JP2009234910A - 赤外線及び紫外線吸収性青色ガラス組成物 - Google Patents

赤外線及び紫外線吸収性青色ガラス組成物 Download PDF

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Abstract

【課題】標準的なソーダ−石灰−シリカガラスを基礎とする組成物と、太陽放射線吸収性物質及び着色剤としての、追加的な鉄及びコバルト(任意的にクロム)とを使用した、青色に着色されたガラスを提供する。
【解決手段】ガラスは、全鉄約０．４０〜１．０重量％(好ましくは約０．５０〜０．７５重量％)、ＣｏＯ約４〜４０ｐｐｍ(好ましくは約４〜２０ｐｐｍ)、及びＣｒ2Ｏ3０〜１００ｐｐｍを含有する。ガラスのレドックス比は０．３５〜約０．６０であり、好ましくは約０．３６〜０．５０である。１つの態様において、ガラスは、少なくとも５５％の視感透過率と４８５〜４８９ｎｍの主波長及び約３〜１８％の刺激純度によって特徴付けられる色を有する。他の態様において、ガラスは、約３．９ｍｍ(０．１５４インチ)の厚さで少なくとも６５％の視感透過率と４８５〜４９２ｎｍの主波長及び約３〜１８％の刺激純度によって特徴付けられる色を有する。
【選択図】なし

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、１９９７年１０月２０日に出願された、米国特許出願番号第０８／９５４７２２号の一部継続出願である。
（発明の背景）
（１．発明の分野）
本発明は、建築及び自動車のグレイジング用途に適する、赤外線及び紫外線を吸収する青色に着色されたソーダ−石灰−シリカガラス組成物に関する。ガラスは、約４８５〜４９２ナノメータ（ｎｍ）の主波長と、約３〜１８％の刺激純度とを有するべきである。このガラスはまた、板ガラス製法にも適合し得る。
（２Ａ．技術的考察）
着色された赤外線及び紫外線吸収性ガラスの基板は、様々な異なる用途を有する。特に、かかるガラスは、建築家によって建物にガラスをはめるために、また自動車設計者によって自動車の窓として使用され得る。美的に心地のよい色を与えるのに加えて、これらのガラスは、従来の透明ガラスと比較して、高い太陽性能をも与え得る。
異なる物質を、所望の色及びスペクトル性能を与えるために、ガラスに添加することができる。例えば、幾つかを示すために、鉄、コバルト、ニッケル、セレン及びチタンを、所望の色組成を与えるために、添加されるのが典型的である。物質は、色を変えて、太陽性能を高めるために添加されるので、可視光透過率、及び、その特定の用途に必要とされる色を維持するように注意しなくてはならない。ガラスの厚みを変えると、それらのスペクトル特性に影響を与え、その結果特定の厚みでの許容可能な色及び特性を有する、特定の組成物が、異なる厚みでは許容可能でなくなり得ることも忘れるべきではない。
優れたスペクトル性能を与える１つの特定の青色組成物が、ペコラロ(Pecoraro)等への米国特許第４,７９２,５３６号明細書に開示されている。この特許を具体化する市販品が、商品名ＳＯＬＥＸＴＲＡ（登録商標）及びＡＺＵＲＬＩＴＥ（登録商標）で、ＰＰＧ社から販売されている。このガラスは、組成物中に適度な量の鉄を混合しており、ＦｅＯとして表現される、第一鉄状態でガラスのかなり大部分を占める。特に、ガラス組成物は、基本のソーダ−石灰−シリカ組成物を含有しており、全鉄（Ｆｅ2Ｏ3 として表現される）を０．４５〜１重量％更に含有している。全鉄の少なくとも３５％は、第一鉄状態である。これらのガラスの主波長は、約４８６〜４８９ｎｍの範囲に渡り、刺激純度は約８〜１４％の範囲に渡る。製造の観点からすると、全鉄に対して高い比率で第一鉄を有する、この特許に開示されているガラスを製造するには、当技術分野において周知の、従来のガラス溶融操作には典型的には関連しない、更なる製造の検討が必要とされ得る。しかし、この製品が好ましく受け入れられるために、従来のガラス溶融製造技術を使用して、同様の色及び高いスペクトル性能を有するガラスを製造することができるという利点を有するであろう。
