【発明の詳細な説明】
窓ガラスの製造を意図したガラス組成物
本発明はシリカ−ソーダ−ライムタイプの新しいガラス組成物を意図しており
、特に窓ガラスの製造を意図している。用途を限定するわけではないが、本発明
は特に自動車の窓ガラスを参照して説明する。
自動車産業を意図した窓ガラスには様々な要求があり、特に光学的な特性に関
する要求がある。これらの要求は、例えば風防ガラスの光透過率に関しては、規
制によって決定され、又は例えばエネルギー透過率に関しては、使用者の快適さ
に関して決定され、又は特に色に関しては、美観的な外観に関して決定される。
更に場合によっては、製造者は紫外線透過率に関する新しい問題に直面してい
る。この新しい傾向の目的は、特に太陽からできる限り肌を保護することを所望
することであり、日焼けと日射病を防止することである。この傾向のもう1つの
目的は、自動車の内側に備え付けられた布帛類の色あせを制限することである。
第2鉄イオンFe3+の形の鉄、すなわちFe2O3の形の鉄は、紫外線を吸収で
きるようにすることが知られている。更に、第1鉄イオンFe2+の形の鉄、すな
わちFeOの形の鉄は、赤外線を吸収できるようにすることが知られている。
従って、ガラス組成のレドックス(酸化還元係数)を調節することは、鉄の作
用に関して、赤外線の吸収に対する紫外線の吸収を調節することを可能にする。
特に国際公開第94/14716号パンフレットでは、酸化セリウムCeO2
が紫外線吸収に影響を与えることが既に説明されてい
る。しかしながらこの酸化物の導入を可能にする原料の費用のために、この酸化
物の導入は組成物の費用をかなり増加させてしまう。
また、特に米国特許第5478783号明細書では、酸化チタンTiO2も紫
外線吸収に影響を与えることが説明されている。TiO2をガラスマトリックス
に導入する費用は、CeO2を導入する費用よりも安いが、この費用はまだかな
り高価なままである。
特に国際公開第94/14716号明細書から、また、より良い紫外線吸収率
のために2つの酸化物CeO2及びTiO2を組み合わせることも知られている。
当然そのような組み合わせは、これらの酸化物をガラスマトリックスに導入する
ことによる追加の費用を制限することを可能にしない。
更に、製造者は、乗り物の製造費用、従って窓ガラスの製造費用を減少させる
ことを常に意図している。
従って本発明の課題は、特にエネルギー透過率と紫外線透過率に関して、必要
とされる光学的性質を有し、且つ製造費用を減少させる新しいガラス組成物を製
造することである。
この課題は、以下に示される含有物を以下のような範囲で含有する、特に窓ガ
ラスの製造を意図したシリカ−ソーダ−ライムタイプのガラス組成物によって、
本発明で達成される。
SiO2 74〜80重量%
B2O3 0〜2重量%
MgO 0.3〜4重量%
CaO 1〜10重量%
Na2O 11〜17重量%
K2O 0.3〜1.5重量%
Al2O3 0.2〜2重量%
Fe2O3 0.2〜2重量%
ここで、Fe2O3は全ての鉄である。
また、窓ガラスの厚さが3.85mmの場合、ガラスマトリックスの総括エネ
ルギー透過率TEは46%未満、好ましくは45%未満、そして更に好ましくは
43%未満であり、また、このガラスマトリックスの紫外線透過率TVU.ISOOは
18.5%未満、好ましくは15%未満、そして更に好ましくは10%未満であ
る。
本発明のシリカに富むマトリックスは、特に、あまり費用がかからない酸化物
SiO2を供給する原料によって、製造費用を制限することを可能にする。更に
本発明のマトリックスは、比較的密度が小さいという利点を持つ。ガラスの費用
は通常は重量によって決定されるので、窓ガラスに関しては、本発明の組成物は
前記窓ガラスの費用の更なる減少を可能にすると考えられる。
更に本発明で得られるガラスは、通常のソーダ−ライムタイプのガラスよりも
屈折率が小さく、従って反射防止能力が高い。
また好ましくは、シリカ含有率は76%以上である。本発明のガラスの粘度は
、通常の方法を使用して溶融することを比較的難しくする。しかしながら、フラ
ンス特許出願第98/000176号明細書で説明されるような技術を使用して
も溶融を行うことが可能である。
酸化物Al2O3は、粘度を増加させ且つ可視光線の透過率を減少させることに
も貢献するので、非常に少量を使用する。
アルカリ金属酸化物Na2O及びK2Oは、ガラスの溶融を促進し且つ高温で粘
度を調節することを可能にする。K2Oは1.5%未満の含有率で使用すること
が有利である。
本発明のガラスに導入されたアルカリ土類金属酸化物は、高温において粘度を
増加させる全体的な効果を持つ。ガラスの失透を許容できるレベルに維持するた
めに、CaOの含有率は10%を越えて
はならない。同様の理由と赤外線吸収特性を改良するために、MgO含有率は4
%未満であることが有利である。
光透過率を増加させることを可能にするBaOは、本発明の組成物に4%未満
の量で加えることができる。これはBaOがガラスの粘度に与える影響が、Mg
O及びCaOよりも遙かに小さいことによる。本発明に関して、BaOを増加さ
