JP2003119048A

JP2003119048A - ガラス組成物

Info

Publication number: JP2003119048A
Application number: JP2001300285A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Seto; 啓充瀬戸; Kosuke Fujiwara; 浩輔藤原; Narikazu Yoshii; 成和吉井; Nobuyuki Yamamoto; 信行山本
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2000-10-03
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-23
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP5178977B2

Abstract

(57)【要約】【課題】強化性に優れ、さらにソーラーコントロール
性能も優れたガラス組成物を提供する。【解決手段】重量％で表して、６５％以上７４％未
満のＳｉＯ₂、０〜５％のＢ₂Ｏ₃、０．１〜２．５％の
Ａｌ₂Ｏ₃、０％以上２％未満のＭｇＯ、５〜１５％のＣ
ａＯ、０〜１０％のＳｒＯ、０〜１０％のＢａＯ、１０
％より多く１５％以下のＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋Ｂａ
Ｏ、０〜５％のＬｉ₂Ｏ、１０〜１８％のＮａ₂Ｏ、０〜
５％のＫ₂Ｏ、１０〜２０％のＬｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ
₂Ｏ、および０〜０．４０％のＴｉＯ₂を含むことを特徴
とするガラス組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、強化性に優れたガ
ラス組成物に関する。詳しくは、従来よりガラス厚さの
薄いガラスであっても、実質的な強化プロセスの能力増
強を要することなく、十分な表面圧縮応力値を得ること
ができ、かつ合わせガラスなどにも用いることのできる
ガラス組成物に関する。さらに、優れたソーラーコント
ロール性能を持つガラス組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラスの破壊は特殊な場合を除き表面か
ら始まり、外力によってガラス表面に現れる引張応力が
ガラスの引張応力を超えることで生じる。ガラスの引張
応力に対する耐久性は、実際にはガラス表面に存在する
Ｇｒｉｆｆｉｔｈｆｌｏｗと呼ばれる微小傷によって
決定されるため、実用的には、ガラス表面に圧縮応力層
を設けることで外力による引張応力を緩和し、亀裂の進
展を妨げ、破壊を防ぐことでガラスの強度を高める方法
が有効とされている。ガラス表面に圧縮応力を設ける方
法として、化学強化と物理強化が知られている。

【０００３】このうち物理強化の基本原理は、高温のガ
ラスを急冷し、常温になった状態でガラスの厚さ方向に
残留応力を発生させ、表面に圧縮応力層を形成するもの
である。最も広く実用化されているのは、空気によって
冷却する風冷強化法である。

【０００４】風冷強化は、ガラスを軟化点付近の温度ま
で加熱し、而る後ガラスの表面を、加圧した空気流によ
って急冷してやることで、ガラス表面に圧縮応力層を、
内部に引張応力層を形成させてガラスの強度を向上させ
るものである。

【０００５】風冷強化におけるガラス板の表面残留応力
は、冷却中の表面と内部の温度差に依存することが知ら
れている。最も簡単な近似として高温状態のガラスの急
冷を考える場合、ガラスからの放熱量Ｑを一定と仮定す
ると、ガラス表面と内部の最大温度差（Δθ）maxは（Δθ）max＝ｔＱ／８ｋと近似される。ここで、ｔはガラス厚さ［ｍ］、Ｑは放
熱量［Ｗ／ｍ²］、ｋは熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］であ
る。歪緩和の時間が十分小さく、かつ冷却段階で温度勾
配の変化が生じないと仮定すれば、室温でのガラス表面
の圧縮応力をＦ、平均線膨張係数をα、ヤング率をＥ、
ポアソン比をσとすると、圧縮応力Ｆは、Ｆ＝α・Ｅ／（１−σ）・２／３・（Δθ）max と表される。αおよびＥの値を大きくすることができれ
ば、より高い圧縮応力Ｆを得ることが可能であり、ガラ
ス厚さが従来より薄くなったとしても、従来の強化プロ
セスの能力で十分な圧縮応力を得ることが可能であるこ
とがわかる。

【０００６】一方、ガラス厚さが従来通りのときに、α
およびＥの値を大きくすることができれば、ガラス表面
と内部の最大温度差（Δθ）maxは小さくて済む。すな
わち、放熱量Ｑを小さくできることから、ガラス板の風
冷強化時における風量を従来より減らすことができるた
め、工程負荷が軽減され強化ガラスの製造コストを低く
抑えることができる。

