专利名称：阳光反射式玻璃块形材料及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种主要用于建筑物的外墙的阳光反射式玻璃块形材料(block)，和一种制造这种阳光反射式玻璃块形材料的方法。
背景技术：
玻璃块形材料是玻璃压制成形体，每块方块具有空心盒式形状，带有一对彼此相对着的可透光壁板。应注意，术语“可透光的”包括“半透光的”。在下文中，为了叙述简化起见，术语“可透光的”将用“透明的”来替代。玻璃块形材料在采光、隔热、隔声、耐火性方面是极好的，因此，它们已被广泛用于建筑物的外墙。
有着可利用的各种尺寸和外表的玻璃块形材料，作为用于建筑物外墙的玻璃块形材料，有所谓阳光反射式玻璃块形材料，在每块玻璃块形材料的至少一个透明壁板的外侧上，涂有抵抗太阳辐射热透过的金属氧化膜。
当阳光反射式玻璃块形材料用于建筑物的外墙时，进入室内的太阳辐射热减少了，因此能减轻冷却负荷。所以，它们已被有利地用在太阳辐射强烈的地方。
但是，如果这种阳光反射式玻璃块形材料用于建筑物的外墙，其在透光壁板外侧上形成的金属氧化膜则会长期暴露在大气中，以致会使该膜的性能逐渐递降，从而可能降低玻璃块形材料的阳光反射特性。
再者，可能还有采光不好的缺点，或者玻璃块形材料的表面变成如镜子一样，从而使建筑物的外墙炫耀或发眩光。
所以，本发明的一个目的是要提供一种阳光反射式玻璃块形材料，即使将其长时期用于建筑物的外墙，它的阳光反射特性也不会降低。
本发明的另一个目的是要提供一种阳光反射式玻璃块形材料，它能尽可能地消除采光不足的缺点或由太阳辐射的反射引起的眩光。
本发明还有另一个目的是要提供一种制造上述阳光反射式玻璃块形材料的方法。
发明内容
根据本发明的一个方面，是提供了一种阳光反射式玻璃块形材料，其特征是它包括一种玻璃压制成形体，方块具有空心盒式形状，带有一对彼此相对着的可透光壁板。在阳光反射式玻璃块形材料中，在至少一个透明壁板的内侧上形成有一层金属氧化膜，而该金属氧化膜具有的对太阳辐射的反射率为15～60％，太阳辐射吸收率为5～60％和太阳辐射透射率为20～70％。
根据本发明的另一个方面，是提供了一种制造阳光反射式玻璃块形材料的方法，其特征是它包括以下步骤制备一对压制成形的玻璃体，每个玻璃体具有带底无盖的盒式形状并有着透光的壁板；将包含金属化合物的溶液喷射到至少一个玻璃压制成形体的底部内侧上，以便形成一层具有的对太阳辐射的反射率为15～60％，太阳辐射的吸收率为5～60％和太阳辐射的透射率为20～70％的金属氧化膜；和通过加热，使玻璃压制成形体的开口边软化，然后在加压下使它们封接起来。
附图简述
图1是表明按本发明的阳光反射式玻璃块形材料的实施方案的侧向剖面视图；和图2是表明按本发明的阳光反射式玻璃块形材料的另一实施方案的侧向剖面视图。
实施本发明的最佳方式在叙述实施本发明的最佳方法以前，将先更具体地阐明本发明。
在本发明的阳光反射式玻璃块形材料中，有一层金属氧化膜形成在透明壁板的内侧上，这样就使金属氧化膜不会暴露在露天中，所以，即使长时期用于建筑物的外墙，其阳光反射特性也不会降低。
再者，通过调整太阳辐射反射率、太阳辐射吸收率和太阳辐射透射率至前述范围内，能在具有着足够的阳光反射特性的同时获得采光更好和眩光更少的玻璃块形材料。