（２Ｂ．関連のある特許）
ヤナキラマ ラロ(Janakirama Rao)への米国特許第３,６５２,３０３号明細書は、鉄を少量混合し、第一鉄状態の鉄の大部分を転換し、保持するためにスズを使用し、特には鉄の８０％以上が、第一鉄状態で保持されている、青色の熱吸収ガラスが開示する。
ボウロス(Boulos)等への米国特許第４,８６６,０１０号明細書及び同第５,０７０,０４８号明細書は、本質的には鉄及びコバルトからなり、更にニッケル及び／又はセレンを含有する着色剤部分を有する、青色ガラス組成物を開示する。ガラスの主波長は、４８２ｎｍ±１ｎｍであり、色純度は１３％±１％である。
チェング(Cheng)への米国特許第５,０１３,４８７号及び第５,０６９,８２６号明細書は、着色剤として、鉄、チタン、スズ及び亜鉛を含有する、青色に着色されるガラス組成物を開示する。ガラスは、４８５〜４９４ｎｍの主波長と、５〜９％の色純度とを有する。
モリモト(Morimoto)等への米国特許第５,３４４,７９８号明細書は、鉄、セリウム、チタン、亜鉛、コバルト及びマグネシウムを含有する青色ガラス組成物を開示する。これらのガラスの主波長は４９５〜５０５ｎｍであり、色純度は５％〜９％である。
（発明の要約）
本発明は、標準的なソーダ−石灰−シリカガラスを基礎とする組成物と、太陽放射線吸収性物質及び着色剤としての追加的な鉄及びコバルト(及び任意的にクロム)とを使用した、青色に着色されたガラスを提供する。詳しくは、青色着色ガラスは、全鉄 約０．４０〜１．０重量％、好ましくは約０．５０〜０．７５重量％、ＣｏＯ 約４〜４０ｐｐｍ、好ましくは約４〜２０ｐｐｍ、及び、Ｃｒ2Ｏ3 ０〜１００ｐｐｍを含有している。本発明のガラスのレドックス比は、０．３５〜約０．６０であり、好ましくは約０．３６〜０．５０である。本発明の１つの特定の態様において、ガラスは、少なくとも５５％の視感透過率と；４８５〜４８９ｎｍの主波長及び約３〜１８％の刺激純度により特徴付けられる色と；を有する。本発明の他の態様において、ガラスは、約３．９ｍｍ(０．１５４インチ)の厚さで少なくとも６５％の視感透過率と；４８５〜４９２ｎｍの主波長及び約３〜１８％の刺激純度によって特徴付けられる色と；を有する。
（発明の詳細な説明）
本発明の基礎ガラス組成は、以下の通り特徴付けられる、市販のソーダ−石灰−シリカガラスである。
ＳｉＯ2 ６６〜７５重量％
Ｎａ2Ｏ １０〜２０重量％
ＣａＯ ５〜１５重量％
ＭｇＯ ０〜５重量％
Ａｌ2Ｏ3 ０〜５重量％
Ｋ2Ｏ ０〜５重量％
本明細書中で使用される通り、全ての「重量％（ｗｔ％）」値は、最終のガラス組成物の総重量に基づく。
本発明は、この基礎ガラスに、鉄及びコバルト(及び任意的にクロム)の形態の赤外線及び紫外線吸収物質及び着色剤を添加する。本明細書に開示する通り、鉄はＦｅ2Ｏ3 及びＦｅＯにより表され、コバルトはＣｏＯにより表され、クロムはＣｒ2Ｏ3 により表される。本明細書に開示するガラス組成は、少量の他の物質、例えば、溶融助剤及び清澄助剤、トランプ（tramp）物質又は不純物を含有していてもよいことを認識すべきである。本発明の１つの態様では、一層詳細には後で議論する通り、少量の更なる物質が、ガラスを着色するため及び／又はその太陽性能を向上させるために含有され得ることを更に認識すべきである。
