JP2003012342A - 紫外線赤外線吸収緑色ガラス - Google Patents

紫外線赤外線吸収緑色ガラス

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JP2003012342A
JP2003012342A JP2001197642A JP2001197642A JP2003012342A JP 2003012342 A JP2003012342 A JP 2003012342A JP 2001197642 A JP2001197642 A JP 2001197642A JP 2001197642 A JP2001197642 A JP 2001197642A JP 2003012342 A JP2003012342 A JP 2003012342A
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Hiromitsu Seto
啓充 瀬戸
Yasukimi Nagashima
廉仁 長嶋
Narikazu Yoshii
成和 吉井
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温粘性が低く、強化性に優れた紫外線赤外
線吸収緑色ガラスを提供する。 【解決手段】 ソーダライム系シリカガラスであって、
重量%で表示して、0.001〜2%のLi2Oを含
み、着色成分として、0.4〜2%のFe23に換算し
た全酸化鉄(T−Fe23)を含み、Fe23に換算し
たFeOがT−Fe 23の15〜60%であり、2.1
〜6mmのいずれか一つの厚味における該ガラスの可視
光透過率(YA)が70%以上、かつ全太陽光透過率
(TG)が60%以下であることを特徴とする紫外線赤
外線吸収緑色ガラス。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、優れた熱線紫外線
吸収性能を持ち、高品質で生産性にも優れた緑色ガラス
に関する。詳しくは緑色系色調と高い熱線吸収性能を有
する可視光透過率の高いガラス、とりわけ風冷強化して
乗用車に用いられる窓ガラスとして好適な緑色ガラスに
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車の室内内装材の高級化に伴
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。
【0003】このうち、自動車前方の窓ガラスは運転者
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。
【0004】上記特性を付与したガラスとして、高い可
視光透過率と低い紫外線透過率、および低い全太陽光透
過率を有する紫外線赤外線吸収緑色ガラスがいくつか提
案されてきた(例えば、特開平10−45425号公報
など)。
【0005】このような紫外線赤外線吸収緑色ガラスに
おいては、その熱線吸収性能の高さから生産性が低かっ
た。すなわち、窯の上部から炎により直接加熱する溶融
窯において、炎の輻射によってガラス素地上面より入射
される熱線は、上層部のガラス素地に著しく吸収される
ため、低層部のガラス素地を充分に加熱することができ
ないことから、ガラス素地の溶解、均質化が困難であっ
た。
【0006】加えて、高い熱線吸収性能を付与するため
には、通常よりもガラス素地を高い還元度に維持する必
要があった。このためガラスバッチ中には多量の還元剤
(主にグラファイト粉末など)が添加されたが、これら
は溶融助剤として加えられた硫酸塩(主に硫酸ナトリウ
ムなど)と過剰に反応するため、とりわけシリカの溶解
が困難になり未溶解シリカ等の欠点を生じやすいという
不具合があった。
【0007】上記問題を解決するために、従来はガラス
製造プロセスを改善することで対応が図られてきた。例
えば、窯内のガラス素地の量を通常操業時より減らした
り、あるいは、窯底部に挿入した電極を通電して低層部
のガラス素地を加熱したり、あるいは、ガラス素地中に
送気(バブリング)するなどの方法を単独または組み合
わせて用いることで、ガラス素地の溶解、均質化の促進
を図ってきた。
【0008】しかしながら、ガラス素地の量を通常操業
時より減らすことは、生産能力ダウンに結びつきガラス
の製造コストを押し上げる。また、窯底部に電極を挿入
する通電加熱、あるいはガラス素地中への送気の場合、
そのための設備改造を要する。さらにこれらのプロセス
変更は、いずれも操業条件次第でガラスに泡などの欠点
を大量に発生させ、著しい生産能率低下を引き起こすと
いう不具合があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
実状に鑑みてなされたものであって、ガラス素地の粘性
を低下させることによって、ガラス素地の溶解、均質化
を促すものであり、高品質で生産性に優れ、かつ低い赤
外線透過率を持つ緑色ガラスを提供することを目的とす
る。さらに、風冷強化を施した場合には従来より高い表
面圧縮応力値が得られるため、強化性も優れており、一
方、光学特性としては高い可視光透過率と低い紫外線透
過率を持つため、とりわけ乗用車に用いられる窓ガラス
として好適な緑色ガラスを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の紫外線赤外線吸
収緑色ガラスは、ソーダライム系シリカガラスであっ
て、重量%で表示して、0.001〜2%のLi2Oを
含み、着色成分として、0.4〜2%のFe23に換算
した全酸化鉄(T−Fe23)を含み、Fe23に換算
したFeOがT−Fe23の15〜60%であり、2.
