JP2000007371A - 紫外線赤外線吸収中透過緑色ガラス - Google Patents
紫外線赤外線吸収中透過緑色ガラスInfo
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Abstract
外線赤外線吸収緑色ガラスと並べて配置するのに好適
で、中程度の可視光透過率と低い紫外線透過率及び低い
日射透過率を有し、乗用車用プライバシー保護用窓ガラ
スとして好適な紫外線赤外線吸収中透過緑色ガラスを提
供する。 【解決手段】 重量%で、65〜80%のSiO2、0
〜5%のAl2O3、0〜10%のMgO、5〜15%の
CaO(MgOとCaOとの合量は5〜15%)、10
〜18%のNa2O、0〜5%のK2O(Na2OとK2O
との合量は10〜20%)、及び0〜5%のB2O3から
なる基礎ガラス組成と、着色成分として、1.0〜1.
7%のFe2O3換算全酸化鉄(T−Fe2O3)、0.0
01〜0.05%のNiO、及び0〜0.01%のCo
Oを含み、2〜6mmの範囲のうち何れか1つの厚味に
おけるガラスの、C光源を用いて測定した主波長が49
0〜550nm、ISOに規定される紫外線透過率が1
5%以下、刺激純度が8%未満である紫外線赤外線吸収
中透過緑色ガラス。
Description
するため、自動車や建築物等の窓に使用する際、可視光
透過率の高い緑色系色調を有するガラスと並べて配置す
るのに好適であり、かつ中程度の可視光透過率と低い日
射透過率及び低い紫外光透過率を有するため、とりわけ
乗用車に用いられるプライバシー保護用ガラスとして有
用な紫外線赤外線吸収中透過緑色ガラスに関する。
う内装材の劣化防止の要請や冷房負荷低減の観点から、
自動車用窓ガラスとして紫外線赤外線吸収能を付与した
様々なガラスが提案されている。
の視認性を確保するため、ある一定値以上の可視光透過
率を有することが義務づけられており、このような部位
に紫外線吸収性と熱線吸収性を付与したガラスを装着し
ようとするには、紫外光の吸収端と赤外光の吸収端が可
視域に裾を引くため、ガラスは緑色系の色調を帯びる。
規制はなく、プライバシー保護の見地から比較的可視光
透過率の低いガラスが好んで用いられる。従来、このよ
うな可視光透過率の低いガラスには、色を感じさせない
無彩色に近いグレー系の色調が提案されてきた。従来、
このようなガラスには次のようなものがある。
開示された着色ガラスは、ソーダ・石灰・シリカガラス
中に、重量%で表して0.45〜2.5%のFe2O
3(全鉄)、0.001〜0.02%のCoO、0〜
0.0025%のSe、0〜0.1%のCr2O3からな
る着色剤を含有している。このガラスはA光源の下での
光の透過率(TLA)よりも全エネルギー透過率(日射
透過率)(TG)の方が小さく、3.85mmの厚さに
ついてのTGが10〜48%でありそしてTLAが20
〜60%である着色ガラス組成物である。
示された低透過率の熱吸収性ガラスは、ソーダ・石灰・
シリカガラス中に、重量%で表してFe2O3として0.