【０００７】従来自動車用窓に用いられているフロート
板ガラスの厚さは、主に３．５〜４．８ｍｍであった。
近年、自動車用の軽量化による燃費向上のため、窓ガラ
スにも薄板化の要請が強い。面積が同じであれば板厚が
薄くなるほどガラス板の熱容量は小さくなり、（Δθ）
maxが小さくなるため、圧縮応力Ｆが小さくなる。つま
り、十分な強化が入りにくくなる。この強化の入りにく
さを補うために幾つかのガラス板が提案されてきた。

【０００８】例えば、特公平６−５３５９２号公報に記
載された強化ガラスの製造方法は、重量％表示で実質的
に６３〜７５％のＳｉＯ₂、１．５〜７％のＡｌ₂Ｏ₃、
０〜６％のＴｉＯ₂、３〜７％のＡｌ₂Ｏ₃＋ＴｉＯ₂、０
〜１０％のＭｇＯ、５〜１５％のＣａＯ、６〜２０％の
ＭｇＯ＋ＣａＯ、８〜１８％のＮａ₂Ｏ、０〜５％のＫ₂
Ｏ、１０〜２０％のＮａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ、からなり、該ガラ
スの液相温度が１１５０℃以下である強化ガラスの製造
方法である。

【０００９】特公平４−６００５９号公報に記載された
易強化ガラス組成物は、重量％で表示して６８〜７１％
のＳｉＯ₂、１．６〜３．０％のＡｌ₂Ｏ₃、２．０〜
４．０％のＭｇＯ、８．５〜１１．０％のＣａＯ、１
２．５〜１６．０％のＮａ₂Ｏ、０．９〜３．０％のＫ₂
Ｏ、これらの成分の総和が９７％以上であって、かつ７
０．０〜７３．０％のＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃、１２．０〜
１５．０％のＭｇＯ＋ＣａＯ、１３．５〜１７．０％の
Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏからなり，しかも１０⁹ポイズになる粘
性温度が６５０〜６８５℃ならびに１０¹ ²ポイズになる
粘性温度が５５５〜５８５℃であり、かつ両者の温度差
が９６〜１０３℃になることを特徴とする易強化ガラス
組成物である。

【００１０】特表平８−５００８１１号公報に記載され
た透明板ガラス製造用のガラス組成物は、重量％で表示
して、６９〜７５％のＳｉＯ₂、０〜３％のＡｌ₂Ｏ₃、
２〜１０％のＣａＯ、０〜２％のＭｇＯ、９〜１７％の
Ｎａ₂Ｏ、０〜８％のＫ₂Ｏ、０．２〜１．５％のＦｅ₂
Ｏ₃を含み、さらに、フッ素および亜鉛，ジルコニウ
ム，セリウム，チタンの酸化物，４重量％未満の酸化バ
リウムおよび合計で１０％以下の残りのアルカリ土類酸
化物を含むことができるガラス組成物である。

【００１１】また、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
した緑色系色調を有するガラスが提案されている。

【００１２】例えば、紫外線透過率を約３８％以下、か
つ全太陽光エネルギー透過率を約４６％以下に制限し、
さらに自動車内からの視野確保のため少なくとも７０％
の可視光透過率を有したものが知られている（特開平３
−１８７９４６号公報）。このような緑色系自動車用ガ
ラスの色調としては青味を帯びた緑色が好まれる傾向に
ある。

【００１３】全太陽光エネルギー透過率を減ずるには、
ガラス中に導入された酸化鉄のうち酸化第一鉄（Ｆｅ
Ｏ）の絶対量を増加させればよいことが知られており、
過去に提案された赤外線吸収ガラスの殆どはこの方法を
採用している。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】特公平６−５３５９２
号公報に記載された強化ガラスの製造方法では、Ａｌ₂
Ｏ₃が多く、またＡｌ₂Ｏ₃＋ＴｉＯ₂で見れば３％以上必
要とする。黄色っぽい着色の少ないガラスを得るために
は、ＴｉＯ₂の添加を避け多量のＡｌ₂Ｏ₃を添加する必
要があり、非常に溶解しにくい組成になるという不具合
がある。また、実施例中では３ｍｍ厚みのガラスの強化
例が示されているが、強化条件を向上させているにも関
わらず、表面圧縮応力値で見れば不十分である。