1〜6mmのいずれか一つの厚味における該ガラスの、
A光源を用いて測定した可視光透過率(YA)が70%
以上、かつ全太陽光透過率(TG)が60%以下である
ことを特徴とする。
【0011】本発明の紫外線赤外線吸収緑色ガラスは、
優れた熱線吸収性能を持ち、基礎ガラス成分としてLi
2Oを含有することによりガラス素地の粘性を低下させ
て溶解、均質化を促進して、高品質で生産性が高く、さ
らに強化性にも優れたガラスを実現する。
【0012】また、本発明の紫外線赤外線吸収緑色ガラ
スの基礎ガラス組成は、重量%で表示して、65〜80
%のSiO2、0〜5%のAl23、0〜10%のMg
O、5〜15%のCaO(ただし、MgOとCaOとの
合量は5〜15%)、10〜20%のNa2O、0〜5
%のK2O(ただし、Na2OとK2Oとの合量は10〜
20%)、および0〜5%のB23からなることが好ま
しい。
【0013】本発明の紫外線赤外線吸収緑色ガラスは、
着色成分として、0.4〜1%のFe23に換算した全
酸化鉄(T−Fe23)、0〜1%のTiO2、および
0〜2%のCeO2を含むことが好ましい。
【0014】このような本発明の紫外線赤外線吸収緑色
ガラスは、2.1〜6mmのいずれか一つの厚味におけ
るガラスの、ISOで規定される紫外線透過率(Tuv)
が35%以下、かつC光源を用いて測定した主波長(D
W)が490〜560nm、刺激純度(Pe)が6%未
満の光学特性を有することが好ましい。
【0015】さらに、本発明の紫外線赤外線吸収緑色ガ
ラスは、Se,CoO,Cr23,Mn23,CuO,
Nd23,Er23,MoO3,V25およびLa23
からなる群のうち少なくとも一つ以上の成分を0.00
01%〜0.1重量%含むことが好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の低透過ガラス組成の限定
理由について説明する。ただし、以下の組成は重量%で
表示したものである。
【0017】Li2Oは、ガラス素地の粘性を下げ、生
産性を向上させる成分である。さらに、Li2Oは、添
加量がある範囲内の場合には、ガラスの熱膨張率とヤン
グ率を増加させる効果があるため、ガラスを風冷強化す
る際、ガラスの表面圧縮応力を増大させ、ガラスの強化
性を向上させる成分でもある。
【0018】Li2O量が2%以下の領域では、Li2
量が増えるに従ってガラス素地の粘性が低下し、生産性
に優れたガラスが得られる。しかし、2%を超えた領域
ではLi2O量が増えても粘性の低下効果は小さくな
る。また、Li2O量が0.001%未満では、その効
果が充分に期待できない。一般的なソーダライム系シリ
カガラスにおいて、Li2O量とlogη=2となると
きの温度との関係を図1に示す。Li2O量が増えるに
従ってlogη=2となる温度は単調に減少し、2%を
超えると傾きは小さくなることが分かる。よって、本発
明におけるLi2O含有量は0.001%〜2%であ
る。Li2O原料は高価なので、コストと効果のバラン
スより、Li2O量は2%未満とすることが好ましい。
【0019】また、Li2Oが0.5%以下の領域で
は、Li2O量が増えるに従って風冷強化後のガラスの
表面圧縮応力値は増大する。しかし、0.5%を超えた
領域では、Li2O量が増えてもガラスの表面圧縮応力
値はほとんど変化しない。一般的なソーダライム系シリ
カガラスにおいて、Li2O含有量とガラスの表面圧縮
応力値との関係を図2に示す。Li2Oが増えるに従っ
て表面圧縮応力値は増大するが、Li2O量が0.5%
を超えると、表面圧縮応力値はほとんど変化しないこと
が分かる。このため、コストと効果のバランスを考える
と、Li2Oは0.5%以下が好ましい。Li2O添加に
よるガラスの表面圧縮応力値の増大を期待するときは、
0.05%以上添加することが好ましい。
【0020】酸化鉄は、ガラス中ではFe23とFeO
の状態で存在する。Fe23は紫外線吸収能を高める成
分であり、FeOは赤外線吸収能を高める成分である。
Fe 23に換算した全酸化鉄(T−Fe23)が0.4
%未満では紫外線およ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−Fe23が2%
を超えると可視光透過率が下がり、また、色調も緑味が
強くなり好ましくない。また、TiO2、CeO2を含む
ときには、T−Fe23量は1%以下とすることが好ま
しい。
【0021】Fe23に換算したFeOのT−Fe23
