實(shí)施方案中，本發(fā)明包括表現(xiàn)出下面的性能的厚度為3.9mm(O.1535英寸)厚度的玻璃基體1.灰色，其特征在于，主波長為480-580nm范圍，例如490-570nm或500-560認(rèn)，并且色純度等于或小于8%，例如等于或小于6%，或者等于或小于4%;2.Lta等于或大于60%，例如等于或大于65%,或者等于或大于70%;3.總太陽紅外透過率(TSIR)等于或小于40%，例如等于或小于35%，或者等于或小于30%;4.總太陽能透過率(TSET)等于或小于60。/。，例如等于或小于55%,或者等于或小于50%;和5.總太陽紫外透過率(ISOUV)等于或小于30%，例如等于或小于25%，或者等于或小于20%。上述性能按下述測得1.可見光透過率(Lta)利用C.I.E.1931標(biāo)準(zhǔn)光源"A"在380-770nm的波長范圍于10nm間隔下測得。2.總太陽紫外透過率(ISOUV)在280-380nm的波長范圍于5rnn間隔下根據(jù)ISO9050測得。3.總太陽紅外透過率(TSIR)在800-2100nm的波長范圍于50mn間隔下測得。4.總太陽能透過率(TSET)代表基于從300nm至2100認(rèn)于50認(rèn)間隔下測得的透光度的計(jì)算值。5.利用具有2°觀測器的C.I.E.1931標(biāo)準(zhǔn)光源"C"，按照主波長和色純度對(duì)顏色進(jìn)行測定。所有的日光透過率數(shù)據(jù)利用ParryMoon空氣質(zhì)量2.0日光數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。采用本領(lǐng)域中已知的矩形法則在波長范圍內(nèi)對(duì)透過率進(jìn)行積分。在正常入射角下記錄本文中所提供的光鐠性能。如果提高相對(duì)于曲面法線的入射角，反射光和吸收光的強(qiáng)度均會(huì)改變，從而導(dǎo)致透射光的強(qiáng)度改變。而且，如果提高相對(duì)于曲面法線的入射角，更多光由于被制品吸收而成比例地?fù)p失。這是由于光傳播通過有限厚度的透明制品的有效路徑隨入射角的余弦成反比例地增加?？傊?，非偏振光通過透明制品例如玻璃的透射強(qiáng)度在非法線入射角下通常比在法線入射角下小。前述情況在任何給定的波長下是真實(shí)的并且對(duì)綜合光傳性能例如IS0UV、Lta、TSET等是有效的。作為實(shí)施例，處于安裝角的汽車擋風(fēng)玻璃透過的紫外、可見或紅外能量或光比相同制品在法線入射下測得的要低。在本發(fā)明的非限制性實(shí)施方案中，玻璃基體用作玻璃視線板。在本發(fā)明另一非限制性實(shí)施方案中，使用至少一個(gè)玻璃基體來形成疊層制品例如汽車擋風(fēng)玻璃。實(shí)施例通過以下非限制性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行舉例說明。實(shí)施例1-10按下面的方式制備。稱重出表2中示出的成分并混合。將一半配合料放入4英寸二氧化硅坩堝中并加熱至2，450°F(1，343匸)。然后將坩堝溫度在2,45(TF(1,343'C)下保持30分鐘。而后將熔融配合料加熱至2，500°F(1，371°C)并在該溫度下保持30分鐘。之后將熔融的配合料加熱至2，550°F(1，399。C)，并在將另一半配合料加入坩堝中之后，將其在該溫度下保持30分鐘。然后將熔融的配合料加熱至2，600°F(1，427。C)并在該溫度下保持1小時(shí)。接著，將熔融的玻璃在水中制成熔塊、干燥并在鉑金坩堝中再加熱至2，650。F(1，454X:)且保持2小時(shí)。而后將熔融玻璃倒出坩堝，形成玻璃板坯并進(jìn)行退火。從該玻璃板坯切割下樣品并且滾壓和拋光，用以分析。表2.配料的原料<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>使用RIGAKU3370X-射線焚光光i普儀對(duì)各實(shí)施例的玻璃組合物進(jìn)行測定。分析結(jié)構(gòu)顯示于表3中。表3.根據(jù)本發(fā)明的玻璃組合物<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>使用Perkin-El齢rLambda9UV/VIS/NIR光諳光度計(jì)對(duì)實(shí)施例的光語性能進(jìn)行測定。3.9mm厚的樣品的性能示于表4中。表4.根據(jù)本發(fā)明的3.9mm厚玻璃基體的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>基于表4，本發(fā)明的玻璃組合物可用于形成表現(xiàn)出各種性能的玻璃基體。非限制性實(shí)施例顯示可形成具有灰色的玻璃組合物，該組合物具有具有60%-80%、例如65%-77%的Lta;5%-27%、例如10%-25%的ISOUV;25°/「55%、例如30°/。-50%的TSIR;40%-65%、例如45%-60%的TSET;510nm-582nm、例如515nm-577nm的DW;和至多6.5%的Pe。本領(lǐng)域技術(shù)人員將很容易理解，可對(duì)本發(fā)明做出修改而不背離前述中公開的概念。這種修改被認(rèn)為包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，上文詳述的具體實(shí)施方案僅是說明性的，而不是對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限制，本發(fā)明的范圍將為所附權(quán)利要求及任何和所有等同方式的全部范圍。權(quán)利要求1.