ガラス組成物中の酸化鉄は、幾つかの機能を果たす。酸化第二鉄、即ちＦｅ2Ｏ3 は、優れた紫外線吸収剤であり、ガラス中で黄色着色剤として作用する。酸化第一鉄、即ちＦｅＯは、優れた赤外線吸収剤であり、青色着色剤として作用する。本明細書に開示するガラスに存在する鉄の総量は、標準的な分析手法によるとＦｅ2Ｏ3 で表されるが、それは、全鉄が実際にＦｅ2Ｏ3 の形態であることを意味するものではない。同様に、実際にはＦｅＯとしてガラス中に存在し得ないが、第一鉄状態の鉄の量はＦｅＯとして報告される。本明細書中に開示するガラス組成物中の第一鉄と第二鉄の相対量を反映させるために、用語「レドックス」は、全鉄量（Ｆｅ2Ｏ3 として表される）で割った第一鉄（ＦｅＯとして表される）状態の鉄の量を意味する。更に、他の断りが無い限り、本明細書中の用語「全鉄」は、Ｆｅ2Ｏ3 で表される全鉄を意味し、用語「Ｆｅ2Ｏ3 」は、Ｆｅ2Ｏ3 で表される第二鉄状態の鉄を意味し、また用語「ＦｅＯ」は、ＦｅＯで表される第一鉄状態の鉄を意味する。
ＣｏＯは、ガラス中で、青色着色剤及び弱い赤外線吸収剤として作用する。Ｃｒ2Ｏ3 は、ガラス組成物に緑色成分を与えるために添加され得る。加えて、クロムはまた、幾らか紫外線吸収も与え得ると考えられる。鉄、即ち酸化第一鉄及び酸化第二鉄と、コバルトとの、また任意的にはクロムとの適当なバランス含有量が、所望の青色及びスペクトル特性を有するガラスを得るのに必要とされる。
本発明のガラスは、連続する大規模な商業的ガラス溶融操作で、溶融され清澄され、フロート法により様々な厚さの板ガラスシートに形成され得る。フロート法では、溶融ガラスは、あたかもリボン形状のように、溶融金属、通常はスズのプールで支持され、当技術分野において周知の方法で冷却される。
本明細書に開示するガラスは、当技術分野において周知の、従来のオーバーヘッド加熱連続溶融操作（overhead fired continuous melting operation）を使用して製造するのが好ましいが、ガラスは、クンクル(Kunkle)等への米国特許第４,３８１,９３４号明細書；ペコラロ(Pecoraro)等への同第４,７９２,５３６号明細書；及び、セルッティ(Cerutti)等への同第４,８８６,５３９号明細書に開示される通りの、多段階溶融操作を使用して製造してもよい。必要である場合は、最高の光学品質のガラスを製造するために、攪拌配置を、ガラス製造操作の溶融及び／又は形成段階で、ガラスを均質化するのに使用してもよい。
溶融操作のタイプに依存して、硫黄を、溶融及び清澄助剤としてソーダ−石灰−シリカガラスのバッチ物質に添加してもよい。商業的に製造される板ガラスは、約０．３重量％以下のＳＯ3 を含有していていもよい。鉄及び硫黄を含有するガラス組成物において、還元条件を与えることにより、ペコラロ等への米国特許第４,７９２,５３６号明細書に開示される通り、視感透過率を下げる琥珀色の着色が生じ得る。しかし、本明細書に開示するタイプの板ガラス組成物において、この着色を生じさせるのに必要とされる還元条件は、板ガラス形成操作の間、溶融スズと接触する下側のガラス表面の、初めの約２０μｍに、次いで、一層少ない程度まで、晒された上側ガラス表面に限定されると考えられる。硫黄の含有量が少なく、着色が起こり得るガラスの範囲が限定されているために、特定のソーダ−石灰−シリカガラス組成に依存するが、これらの表面中の硫黄は、ガラスの色又はスペクトル特性に実質的に影響しない。
上記に議論される通り、溶融スズ上にガラスが形成される結果として、測定可能な量の酸化スズが、溶融スズと接触している側のガラスの表面部分に移行し得ることを認識すべきである。典型的には、板ガラスの小片は、スズと接触していたガラスの表面下の最初の２５μｍに、少なくとも０．０５〜２重量％のＳｎＯ2 濃度を有する。典型的なＳｎＯ2 のバックグラウンド量は、３０ｐｐｍ程であり得る。溶融スズによって支持されていたガラス表面の最初の約１０Å内の高いスズ濃度は、そのガラス表面の反射率を僅かに高め得るが、ガラス特性に対する全体の影響は最小限であると考えられる。