【００１５】特公平４−６００５９号公報に記載された
易強化ガラス組成物では、粘性温度を調節することで易
強化ガラスを得るものだが、１０⁹ポイズと１０¹²ポイ
ズの温度差として許容される範囲は僅かに７℃と非常に
狭く、従って許容される組成範囲が非常に狭いため、生
産が困難になるという不具合があった。

【００１６】特表平８−５００８１１号公報に記載され
た透明板ガラス製造用のガラス組成物では、透過性を得
るためにアルカリ土類酸化物を合計で１０％以下に制限
しているが、粘度を維持するためにはアルカリ酸化物を
増やさなければならず、耐久性が低下する。また、特に
３．１ｍｍ以下の厚さの板ガラスを強化するとき、十分
な圧縮応力値を得ることができない。

【００１７】本発明は上記従来技術の問題点を鑑みてな
されたものであって、３．１ｍｍ以下の厚さを有する板
ガラスにおいては、実質的な強化プロセスの能力増強を
要することなく、十分な表面圧縮応力値を持つガラス組
成物を提供し、かつ、３．１ｍｍ以上の厚さを有する板
ガラスにおいては、強化プロセスにおけるコストダウン
メリットを持つガラス組成物を提供することを目的とす
る。さらに、優れたソーラーコントロール性能を持つガ
ラス組成物を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明のガラス組成物
は、重量％で表して、６５％以上７４％未満のＳｉ
Ｏ₂、０〜５％のＢ₂Ｏ₃、０．１〜２．５％のＡｌ
₂Ｏ₃、０％以上２％未満のＭｇＯ、５〜１５％のＣａ
Ｏ、０〜１０％のＳｒＯ、０〜１０％のＢａＯ、１０％
より多く１５％以下のＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋Ｂａ
Ｏ、０〜５％のＬｉ₂Ｏ、１０〜１８％のＮａ₂Ｏ、０〜
５％のＫ₂Ｏ、１０〜２０％のＬｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ
₂Ｏ、および０〜０．４０％のＴｉＯ₂を含むことを特徴
とするガラス組成物である。

【００１９】本発明のガラス組成物は、より薄い厚さを
有する板ガラスであっても、従来の強化プロセスによっ
て十分な表面圧縮応力値を得ることができる。また、板
厚の厚い板ガラスの強化においては、従来と同等の強化
度を得るために工程にかかる負荷を軽減することができ
るため、製造コストを削減することが可能となる。

【００２０】本発明のガラス組成物は強化性に優れてい
るので、建築用や車両用窓ガラスとして好適である。特
に車両用窓ガラスとして使用するときには、より薄い強
化ガラスが提供できるので、車体の軽量化という点にお
いて特に適している。また、本発明のガラス組成物は、
従来の一般的な板ガラスと同様に取り扱いできるので、
合わせガラスや複層ガラスなどとして使用することも可
能である。

【００２１】本発明のガラス組成物は、さらに種々の着
色成分を含むことにより、優れた強化性に加えて、用途
・目的に応じた様々なソーラーコントロール性能を付与
することが可能である。

【００２２】本発明のガラス組成物が、低い全太陽光エ
ネルギー透過率と低い紫外線透過率を有するには、０．
４〜１．９％のＦｅ₂Ｏ₃に換算した全酸化鉄（以下、Ｔ
−Ｆｅ₂Ｏ₃）を含み、１〜６ｍｍのいずれかのガラス厚
みにおいて、全太陽光エネルギー透過率が６０％以下で
あり、ＩＳＯに規定される紫外線透過率が３０％以下で
あることが好ましい。

【００２３】本発明のガラス組成物が、上記のソーラー
コントロール性能に加え、高い可視光透過率を有するに
は、０．４〜１％のＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃、および０．０１〜
０．４０％のＴｉＯ₂を含み、１〜６ｍｍのいずれかの
ガラス厚みにおいて、Ａ光源を用いて測定した可視光透
過率が７０％以上であることが好ましい。

【００２４】本発明のガラス組成物が、さらに低い紫外
線透過率を有し、同時に高い可視光透過率を有するには
０．４〜０．６５％のＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃、０．０１％以上
０．２０％未満のＴｉＯ₂、および０．１〜２．０％の
ＣｅＯ₂を含み、Ｆｅ₂Ｏ₃に換算したＦｅＯの割合がＴ
−Ｆｅ₂Ｏ₃の２０〜６０％であり、３．５〜５．０ｍｍ
のいずれかのガラス厚みにおいて、Ａ光源を用いて測定
した可視光透過率が７０％以上、全太陽光エネルギー透
過率が５５％以下、かつＩＳＯに規定される紫外線透過
率が１５％以下であることが好ましい。