玻璃組合物，其包含基礎(chǔ)玻璃組合物和著色劑及性質(zhì)調(diào)節(jié)材料部分，所述基礎(chǔ)玻璃組合物包含SiO265-75重量％，Na2O10-20重量％，CaO5-15重量％，MgO0-5重量％，Al2O30-5重量％，K2O0-5重量％，B2O30-5％，和MnO20-0.5％并且所述著色劑及性質(zhì)調(diào)節(jié)材料部分包含至多0.65重量％的總鐵，2PPM-10PPM的Se，至少一種選自CeO2、V2O5、TiO2和MoO3的紫外吸收劑，至多20PPM的CoO，和至多75PPM的Cr2O3，其中所述玻璃組合物具有0.2-0.6的氧化還原比。2.根據(jù)權(quán)利要求1的玻璃組合物，其中所述紫外吸收劑是以0.2重量％-3.0重量％的量存在的Ce02。3.根據(jù)權(quán)利要求1的玻璃組合物，其中所述紫外吸收劑是以0.1重量°/。-1.0重量％的量存在的Ti02。4.根據(jù)權(quán)利要求1的玻璃組合物，其中所述總鐵為0.28-0.6重量％。5.根據(jù)權(quán)利要求1的玻璃組合物，其中所述Se為3PPM-7PPM。6.根據(jù)權(quán)利要求1的玻璃組合物，其還包含0.1重量％-2重量％的Er203。7.根據(jù)權(quán)利要求1的玻璃組合物，其還包含0.1重量％-1重量％的Nd203。8.根據(jù)權(quán)利要求1的玻璃組合物，其中所述紫外吸收劑是以等于或小于o.2重量。/。的量存在的v2o5。9.根據(jù)權(quán)利要求1的玻璃組合物，其中所述紫外吸收劑是以0.005-0.0175重量％的量存在的Mo03。10.根據(jù)權(quán)利要求1的玻璃組合物，其中所述CoO等于或小于15PPM。11.根據(jù)權(quán)利要求1的玻璃組合物，其中所述CrA等于或小于50PPM。12.根據(jù)權(quán)利要求1的玻璃組合物，其還包含等于或小于50PPM的量的Ni203。13.根據(jù)權(quán)利要求1的玻璃組合物，其中所述氧化還原比為0.25-0.55。14.由權(quán)利要求1中所述組合物制成的玻璃片材。15.根據(jù)權(quán)利要求14的玻璃片材，其在3.9mm(O.1535英寸)厚度下表現(xiàn)出一種或多種如下性能(a)灰色，其特征在于主波長為480-580認(rèn)，并且色純度等于或小于8%;(b)Lta等于或大于60%;(c)總太陽紅外透過率(TSIR)等于或小于40%;(d)總太陽能透過率(TSET)等于或小于60%;和(e)總太陽紫外透過率(ISOUV)等于或小于30%。16.根據(jù)權(quán)利要求15的玻璃片材，其在3.9mm(O.1535英寸)厚度下表現(xiàn)出一種或多種如下性能(a)Lta等于或大于65%;(b)總太陽紅外透過率(TSIR)等于或小于35%;(c)總太陽能透過率(TSET)等于或小于55%;和(d)總太陽紫外透過率(ISOUV)等于或小于25%。17.包含根據(jù)權(quán)利要求14的玻璃片材的疊層制品。18.由包含基礎(chǔ)玻璃組合物和著色劑及性質(zhì)調(diào)節(jié)材料部分的玻璃組合物形成的玻璃片材，所述基礎(chǔ)玻璃組合物包含Si0265-75重量％，Na2010-20重量％，CaO5-15重量％，MgO0-5重量％，A12030-5重量％,K200-5重量％，B2030-5%,和Mn020-0.5%并且著色劑及性質(zhì)調(diào)節(jié)材料部分包含至多0.65重量°/。的總鐵，2PPM-10PPM的Se，至少一種選自Ce02、V205、Ti02和Mo03的紫外吸收劑，至多20PPM的CoO,和至多75PPM的Cr20"其中所述玻璃組合物具有0.25-0.55的氧化還原比并且其中所述玻璃片材在3.9mm(0.1535英寸)厚度下表現(xiàn)出一種或多種如下性能(a)灰色，其特征在于主波長為480-580mn，并且色純度等于或小于8°/。；(b)Lta等于或大于65%;(c)總太陽紅外透過率(TSIR)等于或小于35%;(d)總太陽能透過率(TSET)等于或小于55%;和(e)總太陽紫外透過率(ISOUV)等于或小于25%。全文摘要公開了新的玻璃組合物。該玻璃組合物包括，由65-75重量％SiO<sub>2</sub>、10-20重量％Na<sub>2</sub>O、5-15重量％CaO、0-5重量％MgO、0-5重量％Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>、0-5重量％K<sub>2</sub>O、0-5重量％B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>和0-0.5重量％MnO<sub>2</sub>構(gòu)成的基礎(chǔ)玻璃組合物，和由0.65重量％的總鐵、2PPM-10PPM的Se、至少一種選自CeO<sub>2</sub>、V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>、TiO<sub>2</sub>和MoO<sub>3</sub>的紫外吸收劑、至多20PPM的CoO和至多75PPM的Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>構(gòu)成的著色劑及性質(zhì)調(diào)節(jié)材料部分，其中該玻璃組合物具有0.2-0.6的氧化還原比。文檔編號(hào)C03C3/076GK101258110SQ200680032974公開日2008年9月3日申請(qǐng)日期2006年8月29日優(yōu)先權(quán)日2005年9月8日發(fā)明者D·G·史密斯,L·J·謝列斯塔克,M·阿巴卜申請(qǐng)人:Ppg工業(yè)俄亥俄公司