[发明专利]吸收红外和紫外辐射的绿色玻璃

说明书

本发明一般涉及吸收红外和紫外辐射的绿色玻璃组合物，具体地说涉及同时具有一定能量吸收和光透过性能的绿色玻璃组合物。优选的玻璃具有所规定的狭窄主波长和颜色纯度。本发明特别适用于生产汽车和建筑窗用玻璃，其中希望可见光透过率高，而且太阳能和紫外辐射透过率低。

人们通常知道，通过在其中掺入铁来制造吸收红外辐射的钠-钙-硅玻璃。铁在玻璃中一般以氧化亚铁（FeO）和氧化铁（Fe₂O₃）两种形式存在。氧化亚铁和氧化铁量间的平衡，对玻璃的颜色和透光性能具有直接的和本质上的影响。当氧化亚铁含量增大时（氧化铁化学还原的结果），红外吸收增加而紫外吸收减小。FeO相对于Fe₂O₃的浓度向更高方向转化，引起玻璃的颜色从黄色或黄绿色变为深绿色或蓝绿色，使玻璃的可见光透过率降低。因此，为了使得到的玻璃红外吸收更大而又不牺牲可见光透过率，现有技术中认为必须生产总铁量低（Fe₂O₃大部分被还原为FeO）的玻璃。总铁量低的玻璃一般都是使用一种含铁（按Fe₂O₃计）低于约0.70～0.75重量%的配合料组合物生产。例如，在3，652，303号美国专利中披露了一种吸收红外线的蓝色钠-钙-硅玻璃组合物，这种玻璃在1/4英寸厚度时的可见光透过率大于70%，其中通过在溶体中掺杂还原量金属锡或氯化亚锡使玻璃中至少80%的总铁保持在亚铁状态下。

许多玻璃组合物中还包含铈，以便具有紫外吸收性。例如，在1，414，715号美国专利中披露，加入3～6重量%氧化铈以便制备不含铁的肉色玻璃组合物;此专利还指出，氧化铈降低玻璃的可见光透过率。

1，637，439号美国专利指出，使用5～10重量%的氧化铈作为深蓝色玻璃组合物的紫外吸收剂。这种玻璃例如可以用来观察平炉操作，它是通过加入0.1～0.5重量%氧化钴而制成深蓝色的。高浓度氧化铈实际上吸收了否则会透过护目镜的全部紫外辐射。显然，这种玻璃组合物具有低可见光透过率，而且不适于制造汽车或建筑窗用玻璃。

1，936，231号美国专利公开了一种无色玻璃，其中加入少量氧化铁作为紫外线遮挡剂、其用量应少到制成的玻璃能保持其高可见光透过率。所建议的总铁量约为0.35重量%。该专利还进一步指出可以加入钪化合物作为紫外辐射遮挡剂，得到总铁含量低的玻璃组合物。这样得到的玻璃组合物依然保持其无色外观和高可见光透过性质。

2，524，719号美国专利披露一种玫瑰色玻璃组合物。其中向玻璃配合料中加入铁作为红外能量吸收剂，加入硒作为紫外辐射吸收剂。据说为了有助于铈吸收紫外辐射，可以加入3重量%以上的氧化铈。

2，860，059号美国专利中公开了一种吸收紫外线的玻璃组合物，其总铁浓度低，据记载这种组合物在可见光透过率方面优于通常用作汽车和建筑窗用玻璃的那种绿蓝色玻璃。为了使该玻璃保持其无色外观和高可见光透过率，最高铁含量为0.6重量%。将二氧化钛和高达0.5重量%的氧化铈加入所说玻璃之中以便提供紫外辐射吸收性。

2，444，976号美国专利介绍了一种金色玻璃，它具有极低的紫外线透过率和很高的可见光透过率，特别适合于作为飞机窗用玻璃。作为热吸收成分，这种玻璃同时含有氧化铁和大量氧化铈（1.5～3%）和氧化钛（6～9%）。