JP2002532380A - 青色相のソーダライムガラス - Google Patents
青色相のソーダライムガラスInfo
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Abstract
Description
ソーダライムガラスに関する。
量%)を含有する全てのガラスに関係する: Na2O 10〜20% CaO 0〜16% SiO2 60〜75% K2O 0〜10% MgO 0〜10% Al2O3 0〜 5% BaO 0〜 2% BaO+CaO+MgO 10〜20% K2O+Na2O 10〜20%
使用されている。それは一般にフロート法によってリボンの形態で製造される。
かかるリボンは切断されてシートの形態にすることができ、次いでそれは機械的
特性を改良するための処理、例えば熱強化工程に供したり、曲げたりすることが
できる。
書では、二つの標準光源が使用される:即ち、Commission Internationale de l
'Eclairage(C.I.E.)によって規定される光源C及び光源Aである。光源Cは6
700Kの色温度を有する平均的な昼光を表わす。この光源は建造物のために意
図された窓ガラスの光学的特性を評価するために特に有用である。光源Aは約2
856Kの温度のプランク放熱器の放射線を表わす。この光源は車のヘッドラン
プによって放出される光を表わし、本質的には自動車のために意図された窓の光
学的特性を評価することを意図される。Commission Internationale de l'Eclai
rageはまた“Colorimetrie, Recommandations Officielles de la C.I.E.(Color
imetry and Official Recommendations of the C.I.E.)”(1970年5月)と
いう標題の文献を発行しており、それは可視スペクトルの各波長の光に対する色
座標(colorimetric coordinates)がx及びyの直交軸を有する図(C.I.E. 1
931 3色度図と称される)に表わすことができるように規定される理論を記
載する。この3色度図は可視スペクトルの各波長(ナノメーターで表わされる)
の光を表わす軌跡を示している。この軌跡は“スペクトル軌跡”と称され、座標
がこのスペクトル軌跡上にある光は適当な波長に対して100%の励起純度を持
つと言われている。スペクトル軌跡はスペクトル軌跡の点を結合する“紫境界部
(purple boundary )”と称される線によって閉じられ、その点の座標は380
nm(紫)及び780nm(赤)の波長に相当する。スペクトル軌跡と紫境界部
の間にある領域はいずれの可視光の3色度座標に対しても利用できるものである
。光源Cによって放出される光の座標は例えばx=0.3101及びy=0.3
162に相当する。この点Cは白色光を表わすものとみなされ、結果としていず
れの波長に対してもゼロに等しい励起純度を有する。線はいずれの所望の波長に
対しても点Cからスペクトル軌跡まで導くことができ、これらの線上にあるいず
れの点もそのx及びy座標によってだけでなく、それがある線に相当する波長及
び波長線の全長に対する点Cからのその距離の関数として規定することができる
。結果として、1枚の着色ガラスシートを通って透過した光の色はその主波長及
びその励起純度(%で表わされる)によって記載することができる。
ってだけでなく、その厚さによっても左右されるだろう。本明細書及び特許請求
の範囲では、透過光の主波長λD及び励起純度Pの全ての値は5mm厚のガラス
シートのスペクトル比内部透過率((spectral specific internal transmissio
n)SITλ)から計算される。ガラスシートのスペクトル比内部透過率は単に
ガラスの吸収量によって決定され、下記ベールランバートの法則によって表わす
ことができる: SITλ=e−E・Aλ 式中、Aλは問題になっている波長におけるガラスの吸収率(cm−1)であ
り、Eはガラスの厚さ(cm)である。 第1近似として、SITλは下記式によって表わしてもよい: (I3+R2)/(I1−R1) 式中、I1はガラスシートの第1面についての入射可視光の強度であり、R1 はこの面によって反射される可視光の強度であり、I3はガラスシートの第2面
から透過した可視光の強度であり、R2はこの第2面によって反射されるシート
の内部への可視光の強度である。
(TLA4)。この全透過率は波長380nmと780nmの間で下記式を積分
した結果である: ΣTλ・Eλ・Sλ/ΣEλ・Sλ 式中、Tλは波長λにおける透過率であり、Eλは光源Aのスペクトル分布で
あり、Sλは波長λの関数としての通常の人の目の感度である。 − 4mmの厚さに対して測定された全エネルギー透過率(TE)(TE4)
。この全透過率は波長300nmと2500nmの間で下記式を積分した結果で
ある: ΣTλ・Eλ/ΣEλ 式中、Eλは水平より上に30°の太陽のスペクトルエネルギー分布である。 − 全エネルギー透過率に対する光源Aについての全光透過率の比(TLA/
TE)として測定された選択性(SE);及び − 4mmの厚さについて測定された紫外線における全透過率(TUV4)。
この全透過率は波長280nmと380nmの間で下記式を積分した結果である
: ΣTλ・Uλ/ΣUλ 式中、UλはDIN67507標準に規定された、大気を通過する紫外線のス
ペクトル分布である。
及び自動車及び列車の客室のための窓として使用されてもよい。建築物用途では
、4〜6mm厚のガラスシートが一般に使用され、一方自動車用途では1〜5m
m厚が特にサイドウインドウ及びサンルーフの製造のために一般に使用される。
ら構成される青色相の着色されたソーダライムガラスにおいて、前記ガラスが1
.1重量%以上のFe2O3、0.53重量%未満のFeO及び0.13重量%
未満の酸化マンガンを含有し、15%〜70%の光透過率(TLA4)及び1.