表１に、本発明の本質を具体化する実験的なガラス溶融物を示す。同様に、表２に、本発明の本質を具体化する、一連のコンピュータによりモデル化したガラス組成物を示す。このモデル化組成物は、ＰＰＧ社によって開発されたガラスの色及びスペクトル性能をコンピュータによってモデル化することによって得た。表３に、本発明の本質を具体化する幾つかのガラス試料の組成物を示すが、それは前に開示されるタイプの、商業的な従来のオーバーヘッド加熱連続ガラス溶融装置で製造した。組成物の鉄及びコバルト部分のみを、表１及び表３に列挙し、そにれ対して表２は、組成物の鉄、コバルト及びクロム部分を含む。表４〜６には、それぞれ０．０８４インチ（２．１３ｍｍ）、０．１５４インチ（３．９ｍｍ）及び０．２２３インチ（５．６６ｍｍ）の基準厚さでの、表１、２及び３に示される組成物のスペクトル特性を列挙する。
表１の例１〜１６及び表３の例３０〜３４についての表４〜６に与えられるデータに関し、視感透過率（ＬＴＡ）は、３８０〜７７０ｎｍの波長範囲に渡って、Ｃ．Ｉ．Ｅ．２°観測者での、Ｃ．Ｉ．Ｅ．標準光源「Ａ」を使用して測定される。太陽透過率（ＬＴＳ）は、Ｃ．Ｉ．Ｅ．２°観測者及びＡＳＴＭ８９１〜８７に明細に記される重量因子を使用して、３８０〜７７０ｎｍの波長範囲に渡って測定される。ガラスの色は、主波長（ＤＷ）及び刺激純度（Ｐｅ）によって、ＡＳＴＭ Ｅ３０８〜９０に確立されている手順に従って、２°観測者での、Ｃ．Ｉ．Ｅ．標準光源「Ｃ」を使用して測定される。合計の太陽紫外線透過率（ＴＳＵＶ）は、３００〜４００ｎｍの波長範囲に渡って測定され、全太陽赤外線透過率（ＴＳＩＲ）は、７２０〜２０００ｎｍの波長範囲に渡って測定され、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される。ＴＳＵＶ、ＴＳＩＲ及びＴＳＥＴ透過率のデータは、当技術分野において既知の通り、パリームーン気団（Parry Moon air mass）２．０直接太陽照射データを使用して計算され、台形法則を使用して積分された。 [試料の全太陽熱増加]対[公称３ｍｍ厚（１／８インチ）の透明ガラス対照の全太陽熱増加]の割合である遮蔽係数（ＳＣ）は、ローレンス バークレー研究所(Lawrence Berkeley Laboratory)から入手可能なウィンド(Window)４．１のコンピュータプログラムを使用して計算した。表２の例１７〜２９に関する表４〜６に示すスペクトル特性は、同じ波長範囲及び計算手順に基づく。
（試料の調製）
表１に与えられている情報は、下記の基礎バッチ成分を凡そ有する実験的な研究室溶融物に基づく。
砂 ５００ｇ
ソーダ灰 １６２．８ｇ
石灰石 ４２ｇ
ドロマイト １２１ｇ
ソルトケーキ ２．５ｇ
べんがら 必要に応じて
Ｃｏ3Ｏ4 必要に応じて
石炭を、レドックスを制御するためにそれぞれの溶融物に添加した。溶融物を調製する際、各成分は、重量を測り、混合機で混合した。次いで、物質の半分を、耐熱性シリカるつぼに置き、３０分間の間１４５４℃(２６５０°Ｆ）まで加熱した。次いで、残りの物質をるつぼに添加し、１．５時間の間１４５４℃(２６５０°Ｆ）に加熱した。次に、溶融ガラスを、水中でフリット化させ、乾燥させ、１時間の間１４５４℃(２６５０°Ｆ）で再加熱した。次いで、溶融ガラスを、水中で２回フリット化させ、乾燥させ、２時間の間１４５４℃(２６５０°Ｆ）に再加熱した。次いで、溶融ガラスを、るつぼからあけて、アニーリングした。試料をスラブから切り出し、研いで、分析のために研磨した。
ガラス組成物の化学分析は、ＲＩＧＡＫＵ３３７０Ｘ線蛍光分光光度計を使用して測定した。例１〜１６のためのＦｅＯ含有量は、当技術分野において周知の湿潤化学的技術を使用して測定した。例３０〜３４のためのＦｅＯ含有量は、前に議論したガラスの色及びスペクトル性能のコンピュータによるモデル化を使用して計算した。ガラスのスペクトル特徴は、後で議論されるであろう通り、スペクトル特性に影響を与えるであろう、ガラスを焼き入れする前、又は紫外線に長く露光される前に、パーキンエルマー（Perkin-Elmer）ラムダ９ＵＶ／ＶＩＳ／ＮＩＲ分光光度計を使用してアニーリングした試料で測定した。
下記のものは、表１及び３に開示する代表的ガラスの基礎酸化物である。
表１の例１〜１６ 表３の例３０〜３４