在本发明中，金属氧化膜可以形成在玻璃块形材料的每个透光壁板的内侧上。但是，只要所要求的特性能达到，金属氧化膜也可只形成在通常是位于房间外侧的那一个透光壁板的内侧上，因为从生产和费用考虑，这样做是有利的。
对金属氧化膜没有特别的限制，只要所要求的太阳辐射反射率、吸收率和透射率能达到就行。作为实例，可以采用钴基的，铁基的或钛基的金属氧化膜。在它们之中，优选的是钴基氧化膜，因为它具有特别高的阳光反射特性。使用由CoO+Co2O3为70～100wt％(优选80～100wt％),NiO为0～30wt％(优选0～20wt％)和Fe2O3为0～30wt％(优选0～20wt％)范围构成的钴基氧化膜是优选的。
优选的金属氧化膜的厚度是50～1000A，更优选的为200～800A。如果其厚度小于50A，侧难以获得足够的阳光反射特性。另一方面，如果该厚度大于1000A，在厚度内的散射势必造成损坏其外观。
这金属氧化膜具有的太阳辐射反射率为15～60％。如果金属氧化膜的太阳辐射反射率小于15％，由于没有太阳辐射热反射效应，故不能得到良好的阳光反射特性。另一方面，如果太阳辐射反射率大于60％，则会变成发眩光。
金属氧化膜具有的对太阳辐射的吸收率为5～60％。如果金属氧化膜的太阳辐射吸收率小于5％，由于该膜变得透光而使得大部分太阳辐射热能透过，故不能获得良好的阳光反射特性。另一方面，如果对太阳辐射的吸收率大于60％，则因吸收太阳辐射热而引起玻璃温度增加的结果使方块趋于损坏。再者，由于吸入氧化膜中的热会朝房间的内侧辐射，从而使隔热效应降低。
金属氧化膜具有的对太阳辐射的透射率为20～70％。如果太阳辐射透射率小于20％，则不能达到充分的采光，以致于将玻璃块形材料用于外墙的优点不再存在。另一方面，如果太阳辐射透射率大于70％，则不能获得足够的阳光反射特性。
如果氧化膜只形成在一个透光壁板的内侧上，则氧化膜对太阳辐射的反射率、吸收率和透射率分别优选15～60％(更优选23～45％),5～60％(更优选25～40％)和20～65％(更优选25～55％)。另一方面，如果在两个透光壁板的内侧上都形成有氧化膜，则每个膜对太阳辐射的反射率、吸收率和透射率分别优选15～35％(更优选15～30％),5～40％(更优选5～30％)和30～70％(更优选40～70％)。
现将叙述上述阳光反射式玻璃块形材料的制造方法。
首先，对高温玻璃加以压制以形成一对玻璃压制成形体，每个玻璃体有着有底无盖的盒式形状。接着将含有金属化合物的溶液喷射到至少一个玻璃压制成形体的底部的内侧上，以便形成一层金属氧化膜。调整溶液的品种、浓度等，以便使金属氧化膜的太阳辐射反射率，吸收率和透射率分别成为15～60％,5～60％和20～70％。再者，作为喷射用的溶液，优选使用通过将Co、Ni、Fe、Ti等的金属化合物溶解于有机溶剂中所得到的溶液。作为金属化合物，可以列举诸如环烷酸盐或辛酸盐的金属脂肪酸盐，或诸如乙酰丙酮金属盐的有机金属盐。作为有机溶剂，可以列举乙醇、轻质汽油、甲苯、氯乙基溴、二甲基甲酰胺等。通过在高温玻璃压制成形体成形之后立即就将溶液喷射其上的方法，使溶剂因受热而迅即分解，以金属氧化物状态化学粘接到玻璃上，结果便能形成一层稳定的氧化膜。
接着，对每个玻璃压制成形体的开口边加热使其变软，然后使相邻的两个开口边彼此贴合，在加压作用下使它们封接起来。其后，通过退火热处理，便能得到阳光反射式玻璃块形材料。