2より大きい選択性(SE4)を有し、C.I.E. 1931 3色度図において光
源Cを表す点と座標(λD,P)がそれぞれ(490,19)及び(476,4
9)である点によって頂点が規定される三角形内にあるような主波長(λD)及
び励起純度(P)を有することを特徴とする着色されたガラスからなる。
特に視覚的に美しい色相を提供し、さらに本発明による窓によって画定される体
積の内部加熱を制限することができる高い選択性を提供することに特に有利であ
る。
望まれる。なぜならばこの化合物は前記成分の溶融に有利であるからである。
して故意に導入されて存在する。Fe3+の存在はガラスに短波長(410及び
440nm)の可視光のわずかな吸収及び紫外域における極めて強い吸収帯(3
80nmを中心とする吸収帯)を与え、一方Fe2+の存在は赤外域(1050
nmを中心とする吸収帯)において強い吸収を引き起こす。結果としてFe2+ の濃度が増加するときTE値は減少し、それによってSE値を上昇する。さらに
第二鉄イオンはガラスにわずかに黄色を与え、一方第一鉄イオンはより顕著な青
−緑色を与える。それゆえ本発明によるガラスの高いFe2O3含有量は紫外線
を極めて不透過性にする。その低いFeO含有量はガラスが従来の炉によって製
造されることができることを意味する。その炉は大きな容量のものであってもよ
い。なぜならばその限られた赤外線の吸収はかかる炉における熱の拡散に対する
障害物ではないからである。高い選択性のガラスの製造に通常使用される小さな
電気炉よりこのタイプの炉を使用する方がより経済的である。かかる場合には、
実際高いFeO含有量はガラスを溶融することが困難であり、低容量電気炉の使
用を通常要求する。
満のMnO2を含有する。なぜならばこの物質はその酸化性のため選択性に好ま
しくないからである。
おいて光源Cを表す点と座標(λD,P)がそれぞれ(490,19)及び(4
80,38)である点によって頂点が規定される三角形内にあるような主波長(
λD)及び励起純度(P)を有する。これは特に魅力的であると考えられる着色
に相当する。
12%より大きい純度を有し、それは特に望ましい色に相当する。
は本発明によるガラスの表面によって画定される体積内にある物体のいかなる脱
色も避けることができる。この特性は自動車の部門において特に有利である。低
い紫外線透過率は実際に太陽光の作用に絶えずさらされる車両内部ライニングの
老化及び脱色を防止する。
るのを特に容易にする。
ウム、チタン、セレン及びバナジウムの少なくとも一つを含有する。これらの元
素の使用は最適な方法でガラスの光学的特性を調整でき、高い選択性のガラスを
得ることに貢献する。
ラスを製造することができる。しかしながら、ニッケルの存在は特にガラスをフ
ロート法によって製造しなければならないときに欠点となる。フロート法では、
熱いガラスのリボンはその表面が平らで平行になるように溶融錫の浴の表面に沿
って運搬される。このリボンによって連行される酸化錫に導く浴の表面上に存在
する錫の酸化を防止するために、還元雰囲気が浴の上で維持される。ガラスがニ
ッケルを含有するとき、後者はこの雰囲気によって部分的に還元され、それは製
造されたガラスに曇りを生じる。この元素は高TE値を生じる赤外領域の光を吸
収しないのでそれを含有するガラスの高い選択性の値を得るために貢献しない。
さらに、ガラス中に存在するニッケルはNiSを形成しうる。この硫化物は様々
な結晶形態で存在し、それは様々な温度範囲にわたって安定である。自動車の分
野及び建造物用途(バルコニー、カーテンウォールなど)によくあることだが、
ガラスを熱強化処理によって強化するときにその結晶形態が次から次へと変態す
ることは問題を生じる。結果として本発明によるガラスはニッケルを全く含有し
ない。
ss Institute], Parisによる)ガラスの製造のために個々に考えられた様々な着
色剤の効果は以下の通りである: − コバルト:CoIIO4基は強烈な青色を生成し、その主波長は鉄−セレ
ン発色団によって生成されるものとは実質的に反対である。 − クロム:CrIIIO6基の存在は650nmで吸収帯を生じ、薄い緑色
を与える。高レベルの酸化がCrVIO4基を生じ、それは365nmで極めて
強い吸収帯を生じ、黄色を与える。 − セリウム:組成物中のセリウムイオンの存在は紫外領域において強い吸収