【００２５】本発明のガラス組成物が、ガラス厚さが薄
いときに、同様のソーラーコントロール性能を有するに
は、０．６５％より多く０．９０％以下のＴ−Ｆｅ
₂Ｏ₃、０．０１〜０．４０％のＴｉＯ₂、および１．４
％より多く２．０％以下のＣｅＯ₂を含み、Ｆｅ₂Ｏ₃に
換算したＦｅＯの割合がＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃の２０〜６０％で
あり、１．８〜４．０ｍｍのいずれかのガラス厚みにお
いて、Ａ光源を用いて測定した可視光透過率が７０％以
上、全太陽光エネルギー透過率が５５％以下、かつＩＳ
Ｏに規定される紫外線透過率が１５％以下であることが
好ましい。

【００２６】上記の様々な本発明のガラス組成物に、好
ましい色調を与えるには、０．００５％未満のＣｏＯ、
０．０１％以下のＮｉＯ、および０．００１％以下のＳ
ｅを含むことが好ましい。

【００２７】本発明のガラス組成物が、濃緑色〜灰色系
色調を有し、低い可視光透過率、低い全太陽光エネルギ
ー透過率と低い紫外線透過率を有するには０．９〜１．
９％のＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃、０．００５〜０．０５％のＣｏ
Ｏ、０〜０．２％のＮｉＯ、および０〜０．００５％の
Ｓｅを含むことが好ましく、１．８〜５．０ｍｍのいず
れかのガラス厚みにおいて、Ａ光源を用いて測定した可
視光透過率が１０〜６５％、全太陽光エネルギー透過率
が５０％以下、かつＩＳＯに規定される紫外線透過率が
１５％以下であることが好ましい。

【００２８】本発明のガラス組成物は、５０〜３５０℃
における平均線膨張係数とヤング率との積が０．７１〜
０．９０ＭＰａ／℃であることが好ましい。

【００２９】本発明のガラス組成物は、５０〜３５０℃
における平均線膨張係数が８０〜１１０×１０^-7／℃で
あることが好ましい。

【００３０】本発明のガラス組成物は、室温で測定され
る密度が２．４７ｇ／ｃｍ³より大きく２．６５ｇ／ｃ
ｍ³以下であることが好ましい。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を説明す
る。

【００３２】まず、本発明のガラス組成物組成の限定理
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。

【００３３】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、７４％を越えるとガラスの溶解が困難になる。７
０％以下とすることが好ましい。

【００３４】Ｂ₂Ｏ₃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。５％を越えると紫外域の透
過率の低下が可視域まで及ぶようになり、色調が黄色味
を帯び易くなるとともに、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。好ましくは０
〜２％未満の範囲である。

【００３５】Ａｌ₂Ｏ₃はガラスの耐久性を向上させる成
分であるが、０．１％未満では失透温度が上昇し、多す
ぎるとガラスの溶解が困難になり易い。また、平均線膨
張係数を低下させて強化性を損なうため、２．５％以下
であることが好ましい。

【００３６】ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ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
度を調整するのに用いられる。本発明においては、Ｍｇ
Ｏを２％未満とし、これらのアルカリ土類酸化物の合計
を１０％より多くすることで、熱応力係数をより増大さ
せ、強化性を向上させることができる。

【００３７】ＭｇＯが２％以上では十分な熱応力係数を
得にくくなるばかりでなく、失透温度が上昇する。Ｃａ
Ｏが５％未満または１５％を越えると失透温度が上昇す
る。ＳｒＯ、ＢａＯはＭｇＯとＣａＯの合計量に対し、
置換する形でガラス中に導入するが、ＳｒＯとＢａＯは
ＭｇＯとＣａＯに比して原料が高価であるため、１０％
を越えるのは好ましくない。

【００３８】また、アルカリ土類酸化物の合計が１０％
以下では十分な熱応力係数が得にくくなる他に、成形時
の失透温度や粘度を維持するためにはアルカリ酸化物を
添加しなければならないため、ガラスの耐久性が低下す
る。１５％を越えると失透温度が上昇し、密度が大きく
なるので、ガラスの製造上好ましくない。より好ましく
は１２％未満である。

