JP2005533740A - 青緑色ガラス - Google Patents

Abstract

青緑色ガラス組成物は、基礎部分（例えば、従来の石灰ソーダシリカ基剤）と主要着色剤とを含有している。１つの具体例において、該主要着色剤は、全鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３） ０．７〜０．９重量％、ＦｅＯ ０．２〜０．３重量％、及びＣｏＯ ０〜５ｐｐｍを含有する。該ガラスは、４９０ｎｍ〜４９５ｎｍの範囲の主波長と、３％〜１１％の範囲の刺激純度とによって特徴付けられている。本発明のガラスは、本質的にＳｅを含有していないことがある。

Description

（発明の背景）
（１．発明の分野）
本発明は、概してティンテッドガラス(tinted glass)又は着色ガラスに関し、より詳しく言えば、建築ガラス用途と自動車ガラス用途の両方にとって望ましい、青緑色の(blue-green colored)ソーダ石灰シリカガラスに関する。

（２．技術的考慮）
種々の色のガラス組成物を提供することは知られている。例えば、Ｕ．Ｓ．５,２１４,００８号明細書；Ｕ．Ｓ．５,８３０,８１２号；Ｕ．Ｓ．２００１／００２５００４号；ＥＰ０９５２１２３号；及びＥＰ０９６５５７０号；明細書は、緑色の(green colored)ガラス又は灰色がかった緑色の(gray-green colored)ガラスを開示する。ＥＰ１０３１５４３Ａ１号；Ｕ．Ｓ．２,９５６,８９２号；Ｕ．Ｓ．５,６８８,７２７号；及びＵ．Ｓ．４,５２５,４６２号；明細書は、青色の(blue colored)ガラスを開示する。Ｕ．Ｓ．２,７５５,２１２号；Ｕ．Ｓ．５,８１７,５８７号；及びＷＯ０１／４９６２２号；明細書は、青緑色のガラスを開示する。これら既知のガラス組成物は、建築用ガラス（例えば、窓、絶縁ガラスユニット、等）として有用であるだけでなく、自動車用ガラス［例えば、自動車の諸透明物品(transparencies)、例えば、風防ガラス、側面窓(side lights)、後方窓(back lights)、ムーンルーフ、サンルーフ、プライバシーガラス(privacy glass)、等］として有用である。
建築用ガラスとしての所望の色を達成するために、これら既知のガラス組成物は、種々の着色材料を含有している。典型的な、青色又は緑色のガラス組成物に入っている主要な着色剤は、鉄であり、これは通常、第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）と第一鉄（ＦｅＯ）の両方の形態で存在している。他の一般的着色剤には、コバルト、セレン、ニッケル、クロム、マンガン、及びチタンが包含される。

従来の着色ガラス（例えば、従来の青色、緑色又は青緑色のガラス）を製造する場合、鉄と他の諸着色剤の相対量は、厳密に監視し且つ特定の操作範囲の内側に制御して、特定の用途のための所望の最終色とスペクトル特性とを有するガラスを与えなければならない。着色剤をこの操作範囲を超えて変化させると、ガラスの最終色、ガラスの光透過特性、及びガラス組成物の溶融特性(melting qualities)に悪影響がでることがある。例えば、特定のガラス組成物に存在する鉄の量を増大させると、ガラスバッチ材料を溶融する困難性が増大するこがあり、とりわけ、連続ガラス溶融炉ではそうであり、また、ガラスの可視光透過率が減少することもある。更に、これら既知の着色ガラス組成物には、主要着色剤の１種としてセレンを含有するものがある。しかし、セレンに関する問題は、従来のガラス製造のために使用される温度で著しく揮発性であることである。そのセレンは、それをガラスの中に取り入れることができる前、速やかに揮発することがあり、従って、最終のガラス色に悪影響を及ぼすことがある。セレンが蒸発することはまた、他の製造上の諸問題（例えば、容認することができない炉からの放出、色縞(color streaks)、及び困難な色制御）を引き起こすことがある。

建築用ガラス及び／又は自動車用ガラスとして用いるのに適する、所望の審美性と透過特性とを有しているが、既知の着色ガラス組成物の少なくとも幾つかの欠点を克服する青緑色ガラスが提供されれば、好都合であろう。

（発明の概要）
本発明は、青緑色のガラス組成物であって、セレンを本質的に含有しないこともあるが、審美的に快い青緑色と、該ガラスが建築用透明物品及び自動車用透明物品の両方に用いるのを可能にする範囲内の視感（可視光）透過率とを依然として有している該ガラス組成物を提供する。セレンを本質的に含有していないために、従来の着色ガラス組成物が遭遇した揮発、ストリーキング(streaking；縞)及び放射の問題が減少する。更に、本ガラス中の鉄の量は、従来の多くの青色又は緑色のガラス組成物のものより非常に少ないので、本発明のガラスは、既知のこれらガラス組成物と比べて改善された溶融特性を与える。１つの具体例において、本発明のガラスは、典型的にソーダ石灰シリカガラスの基礎部分（例えば、従来のフロートガラス又は板ガラスのためのソーダ石灰シリカガラス基礎部分）と、審美的に快い青緑色を与える主要着色剤とを含有することがある。１つの具体例において、該主要着色剤は、（以下に記述するように、Ｆｅ_２Ｏ_３と表現される）全鉄 ０．７〜０．９重量％、ＣｏＯ ０〜５ｐｐｍ、及びＦｅＯ ０．２〜０．３重量％を含有する。該主要着色剤は、ガラスに、２ｍｍ（０．０７インチ）〜６ｍｍ（０．２２３インチ）の範囲の厚さで４９０ナノメートル（ｎｍ）〜４９５ｎｍの範囲の主波長と、３％〜１１％の範囲の刺激純度とを与える。