を得ることができる。酸化セリウムは二つの形で存在する。即ち、CeIVは24
0nm付近の紫外領域で吸収し、CeIIIは314nm付近の紫外領域で吸収す
る。 − セレン:Se4+カチオンは実質的には着色効果を全く有さないが、変化
していない元素Se0はピンク色を呈する。Se2−アニオンは存在する第二鉄
イオンと発色団を形成し、このためガラスに茶色がかった赤色を与える。 − バナジウム:アルカリ金属酸化物の含有量を増大するにつれて色は緑から
無色に変化する。これはVIIIO6基をVVO4に酸化することによって生じ
る。 − マンガン:実質的に無色であるMnIIO6の形のガラスにおいて現れる。
しかしながら、アルカリ金属に富むガラスはMnIIIO6基のため紫色を有する
。 − チタン:ガラス中のTiO2はガラスに黄色を与える。多くの量で還元に
よって紫色又は茶色に着色するTiIIIO6基を得ることができる。
の錯体の相互作用の結果である。実際、これらの着色剤の挙動はそれらのレドッ
クス状態及びこの状態に影響しやすい他の元素の存在に大きく依存する。
る。かかる高い選択性を与えるガラスを得ることは特に驚くべきことであるが、
それはFeOの重量含有量の低い上限を有する。
Fe2O3の形で表示される): Fe2O3 1.2〜1.6% FeO 0.34〜0.50% Co 0.0030〜0.0100% Cr2O3 0〜0.0200% V2O5 0〜0.0500% Se 0〜0.0020% CeO2 0〜0.5% TiO2 0〜1.5%
外線透過率を得るために好ましい。クロム及びセリウムの使用に関して、これは
これらの元素が腐食の危険を全く与えないということに関してガラス製造炉の耐
火壁の保護に好ましい。
制限されることが好ましい。特に、セレンの使用を避けることが有利であり、そ
れは高価であり、ガラス中に非効率に混入される。
全量はFe2O3の形で表示される): Fe2O3 1.2〜1.5% FeO 0.34〜0.45% Co 0.0030〜0.0100% Cr2O3 0〜0.0150% V2O5 0〜0.0400%
ウインドウ又はリアウインドウのために使用されるときに自動車のヘッドライト
からの光によって生成される眩惑効果を避けるために特に有用にさせる。対応す
るエネルギー透過率範囲に関してこれはガラスにその高い選択性を与える。
ンドウとして特に好適である。
の全量はFe2O3の形で表示される): Fe2O3 1.3〜1.8% FeO 0.30〜0.50% Co 0.0160〜0.0270% Cr2O3 0〜0.0200% V2O5 0〜0.0500% Se 0〜0.0040% CeO2 0〜0.5%
スとして使用する車両の客室の加熱を減らす金属酸化物の層で被覆されてもよい
。
して、天然材料、リサイクルされたガラス、スコリア又はこれらの材料の組合せ
を使用することができる。着色剤は必ずしも示された形で添加されないが、示さ
れた形と同等の形で添加される着色剤の量を与えるこの方法は標準的な慣行であ
る。実際には、鉄は赤色酸化鉄の形で加えられ、コバルトはCoSO4・7H2 O又はCoSO4・6H2Oのような水和硫酸塩の形で加えられ、クロムはK2 Cr2O7のような重クロム酸の形で加えられる。セリウムは酸化物又は炭酸塩
の形で導入される。バナジウムに関して、これは酸化バナジウムまたはバナジン
酸ナトリウムの形で導入される。セレンは存在するときNa2SeO3又はZn
SeO3の如きセレン化物の形で又は元素の形で加えられる。
として存在させる場合があり、それは天然材料、リサイクルされたガラス又はス
コリア中にあってもよいが、これらの不純物の存在がガラスに上記限定外の特性
を与えない場合、これらのガラスは本発明に従ったものとみなされる。本発明は
下記の組成物及び光学的特性の特定の実施例によって説明されるだろう。
びガラスのベース組成を限定されない例として与えたものである。表IIa、IIb
、IIc及びIIdは着色剤のうちでセレン、セリウム、チタンを含む又はこれらの元
素のいずれも含まないガラスの着色剤の重量割合及び光学的特性を与えたもので
ある。これらの割合はガラスのX線蛍光によって測定され、示された分子種に変
換される。
、又は硝酸塩の如き酸化剤を含有してもよい。この場合において、他の材料の割
合はガラスの組成が変わらないままであるように適応される。