に対する重量比(FeO/T−Fe 23比)が15%未
満では、充分な熱線吸収能が得られない。他方、FeO
/T−Fe23比が60%を超えると、ガラス素地が強
い還元側によっていることから、シリカリッチの筋やシ
リカスカムを生じて生産能率が低下し、Li2Oの効果
がうち消されるため好ましくない。好ましい範囲は50
%以下であり、より好ましい範囲は35%以下である。
【0022】SiO2はガラスの骨格を形成する主成分
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。
【0023】Al23はガラスの耐久性を向上させる成
分であるが、5%を超えるとガラスの溶解が困難にな
る。
【0024】MgOとCaOはガラスの耐久性を向上さ
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%未満あるいは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。
【0025】Na2OとK2Oはガラスの溶解を促進させ
る。Na2Oが10%未満あるいはNa2OとK2Oとの
合計が10%未満では溶解促進効果が乏しく、Na2
が20%を超えるか、またはNa2OとK2Oの合計が2
0%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。
【0026】B23はガラスの耐久性向上のため、ある
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。B23が5%を超えると、
23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。
【0027】TiO2は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。TiO2を含む場合に
は、1%以下とすることが好ましい。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、また
ガラスが黄色みを帯びやすくなるため好ましくない。T
iO2による紫外線吸収の効果を期待するときは0.0
1%以上加えることが好ましい。
【0028】CeO2は紫外線吸収能を高める成分であ
り、ガラス中ではCe3+またはCe4 +の形で存在し、特
にCe3+が可視域に吸収が少なく紫外線吸収に有効であ
る。Fe3+との相互作用により紫外線吸収能を高める成
分でもある。CeO2を含む場合には、2%以下とする
ことが好ましい。CeO2を2%より多く使用するとコ
ストを押し上げることになり、また可視光透過率も低下
するため好ましくない。CeO2による紫外線吸収の効
果を期待するときには0.01%以上加えることが好ま
しい。
【0029】また、より好ましい色調、光学特性を得る
ために、本発明の組成範囲のガラスに着色剤として、S
e,CoO,Cr23,Mn23,CuO,Nd23
よびEr23と、補助的紫外線吸収剤として、Mo
3,V25およびLa23からなる群のうち少なくと
も一種類の成分を0.0001〜1%加えてもよい。
【0030】通常、清澄剤としてアルカリまたはアルカ
リ土類金属の硫酸塩が用いられることが知られており、
ガラス中には0.1〜0.5%程度のSO3が含有され
る。還元剤あるいは清澄剤としてSb23、SnO2
の1種以上を合計で1%以下添加することもできる。ま
た、硫化ニッケル石の発生をさらに確実に防止する目的
で、ZnOを1%以下添加してもよい。
【0031】このような本発明の紫外線赤外線吸収ガラ
スは、2.1〜6mmのいずれか一つの厚味におけるガ
ラスの、CIEのA光源を用いて測定した可視光透過率
(YA)が70%以上、全太陽光透過率(TG)が60
%以下である。
【0032】また、本発明の紫外線赤外線吸収ガラス
は、2.1〜6mmのいずれか一つの厚味におけるガラ
スの、ISOで規定される紫外線透過率(Tuv)が35
%以下、かつC光源を用いて測定した主波長(DW)が
490〜560nm、刺激純度(Pe)が6%未満の光
学特性を有することが好ましい。
【0033】
【実施例】以下に実施例および比較例を挙げて本発明を
より具体的に説明する。 (実施例1〜12)典型的なソーダ石灰シリカガラスバ
ッチ成分に、酸化リチウム、酸化第二鉄、酸化チタン、
酸化セリウム、および金属セレン、酸化コバルト、酸化
ニッケル、酸化クロム、酸化マンガン、酸化銅、酸化ネ
オジム、酸化エルビウム、酸化モリブデン、五酸化バナ