もう１つの具体例において、主要着色剤は、全鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３） ０．７〜０．８５重量％、ＣｏＯ ０〜５ｐｐｍ、及びＦｅＯ ０．２〜０．３重量％を含有する。該主要着色剤は、ガラスに、３ｍｍ（０．１１８インチ）〜６ｍｍ（０．２２３インチ）の範囲の厚さで４９０ｎｍ〜４９３ｎｍの範囲の主波長と、７％〜１０％の範囲の刺激純度とを与える。
更なる具体例において、主要着色剤は、全鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３） ０．７〜０．９重量％、ＣｏＯ ０〜５ｐｐｍ、Ｃｒ_２Ｏ_３ ０〜２００ｐｐｍ、ＴｉＯ_２ ０〜１重量％、及びＦｅＯ ０．２〜０．３重量％を含有する。該主要着色剤は、ガラスに、３ｍｍ〜６ｍｍの範囲の厚さで４９０ｎｍ〜４９５ｎｍの範囲の主波長と７％〜１０％の範囲の刺激純度とを与え、しかも、３．３ｍｍ（０．１２９インチ）の厚さで２５％以上の紫外線透過率（ＩＳＯＵＶ）値を与える。

（好ましい具体例の記述）
特に別段の指摘をしない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用する、寸法、物理特性、成分の量、反応条件等を表現する全ての数は、全ての場合、用語「約」によって修飾されているものと解釈すべきである。従って、そうではないとの指摘をしない限り、以下の明細及び特許請求の範囲に開示する数値は、本発明によって得ようと試みられている所望の特性に依って変わることがある。少なくとも、また、均等論を特許請求の範囲に適用することを制限する意図としてではないが、各々の数値パラメータは少なくとも、記載される有効数字を考慮して；また、通常の四捨五入の方法を適用することによって；解釈すべきである。更に、本明細書及び特許請求の範囲に開示する範囲は全て、その中に包含されるあらゆる全ての部分範囲(subranges)を含むものと解釈するべきである。例えば、「１〜１０」と表示される範囲は、（最小値１と最大値１０とを含めて）最小値１と最大値１０の間のあらゆる全ての部分範囲（即ち、１又はそれより大きい最小値から始まり、１０又はそれより小さい最大値で終わる全ての部分範囲、例えば、５．５〜１０）を含むものと解釈すべきである。また、「本明細書に組み入れる」と指摘しているいずれの言及も、そっくりそのまま組み入れるものと解釈すべきである。量に関するいずれの言及も、特に別段の規定をしない限り、最終ガラス組成物の全重量を基準とした「重量％」である。本明細書及び特許請求の範囲に開示する、ガラス組成物の「全鉄(total iron)」含有量は、実際に存在する形態とは関係なく、標準的分析実務に従って、Ｆｅ_２Ｏ_３に換算して表わす。同様に、第一鉄状態の鉄の量は、たとえそれが実際ＦｅＯとしてガラス中に存在していないとしても、ＦｅＯとして記載する。用語「全鉄」は、Ｆｅ_２Ｏ_３に換算して表される全ての鉄を意味し、用語「ＦｅＯ」は、ＦｅＯに換算して表される第一鉄状態の鉄を意味する。用語「酸化還元比(redox ratio)」は、（Ｆｅ_２Ｏ_３として表される）全鉄の量で割った、（ＦｅＯとして表される）第一鉄状態の鉄の量を意味する。本明細書及び特許請求の範囲で用いるセレンは元素Ｓｅに換算して表わし、コバルトはＣｏＯに換算して表わす。クロム及びチタンはそれぞれ、Ｃｒ_２Ｏ_３及びＴｉＯ_２に換算して表わす。本明細書及び特許請求の範囲で用いる用語「太陽光制御(solar control)」及び「太陽光制御特性(solar control properties)」は、ガラスの太陽光性能特性（例えば、ガラスの可視光透過率、赤外線透過率及び／若しくは紫外線透過率、並びに／又は可視光反射率、赤外線反射率及び／若しくは紫外線反射率）に影響を与える特質又は特性を意味する。本発明のガラスを記述する場合、用語「青緑色(blue-green)ガラス」又は「青緑色の」は、２ｍｍ〜６ｍｍの範囲の厚さで４９０ナノメートル（ｎｍ）〜４９５ｎｍの範囲の主波長を有するガラスを表し、また、青色、緑色、又は緑がかった青色として特徴付けられることもある。

本発明は、審美的に望ましい青緑色ガラス組成物であって、そのガラスを建築用途と自動車用途の両方にとってとりわけ望ましくする審美的特徴及び透過特性を有する該組成物を提供する。このガラスは、従来技術の多くの着色ガラス組成物と異なり、Ｓｅを本質的に(essentially)含有していない場合がある。「Ｓｅを本質的に含有していない」とは、Ｓｅが意図的にガラス組成物に全く添加されていないことをいう。しかし、極微量のＳｅは、汚染又は他の源（例えば、カレット）に起因して存在することがある。「極微量のＳｅ」とは、０ｐｐｍ〜３ｐｐｍの範囲のＳｅ、例えば３ｐｐｍ以下（例えば２ｐｐｍ以下、例えば１ｐｐｍ以下、例えば０．５ｐｐｍ以下、例えば０．１ｐｐｍ以下、例えば０．０１ｐｐｍ以下）のＳｅをいう。代替的に１つの具体例において、少量（例えば、４ｐｐｍ以下、例えば３ｐｐｍ以下、例えば０ｐｐｍ〜３ｐｐｍの範囲）のＳｅは、添加することができる。更に、ガラス組成物中に存在する全鉄は、そのガラスに、所望の溶融特性（とりわけ、従来の連続的ガラス溶融炉で用いるためのもの）を与える。