Claims (13)
- 【請求項1】 2%以上の酸化マグネシウム及び着色剤を含むガラス形成主
要成分から構成される青色相の着色されたソーダライムガラスにおいて、前記ガ
ラスが1.1重量%以上のFe2O3、0.53重量%未満のFeO及び0.1
3重量%未満の酸化マンガンを含有し、15%〜70%の光透過率(TLA4)
及び1.2より大きい選択性(SE4)を有し、C.I.E. 1931 3色度図に
おいて光源Cを表す点と座標(λD,P)がそれぞれ(490,19)及び(4
76,49)である点によって頂点が規定される三角形内にあるような主波長(
λD)及び励起純度(P)を有することを特徴とする着色されたガラス。 - 【請求項2】 前記ガラスが489nm未満の主波長及び/又は12%より
大きい純度(P)を有することを特徴とする請求項1に記載の着色されたガラス
。 - 【請求項3】 前記ガラスが10%未満のTUV4を有することを特徴とす
る請求項1又は2に記載の着色されたガラス。 - 【請求項4】 前記ガラスが41%未満のレドックス値(redox value)を有
することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の着色されたガラス。 - 【請求項5】 前記ガラスが着色剤として元素Cr、Co、Se、Ce、V
、Tiの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載
の着色されたガラス。 - 【請求項6】 前記ガラスがC.I.E. 1931 3色度図において光源Cを
表す点と座標(λD,P)がそれぞれ(490,19)及び(480,38)で
ある点によって頂点が規定される三角形内にあるような主波長(λD)及び励起
純度(P)を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の着色され
たガラス。 - 【請求項7】 前記ガラスが1.6より大きい選択性(SE4)を有するこ
とを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の着色されたガラス。 - 【請求項8】 前記ガラスが下記重量%の着色剤を含む(鉄の全量はFe2 O3の形で表示される)ことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の着色
されたガラス: Fe2O3 1.2〜1.6% FeO 0.34〜0.50% Co 0.0030〜0.0100% Cr2O3 0〜0.0200% V2O5 0〜0.0500% Se 0〜0.0020% CeO2 0〜0.5% TiO2 0〜1.5% - 【請求項9】 前記ガラスが下記重量%の着色剤を含む(鉄の全量はFe2 O3の形で表示される)ことを特徴とする請求項8に記載の着色されたガラス: Fe2O3 1.2〜1.5% FeO 0.34〜0.45% Co 0.0030〜0.0100% Cr2O3 0〜0.0150% V2O5 0〜0.0400%
- 【請求項10】 前記ガラスが下記光学的特性を有することを特徴とする請
求項8又は9に記載の着色されたガラス。 35%<TLA4<45% 20%<TE4<30% TUV4<9% λD >483nm P>12% - 【請求項11】 前記ガラスが下記重量%の着色剤を含む(鉄の全量はFe 2 O3の形で表示される)ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の着
色されたガラス: Fe2O3 1.3〜1.8% FeO 0.30〜0.50% Co 0.0160〜0.0270% Cr2O3 0〜0.0200% V2O5 0〜0.0500% Se 0〜0.0040% CeO2 0〜0.5% - 【請求項12】 前記ガラスが下記光学的特性を有することを特徴とする請
求項11に記載の着色されたガラス: 16%<TLA4<24% 12%<TE4<18% TUV4<5% 476nm<λD <483nm P>18% - 【請求項13】 前記ガラスが自動車のための窓を形成することを特徴とす
る請求項1〜12のいずれかに記載の着色されたガラス。
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