せることは、MgO及び特にCaOのアルカリ金属酸化物の被害を本質的にもた
らす。従って、BaOをかなり増加させることは常に、特に低温において、ガラ
スの粘度を増加させることに貢献する。加えて、BaOを高い割合で導入するこ
とは、実質的に組成物の費用を増加させ、且つガラスの加水分解抵抗性を減少さ
せる傾向がある。本発明のガラスが酸化バリウムを含有する場合、この酸化物の
含有率は好ましくは、0.5〜3.5重量%である。
本発明のガラス組成物は、酸化物B2O3も含有していてよい。この場合、B2
O3含有率は2%を越えるべきでない。なぜならば、この値を超えると、ガラス
の製造の間にアルカリ金属酸化物の存在下で、かなりのホウ素の気化が起こるこ
とがあり、これが、従来の溶融技術の場合に、耐熱材の腐食をもたらすことがあ
るからである。更に、比較的高いB2O3の含有率はガラスの質を悪化させる。
本発明の第1の態様は、総鉄含有率がFe2O3≧1%となるようなものである
。そのような態様は、所望の光透過率があまり高くない場合、例えば、自動車の
側面の窓ガラス若しくは屋根の場合、又は、光透過率に関する要求が比較的過酷
である場合、例えば比較的薄いガラスで作られた風防ガラス又は後部の窓ガラス
の場合に特に好ましい。
もう1つの態様は、総鉄含有率がFe2O3≦0.6%となるよ
うなものである。特に、この後者の実施形態では、本発明のガラス組成物は、紫
外線幅射を吸収する機能剤、例えばCeO2、TiO2、WO3、La2O3等、又
はこれらの酸化物の2若しくはそれ以上のものの組み合わせを更に含む。酸化物
CeO2に関しては、その含有率は、2重量%以下、好ましくは1.5重量%以
下、好ましくは0.3〜0.8重量%である。TiO2の含有率は、0.1〜2
重量%でよく、1.2重量%を越えないことが有利である。酸化物WO3に関し
ては、0.1〜1.2重量%の含有率で存在していてよい。本発明のガラス組成
物に導入することができる原料が比較的安価なので、後者の酸化物は他の2つの
ものよりも好ましい。これらの機能剤の存在は、紫外線透過率を10%未満にす
ることを容易に可能にする。
着色ガラスを製造することを意図する場合、ガラス組成物はl又は複数の着色
剤、例えばCoO、Se、Cr2O3、又はNiOを更に含有することができる。
本発明のガラスは、ガラス原料中の不純物によって提供される他の成分、及び
/又はガラスバッチへのカレットに起因する他の成分、及び/又は清澄剤(SO3
、Cl、Sb2O3、As2O3)の使用からくる他の成分も、1%まで含有して
いてもよい。
第1の態様で特に自動車の用途、例えば風防ガラスと前部側面の窓ガラスでは
、光源Aでの総括光透過率(TLA)は70%以上である。
本発明のもう1つの態様で特に自動車の用途、例えば後部側面の窓ガラスと後
部窓ガラスでは、光源Aでの総括光透過率(TLA)は55%以下、又は35%以
下である。
本発明の第3の態様で特に自動車の屋根のような用途では、光源Aでの総括光
透過率(TLA)は10%以下である。
溶融を容易にするために、特に標準の溶融技術を使用して溶融を行えるように
するために、マトリックスは、ポイズで表される粘度ηがlogη=2であるこ
とに対応する温度が、1550℃未満、好ましくは1500℃未満であることが
有利である。また、特に「フロート」技術を使用して得られるガラスリボンから
基材を製造するために、ポイズで表される粘度ηがlogη=3.5であること
に対応するマトリックスの温度T(logη=3.5)と、液相温度Tliq
が以下の関係を満たすことが好ましい。
T(logη=3.5) −Tliq > 0℃
また、好ましくは以下の関係を満たす。
T(logη=3.5) −Tliq > 20℃
また、更に好ましくは以下の関係を満たす。
T(logη=3.5) −Tliq > 50℃
さらなる詳細と有利な特徴は、以下の本発明の態様の説明で表される。
一連のガラスは以下の表に示す組成で製造した。これらのガラスは、レドック
スが0.12〜0.28になるような酸化還元条件で製造した。光学的な特性は
、全ての例において3.85mmの厚さで光透過率が71%になるようにして測
定する。ただし、No.17(表2)に関する値は、3.15mmの厚さで測定
する。
この表は以下の特性の値も示している。
→380〜780nmの光源Aでの総括光透過率(TLA)、
→Parry Moon Masse2標準に従って295〜2500nmを積
分した総括エネルギー透過率TE、
→ISO9050標準に従って295〜380nmを積分した紫外線透過率TUV .ISO
、
→光源C条件下での主波長λd、
→比重、
→屈折率。
表は、ポイズで表される粘度ηがlogη=2及びlogη=3.5であるこ
とに対応する温度Tlog2及びTlog3.5、並びに液相温度Tlipも示している。 製造されたこれら様々な組成から及びそれらの特性の測定から、厚さ3.85
mmで光透過率を71%にするために、Fe2O3及びFeO含有率を変更するこ
とによって組成を定め直した。
これらの組成は以下の表2に示す。 製造された組成物から、マトリックスを変更することによって他の組成物も定
めた。