90〜1.90%の全酸化鉄、Coとして0.002〜
0.025%の酸化コバルト、Seとして0.0010
〜0.0060%のSe、及びTiO2として0.1〜
2.0%の酸化チタンからなり、4mmの対照標準厚さ
のガラスが、A光源を使用する光透過率10.0%〜6
0.0%、紫外線透過率25.0%未満、赤外線透過率
約50.0%未満、C光源による主波長480〜57
5.5nm、及び刺激純度6.0%未満を有するくすん
だ灰色ないし緑色の色ガラス組成物である。
された色ガラスは、ソーダ・石灰・シリカガラス中に、
重量%で表して1〜3%のFe2O3(全鉄)、0.1〜
1.0%のTiO2、0〜500ppmのCo3O4から
なる着色剤を含み、FeO値が10〜約37%であり、
4mmの厚さのガラスのA光源での可視光透過率が約1
0〜約70%のものである。
示されたガラスは、ソーダ・石灰・シリカガラス中に以
下の方程式で計算される第一鉄含有量を有し、 FeO(重量%)≧0.007+(光学濃度−0.03
6)/2.3 重量%で表して0.25〜1.75%のFe2O3を含
み、Se,Co3O4,Nd2O3,NiO,MnO,V2
O5,CeO2,TiO2,CuO及びSnOからなる群
の中から一つ以上を選択することにより中間色に着色さ
れる。このガラスは4mmの厚さで32%以上の可視光
透過率を有し、紫外線透過率は25%以下、太陽直射熱
透過率は可視光透過率よりも少なくとも7%低く、主波
長は好ましくは570nm未満である。この実施例のう
ちの一部はプライバシー保護用ガラスとして用いること
ができる。
300号公報に開示された着色ガラスは、Fe2O3とC
oOを含み、これにSe及び/又はCr2O3を添加した
組成である。同公報中に開示されている実施例からも分
かるとおり、刺激純度を低減し、明るい緑色系のガラス
の色調と調和させるために、Seを添加している。しか
しSeは毒性を持ち、かつ非常に揮散し易いことから、
多量のSeの使用は環境への影響が大きく好ましくな
い。一方、Cr2O3は溶融時にクロマイト石となって製
品中に欠点として流出することもあり、また6価のクロ
ムは毒性を持ち、やはり環境への影響が大きいことから
その使用は好ましくない。
示されたくすんだ灰緑色の低透過率の熱吸収性ガラス
は、必須成分としてTiO2を0.1〜2.0%含有し
ているが、TiO2原料は高価であるためバッチコスト
を押し上げ好ましくない。更に、その色調がくすんだ灰
緑色であるため、明るい緑色系のガラスと並べて配置し
た際、調和を欠くという不具合があった。
開示された色ガラス組成も、やはり必須成分としてTi
O2を0.1〜1.0%含有しており、同様にバッチコ
ストを押し上げ好ましくない。
示されたガラス組成のうち、中程度の透過率を持つ組成
は、同公報中に説明されているように、Fe、Ni、S
e、Coの着色剤を含むことで中間色調を得ているが、
何れの組成もSeを比較的多量に含むため好ましくな
い。また、その実施例中、Feが1.0%を超える組成
では4mm厚味の可視光透過率は何れも40%未満と暗
過ぎるため、自動車用窓ガラスに用いるには安全上好ま
しくない。また、このガラスもその色調がくすんだ灰緑
色であるため、明るい緑色系のガラスと並べて配置した
際、調和を欠くという不具合があった。
るガラスはプライバシー保護の点で優れるが、乗用車の
室内からガラスを通して外の景色を見難いという不具合
がある。また、ハイマウントストップランプを車内に設
置する場合、可視光透過率の低いガラスは視認性を妨げ
るため安全の面から好ましくない。これに対して、中程
度の透過率を有するガラスであれば、プライバシー保護
と安全の両者を満足できる。
たものであって、緑色系の色調を有するため、可視光透
過率の高い紫外線赤外線吸収緑色ガラスと並べて配置す
るのに好適であり、中程度の可視光透過率と低い紫外線
透過率及び低い日射透過率を有するため、とりわけ乗用
車に用いられるプライバシー保護用窓ガラスとして好適
な紫外線赤外線吸収中透過緑色ガラスを提供することを
目的とする。
収中透過緑色ガラスは、重量%で表示して、65〜80
%のSiO2、0〜5%のAl2O3、0〜10%のMg
O、5〜15%のCaO(ただし、MgOとCaOとの
合量は5〜15%)、10〜18%のNa2O、0〜5
%のK2O(ただし、Na2OとK2Oとの合量は10〜
20%)、及び0〜5%のB2O3からなる基礎ガラス組
成と、着色成分として、1.0〜1.7%のFe2O3に
換算した全酸化鉄(T−Fe2O3)、0.001〜0.