ジウム、酸化ランタンおよび炭素系還元剤(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6
mmのガラス板を得た。
【0034】次いで、このガラス板を厚さが2.6〜5
mmになるように研磨して、光学特性として、CIE標
準のA光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)、CIE標準のC光源を用いて測定
した主波長(DW)および刺激純度(Pe)を測定し
た。
【0035】また、物理特性として、ガラス転移温度
(Tg)、変形温度(Td)、50℃〜350℃におけ
る平均熱膨張係数(α(50-350))、ヤング率(E)、表
面圧縮応力値、logη=2となるときの温度を測定し
た。各サンプルを長さ15mm,直径5mmに成形し、
セイコー電子株式会社製EXSTAR6000を用い
て、石英ガラスを標準試料として昇温速度10℃/分,
荷重5gの条件で室温から700℃までを測定すること
によって、ガラス転移温度(Tg)、変形温度(T
d)、50℃〜350℃における平均熱膨張係数(α
(50-350))を求めた。超音波を用いたシングアラウンド
法によりヤング率(E)を測定し、バビネ型表面応力計
を用いてバイアスコープ法により表面圧縮応力値を測定
し、白金球の引き下げ法によりlogη=2となるとき
の温度を測定した。
【0036】表1および2に、各サンプルのガラス組成
とFeO/T−Fe23比を示した。表中の組成は重量
%で表示した。表1および2にはあわせて各サンプルの
光学特性および物理特性を示した。
【0037】
【表1】
【0038】
【表2】
【0039】実施例1〜11は請求項1の範囲内の組成
および光学特性を有するガラスである。これらは請求項
4,請求項5の範囲内の組成でもある。表1,2から明
らかなように、本発明の紫外線赤外線吸収緑色ガラス
は、高温粘性を示す指標となるlogη=2となるとき
の温度が低く、溶解性に優れたガラスであり、表面圧縮
応力が高く、強化性に優れたガラスである。
【0040】また、実施例1〜11は2.1〜6mmの
いずれかのガラス厚味で、ISOで規定された紫外線透
過率(Tuv)が35%以下、かつC光源を用いて測定し
た主波長(DW)が490〜560nm、刺激純度(P
e)が6%未満という、請求項7の範囲の好ましい光学
特性と色調を有するガラスでもある。
【0041】実施例1〜9および11は、請求項2の好
ましい範囲の組成である。また、実施例1〜8は、請求
項3の好ましい範囲の組成である。これらの実施例は、
コストと効果のバランスのとれたガラスである。
【0042】実施例3〜11は好ましい範囲である請求
項6の範囲の組成である。実施例3〜12は実施例1お
よび2と比較して紫外線透過率(Tuv)が低く、より好
ましい光学特性を有するガラスである。
【0043】(比較例1,2)ガラス組成以外は、実施
例1〜11と同様に作製した比較例のガラス組成,光学
特性および物理特性を表3に示す。
【0044】
【表3】
【0045】比較例1,2はいずれもLi2Oを含まな
い従来の紫外線赤外線吸収ガラスである。これらのガラ
スは、本発明のガラスに比べて、logη=2となると
きの温度が高く、表面圧縮応力が低いことから、生産
性、強化性に劣るガラスである。
【0046】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、高
温粘性の低減によって、高い可視光透過率と緑色系の色
調を有する紫外線赤外線吸収ガラスを従来よりも低コス
トで生産することが可能であり、特に風冷強化して用い
られる場合には優れた強化性を示するため、とりわけ乗
用車に用いられる窓ガラスとして好適な紫外線赤外線吸
収緑色ガラスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Li2O含有量とlogη=2となるときの温
度との関係を示すグラフ
【図2】Li2O含有量と表面圧縮応力との関係を示す