【００３９】Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏはガラスの溶解
促進剤として用いられる。また、ガラスの耐久性を低下
させない範囲で少量増加させ、熱応力係数を増大させる
ことができる。Ｎａ₂Ｏが１０％未満あるいはＬｉ₂Ｏ，
Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏの合計が１０％未満では溶解促進効果が
乏しく、Ｎａ₂Ｏが１８％を越えるか、またはＬｉ₂Ｏ、
Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏの合計が２０％を越えるとガラスの耐久
性が低下する。Ｌｉ₂ＯとＫ₂ＯはＮａ₂Ｏに比して原料
が高価であるため、５％を越えるのは好ましくない。

【００４０】ＴｉＯ₂はガラスの失透温度を下げるため
に少量加えることができる。また、ＴｉＯ₂は紫外線を
吸収する成分でもある。量が多くなるとガラスが黄色味
を帯び易くなるので、その上限量は０．４０％である。

【００４１】酸化鉄はガラス中ではＦｅ₂Ｏ₃とＦｅＯの
形で存在し、Ｆｅ₂Ｏ₃は紫外線を吸収し、ＦｅＯは赤外
線を吸収する。本発明のガラス組成物は、０．４〜１．
９％のＦｅ₂Ｏ₃に換算した全酸化鉄（以下、Ｔ−Ｆｅ₂
Ｏ₃）を含むことが好ましい。これにより、１〜６ｍｍ
のいずれかのガラス厚みにおいて、全太陽光エネルギー
透過率が６０％以下、ＩＳＯに規定される紫外線透過率
が３０％以下というソーラーコントロール性能を付与し
たガラスを得ることができる。Ｔ−Ｆｅ₂Ｏ₃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、１．
９％より多いとガラス原料を溶融する際に炎の輻射熱が
溶融ガラス上面部で著しく吸収されて溶融窯底部付近ま
で十分に加熱することが困難になり、また、ガラスの比
重が大きくなりすぎるため好ましくない。

【００４２】本発明のガラス組成物は、酸化鉄に加え、
その他の着色成分を好ましい範囲で含むことにより、ガ
ラスが使用される部位・目的に応じた様々なソーラーコ
ントロール性能を付与することができる。紫外線透過率
は主に酸化鉄，ＴｉＯ₂，ＣｅＯ₂によって決定され、全
太陽光エネルギー透過率は主に酸化鉄、可視光透過率は
主に酸化鉄、ＮｉＯ，ＣｏＯによって決定される。

【００４３】本発明のガラス組成物が、高い可視光透過
率と低い紫外線赤外線透過率とを併せ持つ場合、０．４
〜１％のＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃および０．０１〜０．４０％のＴ
ｉＯ ₂を含むことが好ましい。これにより、１〜６ｍｍ
のいずれかのガラス厚みにおいて、Ａ光源を用いて測定
した可視光透過率が７０％以上のガラスが得られる。

【００４４】紫外線吸収性能をさらに向上させるには、
０．１〜２．０％のＣｅＯ₂含み、Ｔ−Ｆｅ₂Ｏ₃に対す
るＦｅ₂Ｏ₃に換算したＦｅＯの割合（以下、ＦｅＯ比）
は２０〜６０％とすることが好ましい。ＦｅＯ比は高す
ぎるとシリカリッチの筋やシリカスカムを生じやすくな
るので、４５％以下とすることが好ましい。

【００４５】３．５〜５．０ｍｍのいずれかのガラス厚
みにおいて、高い可視光透過率と、さらに低い紫外線透
過率を有する場合には０．４〜０．６５％のＴ−Ｆｅ₂
Ｏ₃、０．０１％以上０．２０％未満のＴｉＯ₂、０．１
〜２．０％のＣｅＯ₂を含み、ＦｅＯ比が２０〜６０％
であることが好ましい。ＣｅＯ₂量は１．４％より多い
ことがより好ましく、また、ＦｅＯ比は４５％以下であ
ることがより好ましい。これにより、３．５〜５．０ｍ
ｍのいずれかのガラス厚みにおいて、Ａ光源を用いて測
定した可視光透過率が７０％以上、全太陽光エネルギー
透過率が５５％以下、かつＩＳＯに規定される紫外線透
過率が１５％以下のガラスが得られる。

【００４６】１．８〜４．０ｍｍの厚さにおいて、同様
のソーラーコントロール性能を有するには、０．６５％
より多く０．９０％以下のＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃、０．０１〜
０．４０％のＴｉＯ₂、１．４％より多く２．０％以下
のＣｅＯ₂を含み、ＦｅＯ比が２０〜６０％であること
が好ましく、ＦｅＯ比は４５％以下であることがより好
ましい。