本発明の青緑色ガラス組成物は通常、基礎部分(base portion)及び主要着色剤を含有している。「基礎部分」とは、主要着色剤(major colorants)を含まない、ガラスの主要構成成分をいう。「主要着色剤」とは、意図的に添加されて所望の主波長範囲の色をガラスに与える材料をいう。本発明は、従来のガラス組成物であれば如何なる種類のものを用いても実施することができるが、本発明の一般的思想は、従来のソーダ石灰シリカガラス組成物に関連して記述する。本発明の特徴を具体化する典型的なソーダ石灰シリカ型ガラス組成物は、次のように特徴付けられる基礎部分を有している（値は全て、該ガラス組成物の全重量を基準とする重量％である）：
ＳｉＯ_２ ６５〜７５重量％、
Ｎａ_２Ｏ １０〜２０重量％、
ＣａＯ ５〜１５重量％、
ＭｇＯ ０〜５重量％、
Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜５重量％、
Ｋ_２Ｏ ０〜５重量％

当業者はよく理解すると思うが、ＳｉＯ_２はガラスの主要成分である。Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏは、ガラスの溶融特性を与える。ＭｇＯ及びＣａＯは、ガラスに耐久性を与え、また、成形を行う間のガラスの失透温度及び粘度に影響を及ぼす。Ａｌ_２Ｏ_３もまた、ガラスの耐久性に影響を及ぼす。
本発明を実施する場合、鉄、コバルト、クロム及び／又はチタンの１種以上を包含する主要着色剤は、この基礎部分の中に以下に規定する特定濃度で添加するか又は存在して、ガラスに所望の青緑色を与えることができる。ガラスの審美的に快い特定の青緑色は、該ガラスを建築用途と自動車用途の両方に用いるのに向いている。１つの更なる具体例において、Ｓｅは、添加することができるか又はガラス中に存在し得る。

当業者はよく理解すると思うが、物体（とりわけ、ガラス）の色は、非常に主観的である場合がある。観測される色は、照明条件と観測者の好みとに左右される。定量的基準に基づいて色を評価するために、幾つかの表色系(color system)が創り出されている。国際照明委員会によって採用されている、色を特定する１つのそのような系（ＣＩＥ）は、主波長（ＤＷ）及び刺激純度（Ｐｅ）を用いている。任意の色のためのこれら２つの項目の数値は、その色のいわゆる３刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚから色座標ｘ及びｙを計算することによって決定することができる。それら色座標は次いで、ＣＩＥ刊行物Ｎｏ．１５．２で決定されている通り、１９３１ＣＩＥ色度上にプロットし、ＣＩＥの標準光源Ｃの諸座標と数値を比較する。ＣＩＥ刊行物Ｎｏ．１５．２は、言及することによって本明細書に組み入れる。この比較によって、その図に色空間位置が与えられ、該ガラス色の刺激純度及び主波長が確定する。

もう１つの表色系において、色は、色相(hue)及び明度(lightness)によって特定される。この系は一般に、ＣＩＥＬＡＢ表色系と呼ばれる。色相は、赤、黄、緑及び青、等の色を区別する。明度又は色相は、明るさ又は暗さの程度を区別する。これら特性の数値は、Ｌ^＊、ａ^＊、及びｂ^＊として取り扱われるが、３刺激値（Ｘ、Ｙ、Ｚ）から計算される。Ｌ^＊は、色の明るさ又は暗さを示し、明度平面であってその上に該色が存在する該明度平面を表している。ａ^＊は、赤（＋ａ^＊）緑（−ａ^＊）軸の上の色の位置を示している。ｂ^＊は、黄（＋ｂ^＊）青（−ｂ^＊）軸の上の色の位置を示している。ＣＩＥＬＡＢ表色系の直交座標が円柱極座標に変換される場合、その結果得られる表色系は、色を明度（Ｌ^＊）、及び色相角（Ｈ°）及び彩度(chroma)（Ｃ^＊）によって特定するＣＩＥＬＣＨ表色系として知られている。Ｌ^＊は、ＣＩＥＬＡＢ表色系における場合のように、色の明るさ又は暗さを示す。彩度、即ち色飽和度(saturation)又は強度(intensity)は、色の強さ又は透明度（即ち、鮮明さに対する曇り）を区別し；また、色空間の中心から測定された色までのベクトル距離である。色の彩度が低ければ低い程、即ち、該色の強度が小さければ小さい程、該色は、いわゆる中間色(neutral color；無彩色)に接近する。ＣＩＥＬＡＢ表色系に関し、Ｃ^＊＝［（ａ^＊）^２＋（ｂ^＊）^２］^１／２である。色相角は、赤、黄、緑及び青のような色を区別し；また、ａ^＊、ｂ^＊座標からＣＩＥＬＣＨ色空間の中心を通って伸びるベクトルの、赤（＋ａ^＊）軸から反時計回り方向に測定されるの角の大きさである。