金属膜也可采用与前述不同的方法来形成。例如，通过应用诸如乙酰丙酮钴盐粉剂之类的乙酰丙酮金属盐粉剂而不是溶液，采用诸如静电镀覆的方法，可以形成氧化膜。
在此情况下，同样地优选在高温玻璃压制成形体成形之后，立即就将其镀覆到玻璃体上。
现将详细叙述实施本发明的最佳方法。
下面表1～3分别列出了作为本发明的实例的序号1～10的样品和作为对比实例的序号11的样品。
表1
表2
表3
图1是序号1～9的样品的阳光反射式玻璃块形材料10的侧向剖面视图。这阳光反射式玻璃块形材料10具有190mm×190mm×95mm的空心盒式形状。形成的阳光反射式玻璃块形材料10，在其一个透光壁板的内侧上有着厚度为250A的金属氧化膜。
阳光反射式玻璃块形材料10是按以下方法制造的。首先，将碱石灰玻璃制成玻璃压制成形体10a和10b，每个玻璃体具有有底无盖的盒式形状。每个玻璃压制成形体具有的尺寸为190mm×190mm×50mm和平均厚度为8mm。在成形后立即就将含有至少一种Co、Ni、Fe和Ti的金属化合物的溶液，喷射到玻璃压制成形体10a的内侧上达0.5秒，以便形成金属氧化膜11。可使用一种采用将环烷酸盐(钴环烷酸盐、镍环烷酸盐、钛环烷酸盐)溶解到轻质汽油和甲苯的混合液中的方法得到的溶液作为含有金属化合物的溶液。另一方面，可使用一种将铁络合物溶解到乙醇和相对于Fe的甲酰胺的混合液中得到的溶液。
接着，将玻璃压制成形体10a和10b的开口边加热使其软化，然后使它们彼此贴合，在加压作用下以便使它们封接起来，此后进行退火，这样便得到了玻璃块形材料10，而形成的该玻璃块形材料在具一个透光壁板的内侧上有着金属氧化膜11。
图2是序号10的样品的阳光反射式玻璃块形材料20的侧向剖面视图。这阳光反射式玻璃块形材料20具有190mm×190mm×95mm的空心盒式形状。形成的阳光反射式玻璃块形材料20，在其两个透光壁板的内侧上每个都有着厚度为250A的金属氧化膜21a和21b。
阳光反射式玻璃块形材料20是按以下方法制造的。首先，象序号1的样品一样，形成一对玻璃压制成形体20a和20b。在成形之后，立即就将包含Co和Ni的金属化合物的溶液喷射到玻璃压制成形体20a和20b的底部内侧上，以便形成金属氧化膜21a和21b。此后，象序号1的样品一样，将玻璃压制成形体2la和21b封接起来，然后退火，这样便得到了玻璃块形材料20，而形成的该玻璃块形材料在其两个透光壁板的内侧上都有着金属氧化膜21a和21b。
作为对比实例，序号11的样品是按以下方法制造的。首先，象序号1的样品一样，形成一对玻璃压制成形体。在成形之后立即就将包含Co和Ni的金属化合物的溶液喷射到一个玻璃压制成形体的底部的外侧上，以便形成一层具有厚度为500A的金属氧化膜。此后，象序号1的样品一样，将玻璃压制成形体封接起来，然后退火，这样便得到了玻璃块形材料，而形成的玻璃块形材料在其一个透光壁板的外侧上有着金属氧化膜。
对这样制成的每个样品，测出氧化膜的太阳辐射反射率、吸收率和透射率。再导得氧化膜的太阳辐射热屏蔽率。此外，对太阳辐射热屏蔽性能、采光、外表眩光和耐老化性进行了评价。