【００４７】本発明のガラス組成物に、好ましい色調を
与えるには、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｓｅを単独あるいは組み
合わせて使用することが好ましく、その上限量はＣｏＯ
が０．００５％未満、ＮｉＯが０．０１％以下、Ｓｅが
０．００１％以下である。

【００４８】本発明のガラス組成物が、濃緑色〜灰色系
色調を有し、低い可視光透過率、低い全太陽光エネルギ
ー透過率と低い紫外線透過率を有するには、０．９〜
１．９％のＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃、０．００５〜０．０５％のＣ
ｏＯ、０〜０．２％のＮｉＯ、０〜０．００５％のＳｅ
を含むことが好ましく、ＦｅＯ比が１５〜５０％である
ことが好ましい。ＦｅＯ比は４５％以下、さらには３５
％以下であることがより好ましい。これにより、１．８
〜５．０ｍｍのいずれかのガラス厚みにおいて、Ａ光源
を用いて測定した可視光透過率が１０〜６５％、全太陽
光エネルギー透過率が５０％以下、かつＩＳＯに規定さ
れる紫外線透過率が１５％以下のガラスが得られる。

【００４９】本発明のガラス組成物の物性の限定理由に
ついて説明する。

【００５０】平均線膨張係数とヤング率の積である熱応
力係数は、その値が大きいほどガラスの風冷強化性を向
上させることができる。１．８〜５．０ｍｍのいずれか
のガラス厚みにおいて、熱応力係数が０．７１ＭＰａ／
℃以上であれば、従来の自動車用ガラスとして用いられ
てきたガラスの表面圧縮応力を維持することが可能であ
る。しかし、高い熱応力係数を得ようとするとき、製造
上好ましい平均線膨張率には上限があるので、結果とし
て高いヤング率を必要とすることになるが、このような
ガラスは現実的ではない。よって、熱応力係数の上限値
は０．９０ＭＰａ／℃以下であることが好ましい。

【００５１】平均線膨張係数が１１０×１０^-7／℃を越
えることは、ガラスの製造上好ましくない。すなわち、
平均線膨張係数が高すぎると、板状に成形したガラスを
室温まで冷却する際の温度コントロールが難しくなる。
上記の熱応力係数を得るためには、平均線膨張係数は８
０×１０^-7／℃以上であることが好ましい。より好まし
くは８０〜１０２×１０^-7／℃の範囲である。

【００５２】密度は、従来のガラスとその値が大きく異
なると、ガラス溶融窯の素地替えに多くの日数を要する
ため好ましくない。よって、２．４７ｇ／ｃｍ³より大
きく２．６５ｇ／ｃｍ³以下の範囲が好ましく、２．６
０ｇ／ｃｍ³以下がさらに好ましい。

【００５３】

【実施例】以下、本発明について表を参照しながら詳細
に説明する。

【００５４】表１〜表５に本発明の実施例のガラス組成
および各物性値、表６に比較例のガラス組成および各物
性値を示す。表１〜表６において、αは５０〜３５０℃
の平均線膨張係数、ρはガラスの密度、Ｅはヤング率、
α・Ｅは熱応力係数、ｄはガラスの厚さ、ＹＡはＡ光源
を用いて測定した可視光透過率、ＴＧは全太陽光エネル
ギー透過率、ＴｕｖはＩＳＯに規定される紫外線透過率
を示す。表中の濃度はすべて重量％表示である。

【００５５】ガラスの製造にあたっては、珪砂、硼酸、
苦灰石、石灰石、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、
ソーダ灰、芒硝、炭酸カリウム、炭酸リチウム、カーボ
ン、酸化鉄、酸化チタン、酸化セリウム、酸化コバル
ト、酸化ニッケル、金属セレンを表に示す割合になるよ
うに調合、混合したバッチを電気炉中で１４５０℃に加
熱、溶融し、その後ステンレス板上にガラス素地を流し
出し、室温まで徐冷した。これらは、各物性を測定する
ために適当な大きさに成形、研磨した。