色は、これら表色系のいずれによっても特徴付けることができ；また、当業者は、観測されるガラス又は複合透明物品の透過率曲線から、対応するＤＷ（主波長）及びＰｅ（刺激純度）の値；Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊の値；及びＬ^＊、ｃ^＊、Ｈ°の値；を計算することができるということを認識すべきである。色の計算に関する詳細な解説は、米国特許第５,７９２,５５９号明細書に記載されている。この米国特許明細書は、言及することによって本明細書に組み入れる。
本明細書及び特許請求の範囲に記載する諸数値に関し、視感透過率（Ｌｔａ）は、ＣＩＥ標準光源Ａを用いて２°の観測者が３８０〜７７０ｎｍの波長範囲に渡って測定した。主波長及び刺激純度に換算したガラスの色は、ＡＳＴＭ Ｅ３０８−９０で確立されている手順に従い、ＣＩＥ標準光源Ｃを用いて２°の観測者が測定した。全太陽エネルギー透過率（ＴＳＥＴ）は、３００〜２０００ｎｍの波長範囲に渡って測定し；また、該透過率のデータは、パリームーン気団(Parry Moon air mass)２．０直接的太陽放射照度データを用いて計算し、当該技術において知られているように、台形法則を用いて積分した。紫外線透過率（ＩＳＯＵＶ）は、ＩＳＯ ９０５０：１９９０（Ｅ）基準、セクション２．５（ＩＳＯＵＶ）に基づき、２８０〜３８０ｎｍの波長範囲に渡って測定した。

本発明の１つの具体例において、主要着色剤は、ガラスに、２ｍｍ〜６ｍｍの範囲の厚さで４９０〜４９５ｎｍ（例えば、４９０〜４９３ｎｍ）の範囲の主波長を与える。該ガラスは、３％〜１１％（例えば７％〜１０％、例えば７．５％〜１０％）の範囲の刺激純度を有することができる。主要着色剤はまた、ガラスに、太陽光制御特性（例えば、赤外線及び／又は紫外線吸収特性）を与えることができる。
１つの具体例において、主要着色剤は、鉄及びコバルトを含有する。この具体例において、全鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）は、０．７重量％〜０．９重量％（例えば０．７重量％〜０．８５重量％、例えば０．７３重量％〜０．８１重量％）の量で存在することがある。第一鉄は、０．１５重量％〜０．３５重量％（例えば０．２重量％〜０．３重量％、例えば０．２１重量％〜０．３重量％、例えば０．２１重量％〜０．２９重量％、例えば０．２３重量％〜０．２８重量％）の量で存在することができる。鉄は、典型的には鉄酸化物の形態であるが、ガラスに、１つ以上の機能を与える。例えば、酸化第二鉄は、強力な紫外線吸収剤であり、ガラス中で黄色着色剤として働く。酸化第一鉄は、強力な赤外線吸収剤であり、青色着色剤として働く。（他の主要着色剤を伴なうか又は伴なわない）酸化第一鉄及び酸化第二鉄の量を調整して、ガラスに、２ｍｍ〜６ｍｍの範囲の厚さで４９０〜４９５ｎｍ（例えば、４９０〜４９３ｎｍ）の範囲の所望の主波長を与えることができる。

酸化コバルト（ＣｏＯ）は、青色着色剤として働き、容易に感知できる程度の如何なる赤外線又は紫外線吸収特性も示さない。鉄（即ち、酸化第二鉄及び酸化第一鉄）の間、又は鉄と（もし存在すれば）他の着色剤の間の適切な調和(balance)は、所望の青緑色ガラスを得るのに重要である。
本発明のもう１つの具体例において、主要着色剤は、全鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３） ０．７重量％〜０．９重量％、ＦｅＯ ０．２重量％〜０．３５重量％、ＣｏＯ ０ｐｐｍ〜５ｐｐｍ、Ｃｒ_２Ｏ_３ ０ｐｐｍ〜２００ｐｐｍ、及びＴｉＯ_２０重量％〜２重量％を含有することができる。１つの具体例において、全鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）は、０．７重量％〜０．８５重量％（例えば０．７３重量％〜０．８１重量％）の範囲に及ぶことができる。１つの具体例において、ＦｅＯは、０．２１重量％〜０．２９重量％（例えば０．２３重量％〜０．２８重量％）の範囲に及ぶことができる。１つの具体例において、ＣｏＯは、４ｐｐｍ以下（例えば１〜４ｐｐｍの範囲、例えば３ｐｐｍ以下、例えば２ｐｐｍ以下、例えば１ｐｐｍ以下、例えば０．５ｐｐｍ以下、例えば０．２ｐｐｍ以下、例えば０．０５ｐｐｍ以下、例えば０ｐｐｍ〜１ｐｐｍの範囲）であることができる。更なる具体例において、Ｃｒ_２Ｏ_３は、２０ｐｐｍ〜２００ｐｐｍ（例えば２０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ、例えば２０ｐｐｍ〜５０ｐｐｍ）の範囲であることができる。もう１つの具体例において、Ｃｒ_２Ｏ_３は、０ｐｐｍ〜２０ｐｐｍ（例えば２ｐｐｍ〜１５ｐｐｍ、例えば３ｐｐｍ〜１０ｐｐｍ、例えば４ｐｐｍ〜８ｐｐｍ）の範囲であることができる。更なる具体例において、ＴｉＯ_２は、０．１〜１．５重量％（例えば、０．２〜１重量％）の範囲であることができる。

複数種の着色剤の特定の組み合わせは、所望のスペクトル（例えば、太陽光制御）特性だけでなく審美的に快い青緑色をも有する、本発明の青緑色ガラスを与えることができる。建築用透明物品、及び自動車用非可視(non-vision)透明物品（いわゆる、プライバシーガラス）に使用するために、１つの具体例において、本発明のガラスは、２ｍｍ〜６ｍｍの厚さで７０％以下の（例えば６４％〜７０％、例えば６４％〜６９％、例えば６４％〜６８％の範囲の）可視光透過率（Ｌｔａ）を有することができる。もう１つの具体例において、該ガラスは、２ｍｍ〜６ｍｍの範囲の厚さで６０％以下（例えば５０％以下、例えば４５％以下、例えば４０％以下）のＬｔａを有することができる。更なる具体例において、該ガラスは、２ｍｍ〜６ｍｍの厚さで３５％〜４５％の範囲のＬｔａを有することができる。自動車用可視ガラス(vision glass)、又は透過率がより高い他の用途のために、ガラスは、２ｍｍ〜６ｍｍの厚さで７０％以上のＬｔａを有することができる。