これらの組成物は以下の表3に示す。 製造された組成及び測定結果から再度定めた組成は、本発明が、高性能の光学
特性、特に比較的小さい紫外線透過率を、既知の技術と比べて安い費用で得られ
るようにすることを示している。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Glass compositions intended for the manufacture of window glass
The present invention contemplates a new glass composition of the silica-soda-lime type.
In particular, the manufacture of windowpanes. Although not limiting the application, the present invention
Will be described with particular reference to the window glass of an automobile.
There are various requirements for window glass intended for the automotive industry, especially regarding optical characteristics.
There is a request to do. These requirements, for example, relate to the light transmission of windshields.
Or user comfort, for example, in terms of energy transmission.
Or, particularly with regard to color, with respect to the aesthetic appearance.
Furthermore, in some cases, manufacturers are facing new problems with UV transmission.
You. The purpose of this new trend is to wish to protect the skin as much as possible, especially from the sun
Is to prevent sunburn and sunstroke. Another of this trend
The purpose is to limit the fading of the fabrics provided inside the motor vehicle.
Ferric ion Fe3+Iron in the form ofTwoOThreeIn the form of iron absorbs ultraviolet light
It is known to be able to. Further, the ferrous ion Fe2+Iron in the shape of a sand
That is, iron in the form of FeO is known to be able to absorb infrared radiation.
Therefore, adjusting the redox (oxidation-reduction coefficient) of the glass composition depends on the production of iron.
As regards the application, it is possible to adjust the absorption of ultraviolet light relative to the absorption of infrared light.
Particularly, in WO 94/14716, cerium oxide CeO is disclosed.Two
Have been described to affect UV absorption.
You. However, due to the cost of raw materials that allow the introduction of this oxide,
The introduction of a substance significantly increases the cost of the composition.
Also, in particular, in US Pat. No. 5,478,783, titanium oxide TiOTwoAlso purple
It is described as affecting outside line absorption. TiOTwoThe glass matrix
The cost of introducingTwoIs cheaper than the cost of introducing
Remains expensive.