【００５６】円柱状に成形したガラス試料について、熱
膨張計により得られた熱膨張曲線より５０〜３５０℃の
平均線膨張係数αを求めた。

【００５７】シングアラウンド法により得られたガラス
中を伝播する縦波速度ｖ_lと横波速度ｖ_t、アルキメデス
法により測定したガラスの密度ρから、剛性率Ｇと体積
弾性率Ｋを求め、ＧとＫからヤング率Ｅを求めた。Ｇ、
ＫおよびＥを求める式は以下のとおりである。Ｇ＝ρｖ_t ² Ｋ＝ρ（ｖ_l ²−４／３・ｖ_t ²）Ｅ＝９ＫＧ／（Ｇ＋３Ｋ）

【００５８】厚さ１．８〜５．０ｍｍのガラス試料につ
いて、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）、ＩＳ
Ｏに規定される紫外線透過率（Ｔｕｖ）を測定した。実
施例２１〜２５については、ＣＩＥ標準のＣ光源を用い
て測定した主波長（λｄ），刺激純度（Ｐｅ）およびＣ
ＩＥ色度図によるＬ^*，ａ^*，ｂ^*値を測定した。

【００５９】

【表１】

【００６０】

【表２】

【００６１】

【表３】

【００６２】

【表４】

【００６３】

【表５】

【００６４】

【表６】

【００６５】実施例１〜２５は、請求項１の範囲内の組
成のガラスであり、請求項３の範囲内のガラスでもあ
る。表１〜５から明らかなように、いずれも請求項１１
の範囲内の平均線膨張係数を持ち、かつ請求項１２の範
囲内の密度である。中でも実施例１および５〜２５は請
求項１０の範囲の熱応力係数を持っており、特に強化性
に優れている。実施例７〜２５は、より好ましい範囲で
ある請求項２の範囲内の組成のガラスである。

【００６６】実施例１〜２１は、請求項４の範囲内のガ
ラスであり、比較的可視光透過率が高いガラスである。
なかでも実施例１〜２０は紫外線吸収能に優れたガラス
である。実施例１〜１０および１３〜１６は請求項５の
範囲の着色成分を含み、３．５〜５ｍｍのいずれかのガ
ラス厚みにおいて、ＹＡが７０％以上、ＴＧが５５％以
下、Ｔｕｖが１５％以下の光学特性を有するガラスであ
る。また、実施例１１，１２および１７〜２０は請求項
６の範囲の着色成分を含み、１．８〜４．０ｍｍのいず
れかのガラス厚みにおいて、ＹＡが７０％以上、ＴＧが
５５％以下、Ｔｕｖが１５％以下の光学特性を有するガ
ラスである。

【００６７】また、実施例２２〜２５は請求項８に示さ
れた着色成分を含み、１．８〜５ｍｍのいずれか一つの
ガラス厚みにおいて、ＹＡが１０〜６５％、ＴＧが５０
％以下、Ｔｕｖが１５％以下という請求項９に示す光学
特性を有するガラスである。

【００６８】比較例１はＳｉＯ₂およびＮａ₂Ｏが、比較
例２および３はアルカリ土類酸化物が、比較例４はアル
カリ土類酸化物およびＮａ₂Ｏがそれぞれ本発明の範囲
外のガラスである。比較例１および４はαが高すぎるた
め、ガラス製造には適さない。また、比較例２はα・Ｅ
の値が小さく、十分な表面圧縮応力を得ることができな
い。比較例３は密度ρが高すぎるため、ガラス溶融窯の
素地替えを行うときには不利である。