加えて、本発明のガラスは、２ｍｍ〜６ｍｍの厚さで３０％〜５０％の範囲の全太陽エネルギー透過率（ＴＳＥＴ）を有することができる。１つの具体例において、該ガラスは、２ｍｍ〜６ｍｍの厚さで４０％〜５５％の範囲（例えば４５％〜５０％の範囲、例えば４８％〜４９％の範囲）のＴＳＥＴを有することができる。もう１つの具体例において、ＴＳＥＴは、２ｍｍ〜６ｍｍの厚さで３０％〜４０％の範囲（例えば、３１％〜３５％の範囲又は３３％〜３７％の範囲）であることができる。
本発明のガラスは、建築用途として魅力的な紫外線透過率（ＩＳＯＵＶ）値を有することができる。１つの具体例において、該ガラスは、３．３ｍｍの厚さで２５％より大きい（例えば、３．３ｍｍの厚さで２７％以上の、例えば３０％以上、例えば２５％より大きく３１％までの範囲の）ＩＳＯＵＶ値を有することができる。１つの具体例において、該ガラスは、６ｍｍの厚さで１５％〜２５％の範囲の（例えば、１７％〜２１％の範囲の）ＩＳＯＵＶ値を有することができる。

１つの具体例において、該ガラスは、２ｍｍ〜６ｍｍの厚さで０．３〜０．８（例えば０．５〜０．７、例えば０．５〜０．６）の範囲の遮光係数を有することができる。
１つの具体例において、該ガラスは、０．２〜０．４の範囲の（例えば０．２５〜０．３５の範囲の、例えば０．２９〜０．３７の範囲の）酸化還元比を有することができる。
硫化ニッケル石(nickel sulfide stones)の形成を回避するために、本発明のガラス組成物の１つの具体例は、本質的にニッケルを含有しない場合がある；即ち、ガラスに対しニッケルもニッケル化合物も意図的に全く添加しない。とは言え、汚染に起因する極微量のニッケルが存在する可能性は必ずしも回避しなくてよい。本発明の他の具体例では、ニッケルを含有することができる。

本明細書及び特許請求の範囲に開示するガラス組成物は、少量の他の材料（例えば、溶融精製助剤(melting and refining aids)；混入物；微量物質；不純物；及び、意図的に添加されていない類似物質であってガラスの色を変えるか又は影響を与える該物質）を含有することができることを認識すべきである。少量の追加成分をガラスに含有させて、所望の色特性を与えることができること及び／又は該ガラスの太陽光性能を改善することができることを更に認識すべきである。そのような物質は、もし存在するならば、本明細書及び特許請求の範囲に記述する本発明の青緑色ガラスを得るために、ガラスの主波長を、好ましくは所望の主波長範囲の外に約２ｎｍより大きく変化させるべきではない。
本発明のガラスは、如何なる厚さにも造ることができる。典型的な建築用途のためのガラスは、一般的に、典型的な自動車用途のためのものよりも厚い場合がある。１つの具体例において、ガラスは、１ｍｍ〜２０ｍｍ（例えば約１ｍｍ〜１０ｍｍ、例えば約２ｍｍ〜６ｍｍ、例えば約３ｍｍ〜５ｍｍ）の範囲の厚さを有することができる。

本発明の諸ガラス組成物は、連続的で大規模な商業的ガラス溶融操作により、当業者に知られている溶融精製用バッチ材料から造ることができる。該溶融操作は、例えば、２〜３例を挙げると、従来のオーバーヘッド燃焼(overhead fired)連続溶融操作、又は多段溶融操作である場合がある。それらガラス組成物は、フロート法によって、可変厚さの板ガラスに形成することができる。フロート法において、溶融ガラスは、当該技術で周知の方法で、溶融金属（通常、スズ）のプール(pool)の上に支持され、該溶融ガラスはリボン形状となり、次いで、冷却される。
溶融操作の種類によって決まるが、ソーダ石灰シリカガラスのバッチ材料には、溶融精製助剤としてイオウを添加することができる。１つの具体例において、本発明のガラスは、ＳＯ_３を約０．５重量％以下（例えば０．３重量％以下、例えば０．２重量％以下、例えば０．１８重量％以下、例えば０重量％より大きく０．１８重量％までの範囲で）含有することができる。鉄及びイオウを含有するガラス組成物では、ペコラロ(Pecoraro)等への米国特許第４,７９２,５３６号明細書に解説されているように、還元条件を与えることによって、視感透過率を低下させる琥珀着色を創り出すことができる。ＦｅＯを増大させることによって、電磁スペクトルの赤外領域におけるガラスの吸収能を増大させて、全太陽エネルギー透過率を減少させることができる。

上記で解説したフロート法によって溶融スズ上でガラスを形成する結果として、測定可能な量の酸化スズが、該溶融スズと接触した側のガラスの表面部分の中に移動することがある、例えば、該ガラスの中に埋め込まれることがあるということを認識すべきである。典型的には、フロートガラスの一部分は、スズと接触したガラス表面の下方の最初の約２５μｍの中に、約０．０５〜２重量％の範囲に及ぶＳｎＯ_２濃度を有する。ＳｎＯ_２の典型的な背景濃度(background levels)が、３０ｐｐｍもある場合がある。溶融スズによって支持されたガラス表面の最初の約１０Åのスズ濃度が高いことによって、ガラス表面の反射率が僅かに増大することがある；しかし、ガラスの諸特性に及ぼす全体的影響は非常に小さい。
次の諸実施例は本発明を例示するが、これら実施例は、本発明をそれらの細部に限定するものと見なすべきではない。