正如表中所见，形成的序号1～9的样品，在其一个透光壁板的内侧上涂有的金属氧化膜，分别具有太阳辐射反射率17～38％，太阳辐射吸收率5～35％，太阳辐射透射率29～65％和太阳辐射热屏蔽率30.14～62.09％。另一方面，形成的序号10的样品，在其两个透光壁板的内侧上涂有金属氧化膜，每个金属氧化膜的太阳辐射反射率为17％，太阳辐射吸收率为27％，太阳辐射透射率为56％和太阳辐射热屏蔽率为30.14％。所有的样品都显示出良好的太阳辐射热屏蔽性能和良好的采光，并有着几乎没有眩光的外表。还对耐老化性进行了评价，在金属氧化膜上没有看到损伤。
另一方面，形成的序号11的样品作为对比样品，在其一个透光壁板的外侧上涂有金属氧化膜，它的太阳辐射反射率为49％，太阳辐射吸收率为33％，太阳辐射透射率为18％和太阳辐射热屏蔽率为73.09％。该样品显示出良好的太阳辐射热屏蔽性能，但采光方面欠佳。对耐老化性作了评价，观察到在金属氧化膜上有多处损坏。
根据JIS R3106，利用分光光度计测量透光壁板，从测得的实测值导得太阳辐射反射率，吸收率和透射率。根据JIS R3106和R3221，使用公式(太阳辐射反射率+0.73×太阳辐射吸收率)便得到了太阳辐射热屏蔽率。太阳辐射热屏蔽性能按照以下方法进行了评价。首先，制造一个装有一个玻璃块形材料窗的苯乙烯泡沫材料封闭箱(300mm×300mm×350mm)。然后，将模拟的太阳光(2kW)朝向玻璃块形材料窗照射达30分钟，在照射以前，将室温调整到25℃。在照射之后，当封闭箱内的温度增加小于15℃时，以符号“◎”表示，当它不小于15℃，但小于30℃时，以符号“○”表示，而当它不小于30℃时，以符号“×”表示。按以下方法对采光进行了评价。利用照度计测量了穿过400～700nm的玻璃块形材料的平均透射率。当实测值不小于30％时，以符号“◎”表示，当它不小于20％，但小于30％时，以符号“○”表示，而当它小于20％时，用符号“×”表示。用目测方法对外表眩光进行了评价。按以下的方法对耐老化性进行了评价。利用恒温恒湿箱，重复-5～+30℃循环100次计400小时，然后目视观察金属氧化膜的状态。
如上所述，形成的本发明的阳光反射式玻璃块形材料，在其至少一个透光壁板的内侧上涂有金属氧化膜。所以，即使将它用于建筑物的外墙，有可能在长时期内保持高的阳光反射特性。再者，氧化膜在运输和施工过程中不会损坏。它有着高的阳光反射特性，充分的采光性和无外表眩光，因此，作为一种玻璃块形材料，它是极好的。
而且，按照本发明的方法，上述玻璃块形材料能大量地成批生产。
工业上的适用性如上所还，按照本发明的阳光反射式玻璃块形材料最适用于建筑物等的外墙。
再者，按照本发明的阳光反射式玻璃块形材料的制造方法能大量地成批生产上述玻璃块形材料，而且这种方法最适合生产这种阳光反射式玻璃块形材料。
权利要求
1．一种阳光反射式玻璃块形材料(block)，它包括具有一对彼此相对着的透明壁板、形成空心盒式形状的玻璃压制成形体，该玻璃体的至少一个所述透明壁板内侧上形成有一层金属氧化膜，其中所述金属氧化膜对太阳辐射的反射率为15～60％，太阳辐射吸收率为5～60％和太阳辐射透射率为20～70％。
2．按照权利要求1的阳光反射式玻璃块形材料，其中一个所述透明壁板的内侧上形成有一层金属氧化膜，所述金属氧化膜具有的对太阳辐射的反射率为15～60％，太阳辐射吸收率5～60％和太阳辐射透射率为20～65％。