【００６９】

【発明の効果】以上、詳述したとおり、本発明のガラス
組成物によれば、３．１ｍｍ以下の従来より薄い厚さの
板ガラスであっても、実質的な強化プロセスの能力増強
を要することなく、十分な表面圧縮応力値を持つことが
でき、３．１ｍｍ以上の板ガラスを強化する際には、強
化プロセスでの負担を軽減し、製造コストを削減するこ
とが可能なガラス組成物が提供される。また、このよう
な優れた強化性に加え、優れたソーラーコントロール性
能を持つガラス組成物が提供される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者山本信行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 BB01 DA06 DA07 DB02 DB03 DC01 DC02 DC03 DD01 DE01 DF01 EA01 EA02 EA03 EB04 EC01 EC02 EC03 ED01 ED02 ED03 EE03 EE04 EF01 EF02 EF03 EG01 EG02 EG03 FA01 FA10 FB01 FB02 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 FL02 FL03 GA01 GA10 GB01 GC01 GC02 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH12 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM01 NN05 NN13 NN33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で表して、６５％以上７４％未満の
ＳｉＯ₂、０〜５％のＢ₂Ｏ₃、０．１〜２．５％のＡｌ₂
Ｏ₃、０％以上２％未満のＭｇＯ、５〜１５％のＣａ
Ｏ、０〜１０％のＳｒＯ、０〜１０％のＢａＯ、１０％
より多く１５％以下のＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋Ｂａ
Ｏ、０〜５％のＬｉ₂Ｏ、１０〜１８％のＮａ₂Ｏ、０〜
５％のＫ₂Ｏ、１０〜２０％のＬｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ
₂Ｏ、および０〜０．４０％のＴｉＯ₂を含むことを特徴
とするガラス組成物。
【請求項２】６５〜７０％のＳｉＯ₂、０％以上２％未
満のＢ₂Ｏ₃、および１０％より多く１２％未満のＭｇＯ
＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯを含む請求項１に記載のガラ
ス組成物。
【請求項３】０．４〜１．９％のＦｅ₂Ｏ₃に換算した全
酸化鉄（Ｔ−Ｆｅ₂Ｏ₃）を含み、１〜６ｍｍのいずれか
のガラス厚みにおいて、全太陽光エネルギー透過率が６
０％以下、かつＩＳＯに規定される紫外線透過率が３０
％以下である請求項１または２に記載のガラス組成物。
【請求項４】０．４〜１％のＦｅ₂Ｏ₃に換算した全酸化
鉄（Ｔ−Ｆｅ₂Ｏ₃）、および０．０１〜０．４０％のＴ
ｉＯ₂を含み、１〜６ｍｍのいずれかのガラス厚みにお
いて、Ａ光源を用いて測定した可視光透過率が７０％以
上である請求項１〜３に記載のガラス組成物。
【請求項５】０．４〜０．６５％のＦｅ₂Ｏ₃に換算した
全酸化鉄（Ｔ−Ｆｅ₂Ｏ₃）、０．０１％以上０．２０％
未満のＴｉＯ₂、および０．１〜２．０％のＣｅＯ₂を含
み、Ｆｅ₂Ｏ₃に換算したＦｅＯの割合がＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃の
２０〜６０％であり、３．５〜５．０ｍｍのいずれかの
ガラス厚みにおいて、Ａ光源を用いて測定した可視光透
過率が７０％以上、全太陽光エネルギー透過率が５５％
以下、かつＩＳＯに規定される紫外線透過率が１５％以
下である請求項１〜４に記載のガラス組成物。
【請求項６】０．６５％より多く０．９０％以下のＴ−
Ｆｅ₂Ｏ₃、０．０１〜０．４０％のＴｉＯ₂、および
１．４％より多く２．０％以下のＣｅＯ₂を含み、Ｆｅ₂
Ｏ₃に換算したＦｅＯの割合がＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃の２０〜６
０％であり、１．８〜４．０ｍｍのいずれかのガラス厚
みにおいて、Ａ光源を用いて測定した可視光透過率が７
０％以上、全太陽光エネルギー透過率が５５％以下、か
つＩＳＯに規定される紫外線透過率が１５％以下である
請求項１〜４に記載のガラス組成物。
【請求項７】０．００５％未満のＣｏＯ、０．０１％以
下のＮｉＯ、および０．００１％以下のＳｅを含む請求
項１〜６のいずれかに記載のガラス組成物。
【請求項８】０．９〜１．９％のＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃、０．０
０５〜０．０５％のＣｏＯ、０〜０．２％のＮｉＯ、お
よび０〜０．００５％のＳｅを含む請求項１〜３に記載
のガラス組成物。
【請求項９】１．８〜５．０ｍｍのいずれかのガラス厚
みにおいて、Ａ光源を用いて測定した可視光透過率が１
０〜６５％、全太陽光エネルギー透過率が５０％以下、
かつＩＳＯに規定される紫外線透過率が１５％以下であ
る請求項８に記載のガラス組成物。
【請求項１０】５０〜３５０℃における平均線膨張係数
とヤング率との積が０．７１〜０．９０ＭＰａ／℃であ
ることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のガ
ラス組成物。
【請求項１１】５０〜３５０℃における平均線膨張係数
が８０〜１１０×１０^-7／℃であることを特徴とする請
求項１〜１０のいずれかに記載のガラス組成物。
【請求項１２】室温で測定される密度が２．４７ｇ／ｃ
ｍ³より大きく２．６５ｇ／ｃｍ³以下であることを特徴
とする請求項１〜１１のいずれかに記載のガラス組成
物。