（諸実施例）
次の諸実施例は、本発明の思想を具現化する諸ガラス組成物を例示する。このセクションにおける情報は、実験室的溶融物に基づいている。次の諸表に開示する光学特性及びスペクトル特性は、特に明記しない限り、０．２２３インチ（６ｍｍ）の基準厚さに基づいている。
下記のものは、次の諸実施例において使用した実験室的溶融物の基礎部分を表す（数値は全てグラムである）：

酸化還元を制御するため、必要に応じて、各々の溶融物に石炭を添加した。当業者はよく理解すると思うが、より多い量又はより少ない量の溶融物を得るために、これら成分の総量を変えることがあったが、それらの相対比率（例えば、相対重量％）はほぼ同一であった。基礎部分に（以下により詳細に記述する）主要着色剤を添加するか又は基礎部分中に主要着色剤が存在して、ガラスの色及び／又は太陽光性能特性に変化をもたらした。

表１は、２つの代表的ガラス試料（試料３１及び３２）のためのバッチ材料を示す。数値は全て、グラム単位である。それら実験室的溶融物は、次の一般的手順を用いて調製した。それらガラスバッチ材料は、秤量して混合した。それらバッチ材料の全て又は一部分を、るつぼ［例えば、直径６インチ（１５ｃｍ）の白金るつぼ］に入れ、次いで、該るつぼを、２４５０°Ｆ（１３４２℃）の電気炉に入れた。３０分間加熱した後、炉温度は、２５００°Ｆ（１３７０℃）に上昇した。更に３０分間の後、炉温度は、２５５０°Ｆ（１３９７℃）に上昇し、場合により、追加のバッチ材料を添加して該るつぼを満たした。２５５０°Ｆ（１３９７℃）で更に３０分間加熱した後、炉温度は、２６５０°Ｆ（１４５３℃）に上昇し、次いで、この温度に３０分間保持した。その後、溶融物を炉から取り去って、フリットにし、乾燥させ、次いで、２６５０°Ｆ（１４５３℃）の温度の電気炉に戻し、次いで、この温度で１時間加熱した。その後、溶融物を炉から取り去って、再びフリットにし、次いで、２６５０°Ｆ（１４５３℃）の温度の電気炉に戻し、次いで、この温度で２時間加熱した。その後、溶融物を炉から取り去って、鋳込み、１１２５°Ｆ（６０６℃）の温度で約１時間アニーリングを行った。結果として得られたガラスは、両表面が滑らかとなり(polished)、最終厚さ（例えば、０．２２３インチ（６ｍｍ））になった。それらガラス組成物の化学分析は、ＲＩＧＡＫＵ３３７０Ｘ線蛍光分光光度計を用いて決定した。ガラスのスペクトル特性は、パーキン・エルマー・ラムダ(Perkin-Elmer Lambda)９ＵＶ／ＶＩＳ／ＮＩＲ分光光度計を用いて決定した。

表２は、本発明に従って成形した第１の組のガラス試料（試料１〜４）のための主要着色剤部分の組成を示す。酸化還元比は、該ガラスのスペクトルデータから従来の方法で評価した。例えば、スペクトルＦｅＯは、ｌｏｇ［Ｒ_ｆ／（Ｔ_１０００）／α・ｄ］［式中、Ｒ_ｆは、（１００−％表面反射率として定義される）反射率に等しく；Ｔ_１０００は、１０００ｎｍでの透過率に等しく；αは、視感吸収係数(luminous absorption coefficient)に等しく（１０００ｎｍでのＦｅＯに対するもの２１．５である）；また、ｄは、インチ単位のガラスの厚さに等しい］に等しくなるように定義した。（Ｆｅ_２Ｏ_３としての）全鉄は、蛍光Ｘ線によって決定した。次いで、酸化還元比は、（Ｆｅ_２Ｏ_３としての）全鉄で割ったスペクトルＦｅＯとして計算した。

表３は、表２の諸ガラス組成物の太陽光性能データを示す。ＩＳＯＵＶ（紫外線透過率）値は、０．１２９インチ（３ｍｍ）のガラス厚さで計算した。他のデータは、０．２２３インチ（６ｍｍ）の厚さに基づいている。表３に記載する光学特性及び諸数値は、Ｌｔａ（視感透過率）及びＴＳＥＴ（全太陽エネルギー透過率）を除き、ローレンス・バークレイ・ナショナル研究所(the Lawrence Berkeley National Laboratory)から市販されているウィンドウズ(WINDOWS)（登録商標）（バージョン４．０〜４．１）ソフトウェアを用いて決定した。Ｔｖｉｓは、ウィンドウズで決定した全可視光透過率を示し；Ｔｕｖは、ウィンドウズで決定した紫外線透過率を示し；また、Ｔｉｒは、ウィンドウズで決定した赤外線透過率を示す。
試料１〜４のガラス組成物は全て、Ｓｅを約２．５ｐｐｍ含有しており、全鉄が比較的高い。また、Ｃｒ_２Ｏ_３もＴｉＯ_２も意図的には全く添加していない。該ガラス中に存在しているＣｒ_２Ｏ_３及びＴｉＯ_２は、混入物由来であると思われ、また、ガラス組成物に意図的には添加しなかった。主として、鉄含有量が高いため、これらの組成物から形成したガラスは、４０％未満のＴｖｉｓと、３８％未満のＬｔａを有している。これらの太陽光性能特性と共に該ガラスの青緑色のために、該ガラスは、建築用途（例えば、海岸線地帯に沿った又は海岸線地帯近辺のビルのための建築用窓）としてとりわけ有用となる。