グラフ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C03C 3/095 C03C 3/095 4/08 4/08 (72)発明者 吉井 成和 大阪府大阪市中央区北浜4丁目7番28号 日本板硝子株式会社内 Fターム(参考) 4G062 AA01 BB03 DA06 DA07 DB01 DB02 DB03 DC01 DC02 DC03 DD01 DE01 DF01 EA02 EA03 EB04 EC01 EC02 EC03 ED01 ED02 ED03 EE03 EE04 EF01 EG01 FA01 FB01 FB02 FC01 FD01 FE01 FF02 FG01 FH01 FJ01 FK02 FL01 FL02 FL03 GA01 GB01 GC02 GD01 GE01 HH01 HH03 HH04 HH05 HH07 HH08 HH09 HH10 HH11 HH12 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK02 KK03 KK05 KK06 KK07 KK10 MM01 NN07 NN12 NN13

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ソーダライム系シリカガラスであって、
    重量%で表示して、0.001〜2%のLi2Oを含
    み、着色成分として、0.4〜2%のFe23に換算し
    た全酸化鉄(T−Fe23)を含み、Fe23に換算し
    たFeOがT−Fe23の15〜60%であり、2.1
    〜6mmのいずれか一つの厚味における該ガラスの、A
    光源を用いて測定した可視光透過率(YA)が70%以
    上、かつ全太陽光透過率(TG)が60%以下であるこ
    とを特徴とする紫外線赤外線吸収緑色ガラス。
  2. 【請求項2】 Li2Oが2重量%未満である請求項1
    に記載の紫外線赤外線吸収緑色ガラス。
  3. 【請求項3】 Li2Oが0.05〜0.5重量%であ
    る請求項1または2に記載の紫外線赤外線吸収緑色ガラ
    ス。
  4. 【請求項4】 基礎ガラス組成が、重量%で表示して、
    65〜80%のSiO2、0〜5%のAl23、0〜1
    0%のMgO、5〜15%のCaO(ただし、MgOと
    CaOとの合量は5〜15%)、10〜20%のNa2
    O、0〜5%のK2O(ただし、Na2OとK2Oとの合
    量は10〜20%)、および0〜5%のB23からなる
    請求項1ないし3のいずれかに記載の紫外線赤外線吸収
    緑色ガラス。
  5. 【請求項5】 着色成分として、重量%で表示して、
    0.4〜1%のFe23に換算した全酸化鉄(T−Fe
    23)、0〜1%のTiO2、および0〜2%のCeO2
    を含む請求項1ないし4のいずれかに記載の紫外線赤外
    線吸収緑色ガラス。
  6. 【請求項6】 0.01〜1重量%のTiO2、および
    0.01〜2重量%のCeO2を含むことを特徴とする
    請求項1ないし5のいずれかに記載の紫外線赤外線吸収
    緑色ガラス。
  7. 【請求項7】 2.1〜6mmのいずれか一つの厚味に
    おけるガラスの、ISOで規定された紫外線透過率(T
    uv)が35%以下、かつC光源を用いて測定した主波長
    (DW)が490〜560nm、刺激純度(Pe)が6
    %未満である請求項1ないし6のいずれかに記載の紫外
    線赤外線吸収緑色ガラス。
  8. 【請求項8】 Se,CoO,Cr23,Mn23,C
    uO,Nd23,Er23,MoO3,V25およびL
    23からなる群のうち少なくとも一つ以上の成分を
    0.0001%〜0.1重量%含む請求項1ないし7の
    いずれかに記載の紫外線赤外線吸収緑色ガラス。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010037195A (ja) * 2002-07-19 2010-02-18 Ppg Industries Ohio Inc 青緑色ガラス
WO2011019079A1 (ja) * 2009-08-13 2011-02-17 旭硝子株式会社 高透過淡色ガラスおよびそのガラスの製造方法
JP2013209224A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Central Glass Co Ltd 紫外線赤外線吸収ガラス
JP2014088315A (ja) * 2006-09-28 2014-05-15 Nippon Sheet Glass Co Ltd ガラス組成物およびそれを用いたガラス物品
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