3．按照权利要求1的阳光反射式玻璃块形材料，其中两个所述透明壁板的内侧上分别地形成有金属氧化膜，每个所述的金属氧化膜具有的对太阳辐射的反射率为15～35％，太阳辐射吸收率为5～40％，和太阳辐射透射率为30～70％。
4．按照权利要求1～3之任一项的阳光反射式玻璃块形材料，其中所述金属氧化膜是选自钴基氧化膜，铁基氧化膜和钛基氧化膜。
5．按照权利要求1～3之任一项的阳光反射式玻璃块形材料，其中所述金属氧化膜是CoO+Co2O3范围为70～100wt％的钴基氧化膜，NiO为0～30wt％，和Fe2O3为0～30wt％的金属氧化膜。
6．一种阳光反射式玻璃块形材料的制造方法，包括以下步骤制备一对玻璃压制成形体，每个玻璃体有着有底无盖的盒式形状，并且每个玻璃体有着透明壁板；将含有金属化合物的溶液喷射到至少一个玻璃压制成形体底部的内侧上，以便形成一层金属氧化膜，该金属氧化膜具有的对太阳辐射的反射率为15～60％，太阳辐射吸收率为5～60％，和太阳辐射透射率为20～70％；和通过加热使所述玻璃压制成形体的开口边软化，然后使它们封接起来。
7．按照权利要求6的方法，其中含有金属化合物的溶液被喷射到一个玻璃压制成形体底部的内侧上，以便形成一层金属氧化膜，该金属氧化膜具有的对太阳辐射的反射率为15～60％，太阳辐射吸收率为5～60％和太阳辐射透射率为20～65％。
8．按照权利要求6的方法，其中含有金属化合物的溶液被喷射到两个玻璃压制成形体底部的内侧上，以便形成金属氧化膜，每个底部内侧上的金属氧化膜具有的对太阳辐射的反射率为15～35％，太阳辐射吸收率为5～40％和太阳辐射透射率为30～70％。
9．按照权利要求6～8的任一项的方法，其中所述的含有金属化合物的溶液是一种通过将金属化合物溶解于有机溶剂中的方法得到的溶液。
10．按照权利要求9的方法，其中所述金属化合物是金属脂肪酸盐或有机金属盐。
11．按照权利要求10的方法，其中所述金属脂肪酸盐是环烷酸盐或辛基酸盐。
12．按照权利要求10的方法，其中所述有机金属盐是乙酰丙酮金属盐。
13．按照权利要求6～12的任一项的方法，其中在所述溶液中所含的金属化合物选自Co,Ni,Fe和Ti中的一种金属的化合物。
全文摘要
为了提供一种即使将其长时期用于建筑物的外墙;其阳光反射特性也不会降低并能尽可能地消除采光不足的缺点或由太阳辐射的反射引起的眩光的阳光反射式玻璃块形材料及其制造方法;由一对彼此相对着的、形成空心盒式形状的玻璃压制成形体构成了阳光反射式玻璃块形材料(10);该玻璃体有着透光或半透光的壁板;并在其至少一个透光壁板的内侧上形成有一层金属氧化膜(11)。在该阳光反射式玻璃块形材料中;金属氧化膜具有的太阳辐射反射率为15～60%;太阳辐射吸收率为5～60%,和太阳辐射透射率为20～70%。为了制造上述阳光反射式玻璃块形材料,首先制备一对每个都呈有底无盖的盒式形状的玻璃压制成形体;然后;将包含金属化合物的溶液喷射到至少一个玻璃压制成形体的底部的内侧上,以便形成一层有着太阳辐射反射率为15～60%,太阳辐射吸收率为5～60%和太阳辐射透射率为20～70%的金属氧化膜。此后,通过加热使玻璃压制成形体的开口边软化并使它们封接起来。
文档编号C03C17/25GK1226880SQ98800693
公开日1999年8月25日 申请日期1998年5月15日 优先权日1997年5月22日
发明者山地道雄, 桥部吉夫 申请人:日本电气硝子株式会社