表４は、本発明に従って造った、追加の諸ガラス組成物（試料５〜３２）のための主要着色剤部分の組成を示す。表示「ＮＩＡ」は、その成分は「意図的には全く添加しなかった」を意味する。表５に、試料５〜３２の太陽光性能データを示す。
試料５〜３２に関し、Ｓｅの意図的添加は行わず、また、全鉄は、上記試料１〜４のものに比べて相対的に少ない。従って、試料５〜３２は、概して６０％より大きいＴｖｉｓ値と、約５８％より大きいＬｔａ値とを有している。また、Ｃｒ_２Ｏ_３及びＴｉＯ_２は、混入物由来であると思われ、また、ガラス組成物に意図的には添加しなかった。表４及び表５に例示されるように、酸化還元比がより大きい試料は、より小さい主波長を有する傾向があり、また、酸化還元比がより小さい試料は、より大きい主波長を有する傾向がある。例えば、試料８（酸化還元比０．５０３）は、４８８．６４ｎｍの主波長を有するのに対し、試料２５（酸化還元比０．２７８）は、４９５．０ｎｍの主波長を有する。加えて、試料３２は、とりわけ快い青緑色を有するように観測された。

上記の記述に開示される概念から逸脱することなく、本発明に対する部分的修正を行うことができることは、当業者によって容易に認識されるであろう。従って、本明細書に詳細に記述した特定の諸具体例は、単に説明に役立つものであり、本発明の範囲を限定するものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲と、それに対応するあらゆるものとの最大限の広がりの中に与えられるべきである。

Claims (52)