Especially from WO 94/14716 and also better UV absorption
Two oxides CeO forTwoAnd TiOTwoIt is also known to combine
Naturally such a combination introduces these oxides into the glass matrix
Does not allow the additional costs to be limited.
In addition, manufacturers reduce the cost of manufacturing vehicles, and thus the cost of window glass.
Always intend to do that.
Therefore, an object of the present invention is to solve the problems particularly with respect to energy transmittance and ultraviolet transmittance.
A new glass composition with the required optical properties and reduced manufacturing costs
Is to build.
The object of this invention is to include the following contents in the following ranges,
With a silica-soda-lime type glass composition intended for the production of laths,
This is achieved with the present invention.
SiOTwo 74-80% by weight
BTwoOThree 0-2% by weight
MgO 0.3-4% by weight
CaO 1-10% by weight
NaTwoO 11-17% by weight
KTwoO 0.3-1.5% by weight
AlTwoOThree 0.2-2% by weight
FeTwoOThree 0.2-2% by weight
Where FeTwoOThreeIs all iron.
When the thickness of the window glass is 3.85 mm, the total energy of the glass matrix
Lugie transmittance TEIs less than 46%, preferably less than 45%, and more preferably
Less than 43%, and the UV transmittance T of this glass matrix.VU.ISOO
Less than 18.5%, preferably less than 15%, and more preferably less than 10%
You.
The silica-rich matrices of the present invention are particularly suitable for inexpensive oxides.
SiOTwoAllows the production costs to be limited by the raw material supplied. Further
The matrix of the present invention has the advantage of relatively low density. Glass cost
Is usually determined by weight, so for glazing, the compositions of the present invention
It is believed that the cost of the glazing can be further reduced.
Further, the glass obtained in the present invention is more than a normal soda-lime type glass.
It has a low refractive index and therefore a high antireflection ability.
Also preferably, the silica content is at least 76%. The viscosity of the glass of the present invention is
, Making it relatively difficult to melt using conventional methods. However, hula
Using techniques such as those described in U.S. Patent Application No. 98/000176.
Can also be melted.
Oxide AlTwoOThreeIs to increase the viscosity and decrease the transmission of visible light.
Use a very small amount as it also contributes.
Alkali metal oxide NaTwoO and KTwoO promotes the melting of the glass and
Allows you to adjust the degree. KTwoO should be used at a content of less than 1.5%
Is advantageous.
The alkaline earth metal oxide introduced into the glass of the present invention has a viscosity at a high temperature.
With increasing overall effect. To keep glass devitrification to an acceptable level
The content of CaO exceeds 10%
Not be. For the same reason and to improve the infrared absorption characteristics, the MgO content is 4%.
%.
BaO, which makes it possible to increase the light transmission, is less than 4% in the composition according to the invention
Can be added in amounts. This is because the effect of BaO on the viscosity of glass is
Due to being much smaller than O and CaO. In the context of the present invention, BaO is increased.
Doing so inherently damages the alkali metal oxides of MgO and especially CaO.
Sir. Therefore, a significant increase in BaO is always necessary, especially at low temperatures.
Contributes to increasing the viscosity of the steel. In addition, BaO must be introduced at a high rate.
Substantially increases the cost of the composition and reduces the hydrolysis resistance of the glass.
Tend to cause When the glass of the present invention contains barium oxide,
The content is preferably 0.5 to 3.5% by weight.
The glass composition of the present invention comprises an oxide BTwoOThreeMay also be contained. In this case, BTwo
OThreeThe content should not exceed 2%. Because if this value is exceeded, the glass
Significant boron vaporization in the presence of alkali metal oxides during the production of
This can lead to corrosion of refractory materials with conventional melting techniques.
This is because that. Furthermore, relatively high BTwoOThreeContent degrades the quality of the glass.
In a first aspect of the present invention, the total iron content is FeTwoOThree≧ 1%
. Such an embodiment may be useful if the desired light transmission is not very high, for example, in an automobile.