05%のNiO、及び0〜0.01%のCoOを含む紫
外線赤外線吸収中透過緑色ガラスであって、2〜6mm
の範囲のうち何れか1つの厚味におけるガラスの、C光
源を用いて測定した主波長が490〜550nmの範囲
内にあり、更にISOに規定される紫外線透過率(Tu
v)が15%以下、かつ刺激純度(Pe)が8%未満で
あることを特徴とする。
Fe2O3の10〜40%であることが好ましい(以下、
Fe2O3に換算したFeOの、T−Fe2O3に対する割
合を「FeO/T−Fe2O3比」と称す。なお、この場
合のFeOの量としては、Fe2O3に換算した数値を用
いる。)。
用いてa*,b*で表される色度が、それぞれ−15≦a
*≦−5,5≦b*≦8の範囲内であることが好ましい。
の、A光源を用いて測定した可視光透過率(YA)が6
5%未満、日射透過率(TG)が50%未満、かつ5m
mの厚みにおけるガラスのYAが35%以上、TGが3
5%以下であることが好ましい。
含まれることが好ましく、NiOは0.002〜0.0
2%含まれることが好ましい。
1.2%を超え1.7%以下であることが好ましい。
1.0%以下のCeO2及び/又は1.0%以下のTi
O2を含んでいても良い。
に説明する。
色ガラス組成の限定理由について説明する。但し、以下
の組成は重量%で表示したものである。
である。SiO2が65%未満ではガラスの耐久性が低
下し、80%を超えるとガラスの溶解が困難になる。
分であるが、5%を超えるとガラスの溶解が困難にな
る。Al2O3の好ましい範囲は0.1〜2%である。
せるとともに、成形時の失透温度、粘度を調整するため
に用いられる。MgOが10%を超えると失透温度が上
昇する。CaOが5%未満或いは15%を超えると失透
温度が上昇する。MgOとCaOの合計が5%未満では
ガラスの耐久性が低下し、15%を超えると失透温度が
上昇する。
る。Na2Oが10%未満或いはNa2OとK2Oとの合
計が10%未満では溶解促進効果が乏しく、Na2Oが
18%を超えるか、又はNa2OとK2Oの合計が20%
を超えるとガラスの耐久性が低下する。K2O量が多い
とコストが高くなるため、K2Oは5%以下に留めるこ
とが望ましい。
は溶解助剤としても使用される成分であるが、紫外線の
吸収を強める働きもある。B2O3が5%を超えると、B
2O3の揮発等による成形時の不都合が生じるので5%を
上限とする。
の状態で存在する。Fe2O3は紫外線吸収能を高める成
分であり、FeOは熱線吸収能を高める成分である。
O3)が1.0%未満では紫外線及び赤外線の吸収効果
が小さく、所望の光学特性が得られない。他方、T−F
e2O3が1.7%を超えると酸化第一鉄の有する熱線吸
収効果による輻射熱で、ガラス溶融時に熔解槽天井部の
温度が耐熱温度以上になる恐れがあり好ましくない。更
に、T−Fe2O3が多いとガラス溶融窯で連続的に生産
を行う場合、異組成ガラス素地との組成変更に時間を要
するため好ましくない。なお、T−Fe2O3のより好ま
しい範囲は1.2%を超え1.7%以下である。
FeO量が少ないため充分な熱線吸収能が得られない。
他方、FeO/T−Fe2O3比が大きすぎると、FeO
による吸収が可視部の長波長域にまで及び、可視光透過
率が低下し色調は青みを帯びる。また、融液が還元側に
よっていることから硫化ニッケル石を発生することがあ
り、更にシリカリッチの筋やシリカスカムを発生する原
因ともなるため好ましくない。本発明においてはFeO
/T−Fe2O3比を10〜40%に設定することによ
り、高い紫外線吸収能と熱線吸収能を有した中性色調の
ガラスが得られる。なお、この場合のFeOの量として
はFe2O3に換算した数値を用いる。
ことにより緑色系の色調を得るための成分であり、また
可視光透過率をコントロールする成分でもある。CoO
が0.01%を超えると色調は青味が強くなり過ぎ、可
視光透過率も低下する。CoOは特に0.0005〜
0.01%含まれることが好ましい。
び色調を調整し、刺激純度を低減するための成分であ
る。NiO量が0.001%未満では充分な効果が得ら
れず、0.05%を超えると可視光透過率が低下する上
に、色調も緑味が強くなりすぎ好ましくない。NiOは
特に0.001〜0.02%含まれることが好ましい。
配位数が変化し、発色の状態が異なることが知られてい