1. ＳｉＯ_２ ６５〜７５重量％、
   Ｎａ_２Ｏ １０〜２０重量％、
   ＣａＯ ５〜１５重量％、
   ＭｇＯ ０〜５重量％、
   Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜５重量％、
   Ｋ_２Ｏ ０〜５重量％
   を含有する基礎部分と、
   Ｆｅ_２Ｏ_３（全鉄） ０．７〜０．９重量％、
   ＦｅＯ ０．２〜０．３重量％、及び
   ＣｏＯ ０〜５ｐｐｍ
   を含有する主要着色剤と
   を含有する青緑色ガラス組成物であって、ガラスが、４９０ｎｍ〜４９５ｎｍの範囲の主波長と、３％〜１１％の範囲の刺激純度とによって特徴付けられている、上記ガラス組成物。
2. ガラスが、本質的にＳｅを含有していない、請求項１に記載のガラス組成物。
3. 全鉄が０．７重量％〜０．８５重量％の範囲にある、請求項１に記載のガラス組成物。
4. 全鉄が０．７３重量％〜０．８１重量％の範囲にある、請求項１に記載のガラス組成物。
5. ＦｅＯが０．２１重量％〜０．３重量％の範囲にある、請求項１に記載のガラス組成物。
6. ＦｅＯが０．２３重量％〜０．２８重量％の範囲にある、請求項１に記載のガラス組成物。
7. ＣｏＯが０ｐｐｍ〜４ｐｐｍの範囲にある、請求項１に記載のガラス組成物。
8. ＣｏＯが１ｐｐｍ以下である、請求項１に記載のガラス組成物。
9. 主波長が４９０ｎｍ〜４９３ｎｍの範囲にある、請求項１に記載のガラス組成物。
10. 刺激純度が５％〜１０％の範囲にある、請求項１に記載のガラス組成物。
11. 刺激純度が７．５％〜１０％の範囲にある、請求項１に記載のガラス組成物。
12. Ｓｅを２ｐｐｍ以下含有している、請求項１に記載のガラス組成物。
13. Ｓｅを１ｐｐｍ以下含有している、請求項１に記載のガラス組成物。
14. Ｃｒ_２Ｏ_３を２００ｐｐｍ未満更に含有している、請求項１に記載のガラス組成物。
15. Ｃｒ_２Ｏ_３を２０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍの範囲で更に含有している、請求項１に記載のガラス組成物。
16. Ｃｒ_２Ｏ_３を２０ｐｐｍ〜５０ｐｐｍの範囲で更に含有している、請求項１に記載のガラス組成物。
17. ＴｉＯ_２を０．１重量％〜１．５重量％の範囲で更に含有している、請求項１に記載のガラス組成物。
18. ＴｉＯ_２を０．２重量％〜１重量％の範囲で更に含有している、請求項１に記載のガラス組成物。
19. ＳＯ_３を０．１８重量％以下更に含有している、請求項１に記載のガラス組成物。
20. ガラスが、６ｍｍの厚さで７０％未満の可視光透過率を有している、請求項１に記載のガラス組成物。
21. ガラスが、６ｍｍの厚さで６４％〜７０％の範囲の可視光透過率を有している、請求項１に記載のガラス組成物。
22. ガラスが、６ｍｍの厚さで６４％〜６８％の範囲の可視光透過率を有している、請求項１に記載のガラス組成物。
23. ガラスが、６ｍｍの厚さで３０％〜４０％の範囲の全太陽エネルギー透過率（ＴＳＥＴ）を有している、請求項１に記載のガラス組成物。
24. ガラスが、６ｍｍの厚さで３３％〜３７％の範囲の全太陽エネルギー透過率（ＴＳＥＴ）を有している、請求項１に記載のガラス組成物。
25. ガラスが、６ｍｍの厚さで０．５〜０．７の範囲の遮光係数を有している、請求項１に記載のガラス組成物。
26. ガラスが、６ｍｍの厚さで０．５７〜０．６の範囲の遮光係数を有している、請求項１に記載のガラス組成物。
27. ガラスが、３．３ｍｍの厚さで２５％より大きい紫外線透過率（ＩＳＯＵＶ）値を有している、請求項１に記載のガラス組成物。
28. ガラスが、３．３ｍｍの厚さで２７％以上の紫外線透過率（ＩＳＯＵＶ）値を有している、請求項１に記載のガラス組成物。
29. ガラスが、３．３ｍｍの厚さで３０％以上の紫外線透過率（ＩＳＯＵＶ）値を有している、請求項１に記載のガラス組成物。
30. ガラスが、３．３ｍｍの厚さで２５％より大きく３１％までの範囲の紫外線透過率（ＩＳＯＵＶ）値を有している、請求項１に記載のガラス組成物。
31. ガラスが、６ｍｍの厚さで１５％〜２５％の範囲の紫外線透過率（ＩＳＯＵＶ）値を有している、請求項１に記載のガラス組成物。
32. ガラスが、６ｍｍの厚さで１７％〜２１％の範囲の紫外線透過率（ＩＳＯＵＶ）値を有している、請求項１に記載のガラス組成物。
33. ガラスが、０．２〜０．４の範囲の酸化還元比を有している、請求項１に記載のガラス組成物。
34. ガラスが、０．２９〜０．３７の範囲の酸化還元比を有している、請求項１に記載のガラス組成物。
35. ＳｉＯ_２ ６５〜７５重量％、
    Ｎａ_２Ｏ １０〜２０重量％、
    ＣａＯ ５〜１５重量％、
    ＭｇＯ ０〜５重量％、
    Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜５重量％、
    Ｋ_２Ｏ ０〜５重量％
    を含有する基礎部分と、
    Ｆｅ_２Ｏ_３（全鉄） ０．７〜０．８５重量％、
    ＦｅＯ ０．２〜０．３重量％、及び
    ＣｏＯ ０〜５ｐｐｍ
    を含有する着色剤部分と
    を含有する青緑色ガラス組成物であって、ガラスが本質的にＳｅを含有せず；しかも、該ガラスが、４９０ｎｍ〜４９３ｎｍの範囲の主波長と、７％〜１０％の範囲の刺激純度とによって特徴付けられている、上記ガラス組成物。
36. 全鉄が０．７３重量％〜０．８１重量％の範囲にある、請求項３５に記載のガラス組成物。
37. ＦｅＯが０．２１重量％〜０．３重量％の範囲にある、請求項３５に記載のガラス組成物。
38. Ｓｅが１ｐｐｍ未満である、請求項３５に記載のガラス組成物。
39. Ｃｒ_２Ｏ_３を２００ｐｐｍ未満更に含有している、請求項３５に記載のガラス組成物。
40. Ｃｒ_２Ｏ_３が０ｐｐｍ〜２０ｐｐｍの範囲である、請求項３８に記載のガラス組成物。
41. ガラスが、ＴｉＯ_２を０．２重量％〜１．５重量％の範囲で更に含有している、請求項３５に記載のガラス組成物。
42. ＳＯ_３を０．１８重量％以下更に含有している、請求項３５に記載のガラス組成物。
43. ガラスが、６ｍｍの厚さで６４％〜６８％の範囲の可視光透過率を有している、請求項３５に記載のガラス組成物。
44. ガラスが、６ｍｍの厚さで３０％〜４０％の範囲の全太陽エネルギー透過率を有している、請求項３５に記載のガラス組成物。
45. ガラスが、３．３ｍｍの厚さで２５％より大きい紫外線透過率値を有している、請求項３５に記載のガラス組成物。
46. ガラスが、０．２〜０．４の範囲の酸化還元比を有している、請求項３５に記載のガラス組成物。
47. ＳｉＯ_２ ６５〜７５重量％、
    Ｎａ_２Ｏ １０〜２０重量％、
    ＣａＯ ５〜１５重量％、
    ＭｇＯ ０〜５重量％、
    Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜５重量％、
    Ｋ_２Ｏ ０〜５重量％
    ＳＯ_３ ０〜０．１８重量％、
    を含有する基礎部分と、
    Ｆｅ_２Ｏ_３（全鉄） ０．７〜０．８５重量％、
    ＦｅＯ ０．２〜０．３重量％、
    ＣｏＯ ０〜５ｐｐｍ、
    Ｃｒ_２Ｏ_３ ０〜２００ｐｐｍ、及び
    ＴｉＯ_２ ０〜１重量％
    を含有する着色剤部分と
    を含有する青緑色ガラス組成物であって、ガラスが本質的にＳｅを含有せず；しかも、該ガラスが、４９０ｎｍ〜４９３ｎｍの範囲の主波長と、７％〜１０％の範囲の刺激純度とによって特徴付けられており；しかも、該ガラスが、３．３ｍｍの厚さで２５％以上の紫外線透過率（ＩＳＯＵＶ）値によって特徴付けられている、上記ガラス組成物。
48. Ｓｅが０．５ｐｐｍ未満である、請求項４７に記載のガラス組成物。
49. ガラスが、６ｍｍの厚さで６４％〜７０％の範囲の可視光透過率を有している、請求項４７に記載のガラス組成物。
50. ガラスが第１の表面と第２の表面とを有し、第２の表面は、スズ又はスズ酸化物がその中に埋め込まれている、請求項４７に記載のガラス組成物。
51. ガラスが、１ｍｍ〜１２ｍｍの厚さを有している、請求項５０に記載のガラス組成物。
52. 請求項４７に記載の組成物から造られているフロートガラス。