Relatively severe requirements for side windows or roofs, or for light transmission
If, for example, a windshield made of relatively thin glass or a rear window glass
Particularly preferred is the case of
In another embodiment, the total iron content is FeTwoOThree≦ 0.6%
It's a stuff. In particular, in this latter embodiment, the glass composition of the present invention comprises
Functional agent that absorbs line radiation such as CeOTwo, TiOTwo, WOThree, LaTwoOThreeEtc.
Further includes combinations of two or more of these oxides. Oxide
CeOTwo, The content is not more than 2% by weight, preferably not more than 1.5% by weight.
Below, preferably 0.3 to 0.8% by weight. TiOTwoIs 0.1 to 2
% By weight, advantageously not exceeding 1.2% by weight. Oxide WOThreeAbout
May be present at a content of 0.1 to 1.2% by weight. Glass composition of the present invention
Because the raw materials that can be introduced into the product are relatively inexpensive, the latter oxide
Preferred over those. The presence of these functional agents reduces the UV transmission to less than 10%.
Make it easy to do.
If it is intended to produce a colored glass, the glass composition may have one or more colored
Agents such as CoO, Se, CrTwoOThree, Or NiO.
The glass of the present invention has other components provided by impurities in the glass raw material, and
And / or other components due to cullet into glass batch and / or fining agent (SOThree
, Cl, SbTwoOThree, AsTwoOThree)) Up to 1% of other ingredients coming from the use
It may be.
In the first aspect, especially in automotive applications, for example windshields and front side windows
, The total light transmittance at the light source A (TLA) Is 70% or more.
In another embodiment of the invention, in particular for automotive applications, for example rear window glazing and rear
In the window glass, the total light transmittance (TLA) Is 55% or less, or 35% or less
Below.
In the third aspect of the present invention, especially for applications such as automobile roofs, the general light source A
Transmittance (TLA) Is 10% or less.
In order to facilitate the melting, the melting can be carried out, in particular using standard melting techniques.
In order to achieve this, the matrix must have a viscosity η expressed in poise and log η = 2.
Is less than 1550 ° C., preferably less than 1500 ° C.
It is advantageous. Also, especially from glass ribbons obtained using "float" technology
In order to produce a substrate, the viscosity η expressed in poise is logη = 3.5.
Matrix temperature T corresponding to(logη= 3.5)And the liquidus temperature Tliq
Preferably satisfies the following relationship.
T(logη= 3.5) -Tliq > 0 ° C
Preferably, the following relationship is satisfied.
T(logη= 3.5) -Tliq > 20 ℃
Further, the following relationship is more preferably satisfied.
T(logη= 3.5) -Tliq > 50 ℃
Further details and advantageous features are set forth in the following description of aspects of the invention.
A series of glasses were produced with the compositions shown in the table below. These glasses are redock
The production was carried out under oxidation-reduction conditions such that the concentration was 0.12-0.28. The optical properties are
In all cases, the measurement was performed so that the light transmittance was 71% at a thickness of 3.85 mm.
Set. However, no. The values for 17 (Table 2) are measured at a thickness of 3.15 mm
I do.
This table also shows values for the following properties:
→ Overall light transmittance (TLA),
→ Product of 295 to 2500 nm according to the Parry Moon Masse2 standard
Total energy transmittance T dividedE,
→ UV transmittance T integrated from 295 to 380 nm according to ISO 9050 standardUV .ISO
,
→ Dominant wavelength λ under light source C conditiond,
→ Specific gravity,
→ Refractive index.
The table shows that the viscosity η expressed in poise is logη = 2 and logη = 3.5.
And the temperature T corresponding tolog2And Tlog3.5, And liquidus temperature TlipAlso shown. From these various compositions produced and from the measurement of their properties, a thickness of 3.85 was obtained.
In order to make the light transmittance 71% in mm,TwoOThreeAnd FeO content
And the composition was determined again.
These compositions are shown in Table 2 below. From the manufactured composition, other compositions can be determined by changing the matrix.
I did.
These compositions are shown in Table 3 below. The present invention provides a high-performance optical
Properties, especially relatively low UV transmission, can be obtained at a lower cost compared to known technologies.
To indicate that
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(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE),JP,KR,U
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(81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY,
DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I
T, LU, MC, NL, PT, SE), JP, KR, U
S