る。これは強化処理によってNi2+周りの酸素配位数が
6から4に変化し、吸収が変化することによるものであ
る。6配位Ni2+の吸収が430nm付近に存在し、ガ
ラスに黄色の着色を生じるのに対し、4配位Ni2+の吸
収は500〜640nmにかけて存在するため、4配位
Ni2+を用いることで刺激純度を低減し好ましい色調を
得ることができる。本発明に係るガラスの主な用途は乗
用車の窓ガラスであり、通常、安全のため風冷強化処理
を施される。従って、本発明の組成範囲は風冷強化によ
る変化後の色調が目標とする色調となるように定められ
ている。
りガラス中ではCe3+又はCe4+の形で存在し、特にC
e3+ が可視域に吸収が少なく紫外線吸収に有効であ
る。また、TiO2は、特にFeOとの相互作用により
紫外線吸収能を高める成分である。いずれも本発明の目
的とする緑色系の色調及び特性を損なわない範囲で、紫
外線吸収能を高めるために、或いは黄色味を付加して目
的とする色調を得るために添加できる。ただし、高価な
CeO2、TiO2を1%より多く使用すると、コストを
押し上げることになり好ましくない。
損なわない範囲で、本発明の組成範囲のガラスに、着色
剤としてのMnO、V2O5、MoO3、CuO、Cr2O
3等や還元剤或いは清澄剤としてSnO2等の1種又は2
種類以上を合計で1%以下添加しても良い。また、硫化
ニッケル石の発生を更に確実に防止する目的で、ZnO
を1%以下添加しても良い。
有害物を全く使用せずに所望の色調を得ることができる
ため、環境に対する負荷を従来よりはるかに小さくする
ことができる。
り具体的に説明する。
二鉄、酸化チタン、酸化セリウム、酸化コバルト、金属
セレン、酸化ニッケル及び炭素系還元剤(カーボン粉末
など)を適宜混合し、この原料を電気炉中で1500℃
に加熱、溶融した。4時間溶融した後、ステンレス板上
にガラス素地を流し出し、室温まで徐冷して厚さ約6m
mのガラス板を得た。次いで、このガラス板を厚さが4
mmになるように研磨してサンプルとした。
源を用いて測定した可視光透過率(YA)、全太陽光エ
ネルギー透過率(TG)、ISOに規定した紫外線透過
率(Tuv)、C光源を用いて測定した主波長(DW)、
刺激純度(Pe)を測定し、また、色度a*b*を調べ
た。
加熱した後空気を吹き付けて冷却することで強化処理を
施し、強化処理前後の光学特性を測定した。
ス組成と、T−Fe2O3濃度、FeO/T−Fe2O
3比、CoO濃度、NiO濃度、CeO2濃度、TiO2
濃度、Se濃度を示した。表中の組成は重量%で表示し
た。表1〜3にはあわせて各サンプルの光学特性値を示
した。
成及び特性であり、請求項2,3の範囲内の組成及び特
性でもある。
のサンプルはいずれも厚さ4mmでC光源を用いて測定
した主波長(DW)が490〜550nm、紫外線透過
率(Tuv)が15%以下、刺激純度(Pe)が8%未満
である光学特性を有するガラスであり、またFeO/T
−Fe2O3比は10〜40%の範囲内であり、a*、b*
で表される色度がそれぞれ−15≦a*≦−5,5≦b*
≦8の範囲内の色調を有するガラスでもある。
内の光学特性を持ち、請求項5の範囲内の組成でもあ
る。この実施例2〜10は、CoOを含むことで、実施
例1と比較して好ましい特性、色調が得られることが分
かる。
項6の範囲内の組成である。これらの実施例では、T−
Fe2O3量が多いため、高い紫外線吸収能及び高い赤外
線吸収能を容易に得ることができる。
るためにTiO2を、実施例4,7は同じくCeO2を請
求項7の範囲内で添加した組成であるが、可視光透過
率、日射透過率を損なわず紫外線吸収能を高めたガラス
であることが分かる。なお、これら以外の実施例に含ま
れるTiO2は原料中の不純物として混入した物であ
る。
び処理後のガラスの組成と光学特性を示したものであ
る。これら実施例7〜10は、いずれも中程度の可視光
透過率と低い熱線紫外線透過率を持ったガラスであり、
強化処理により紫外線透過率が1〜2%程度改善されて
いることが分かる。即ち、強化処理によりNi2+周りの
酸素配位数が6から4に変化し、吸収が変化したことに
起因してガラスの色調が変化する。4配位Ni2+の吸収
は500〜640nmにかけて存在するため、緑の補色
となって刺激純度が改善され、好ましい色調を得ること
ができた。
処理を施したガラスを自動車用等の車両用窓ガラスや建
築物用窓ガラス等として用いた場合には、可視光透過率
の高い緑色系色調を有するガラスと並べて配置された場
合よく調和し、また、室内内装材に対する優れた劣化防
止効果及びプライバシー保護効果も期待できることがわ
かる。
範囲外の組成であり、このうち比較例1は着色剤である
CoO量が本発明の範囲外のもの、比較例2はNiO量
が本発明の範囲外のもの、比較例3は全鉄量が本発明の
範囲外のものである。また、比較例4は、本文中に引用
した特表平8−506314号公報中に実施例として挙
げられているものであり、比較例5は本文中に引用した
特表平8−503300号公報中に実施例として挙げら
れているものである。
1〜3のガラスはいずれも実施例のもののように、中程
度の可視光透過率と低い日射透過率かつ低い紫外線透過
率を兼ね備えていない。比較例4のガラスは高価で有毒
なSeを多量に使用しており、生産面、環境面何れにお
いても好ましくないガラスである。また、比較例5のガ
ラスは実施例のものに比して青味が強すぎるため刺激純
度が高く、本発明の目的としている緑色系の色調が得ら
れない。
レンやクロム等の有害物を全く使用せずに所望の色調を
得ることができるため、環境に対する負荷を従来よりは
るかに小さくした上で、中程度の可視光透過率と低い日
射透過率及び低い紫外線透過率を持ち、緑色系色調を有
する紫外線赤外線吸収中透過緑色ガラスを提供すること
ができる。
スは、自動車等の後方窓ガラスや、建築用窓ガラス等に
適用した場合には、可視光透過率の高い明るい緑色ガラ
スと並べて配置してもよく調和し、優れた室内内装材の
劣化防止効果や褪色防止効果を示す上に、プライバシー
保護効果を示すものである。
Claims (8)
- 【請求項1】 重量%で表示して、 65〜80%のSiO2、 0〜5%のAl2O3、 0〜10%のMgO、 5〜15%のCaO(ただし、MgOとCaOとの合量
は5〜15%)、 10〜18%のNa2O、 0〜5%のK2O(ただし、Na2OとK2Oとの合量は
10〜20%)、及び0〜5%のB2O3からなる基礎ガ
ラス組成と、 着色成分として、 1.0〜1.7%のFe2O3に換算した全酸化鉄(T−
Fe2O3)、 0.001〜0.05%のNiO、及び0〜0.01%
のCoOを含む紫外線赤外線吸収中透過緑色ガラスであ
って、 2〜6mmの範囲のうち何れか1つの厚味におけるガラ
スの、C光源を用いて測定した主波長が490〜550
nmの範囲内にあり、更にISOに規定される紫外線透
過率(Tuv)が15%以下、かつ刺激純度(Pe)が8
%未満であることを特徴とする紫外線赤外線吸収中透過
緑色ガラス。 - 【請求項2】 Fe2O3に換算したFeOがT−Fe2
O3の10〜40%である請求項1に記載の紫外線赤外
線吸収中透過緑色ガラス。 - 【請求項3】 ガラス色調の、L*a*b*表色系を用い
てa*,b*で表される色度が、それぞれ−15≦a*≦
−5,−5≦b*≦8の範囲内である請求項1又は2に
記載の紫外線赤外線吸収中透過緑色ガラス。 - 【請求項4】 2.8mm厚みに換算した該ガラスの、
A光源を用いて測定した可視光透過率(YA)が65%
未満、日射透過率(TG)が50%未満、かつ5mm厚
みに換算した該ガラスの可視光透過率(YA)が35%
以上、日射透過率(TG)が35%以下である請求項1
ないし3のいずれか1項に記載の紫外線赤外線吸収中透
過緑色ガラス。 - 【請求項5】 前記着色成分として0.0005〜0.
01%のCoOを含む請求項1ないし4のいずれか1項
に記載の紫外線赤外線吸収中透過緑色ガラス。 - 【請求項6】 前記着色成分として0.002〜0.0
2%のNiOを含む請求項1ないし5のいずれか1項に
記載の紫外線赤外線吸収中透過緑色ガラス。 - 【請求項7】 前記Fe2O3に換算したT−Fe2O3が
1.2%を超え1.7%以下である請求項1ないし6の
いずれか1項に記載の紫外線赤外線吸収中透過緑色ガラ
ス。 - 【請求項8】 前記着色成分として、1.0%以下のC
eO2及び/又は1.0%以下のTiO2を含む請求項1
ないし7のいずれか1項に記載の紫外線赤外線吸収中透
過緑色ガラス。
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