ＳｉＯ2 ７３．３〜７３．９重量％ 〜７２．５重量％
Ｎａ2Ｏ １３．２〜１３．６重量％ 〜１３．８重量％
Ｋ2Ｏ ０．０３１〜０．０３４重量％ 〜０．０４６重量％
ＣａＯ ８．５〜８．８重量％ 〜９重量％
ＭｇＯ ３．６〜３．８重量％ 〜３．２重量％
Ａｌ2Ｏ3 ０．１２〜０．１６重量％ 〜０．２４重量％
表１に開示する実験的な溶融物及び表２に開示するモデル化された組成物に基づく、市販のソーダ−石灰−シリカガラス組成物の基礎酸化物成分は、前に議論されたものと同様であると予想される。
表１に含まれないが、例１〜１６の分析は、Ｃｒ2Ｏ3 約６ｐｐｍ以下、ＭｎＯ2 約３０ｐｐｍ以下、またＴｉＯ2 約０．０１３重量％以下を示した。これらの物質は、バッチの原料物質又はガラス製造装置から、ガラス組成物に持ち込まれるのが最も可能性があった。同様に、表３に含まれないが例３０〜３４の分析は、Ｃｒ2Ｏ3 約９ｐｐｍ以下、ＭｎＯ2 約２６ｐｐｍ以下、またＴｉＯ2 約０．０２１重量％以下を示した。これらの物質も、バッチの原料物質又はガラス製造装置から、及び、ガラス溶融装置の残渣物質から、ガラス組成物に持ち込まれるのが最も可能性があった。表２のコンピュータでモデル化した全組成物は、ＭｎＯ2 を３８ｐｐｍ（表２には示さず）含有するようにモデル化されており、例１７〜２３は、Ｃｒ2Ｏ3 を約７ｐｐｍ含有するようにモデル化されており、それはクロム及びマンガンの典型的な検出可能な量である。これらの量のクロム及びマンガンは、モデルを使用してガラスのより正確な表示を与えるために、モデル化組成物中に含有されていた。表１及び２の例１〜２９のクロム、マンガン及びチタンのこれらの量、及び、表３の例３０〜３４のクロム及びマンガンのこれらの量は、ガラスの色及びスペクトル特性に著しくは影響を与えないであろう、トランプ及び／又は残渣の量であると考えられる。ガラス溶融機中に残っていた残渣のチタンによるものと考えられる、例３０〜３４のＴｉＯ2 の量は、例えあるにしても、最小限のみ有し、本発明のガラス組成物のガラスの色及びスペクトル特性に影響を与えるべきである。更に、本発明の特徴を具体化するガラス組成物は、ＴｉＯ2 を全く有さないか又は痕跡量で、製造され得ると考えられる。
Figure 2009234910
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表１〜５を参照すると、本発明は、標準的なソーダ-石灰-シリカガラスの基礎組成物と、赤外線及び紫外線吸収性部分及び着色剤としての、追加的な鉄及びコバルト(任意的にクロム)とを使用した、青色に着色されたガラスを提供する。詳しくは、ガラスの赤外線及び紫外線吸収性物質及び着色剤部分は、全鉄 約０．４０〜１．０重量％、好ましくは全鉄 約０．５０〜０．７５重量％、及び、ＣｏＯ 約４〜４０ｐｐｍ、好ましくはＣｏＯ 約４〜２０ｐｐｍを含有する。加えて、組成物は、Ｃｒ2Ｏ3 １００ｐｐｍ以下(好ましくは約２５〜５０ｐｐｍ)を含有し得る。ガラスは、０．３５〜０．６０、好ましくは約０．３６〜０．５０のレドックスを有する。本発明の１つの態様において、ガラスは、少なくとも５５％の視感透過率と、約４８５〜４９２ｎｍ(好ましくは４８７〜４８９ｎｍ)の主波長とを有する。本発明の他の態様において、ガラスは、０．１５４インチの厚さで少なくとも６５％の視感透過率と、約４８５〜４８９ｎｍ(好ましくは約４８７〜４８９ｎｍ)の主波長とを有する。ガラスは、約３〜１８％の刺激純度を有する。しかし、刺激純度はガラスの厚さに依存することを認識すべきである。そのため、約１．８〜３．２ｍｍ(０．０７１〜０．１２６インチ)の厚さを有する本発明のガラスは約３〜８％のＰｅを有し、厚さが約３．２〜４．９ｍｍ(０．１２６〜０．１８９インチ)のものは約５〜１２％のＰｅを有し、厚みが約４．９〜８ｍｍ(０．１８９〜０．３１５インチ)のものは約１０〜１８％のＰｅを有する。
本発明の他の態様において、赤外線及び紫外線吸収性物質及びガラスの着色剤は、全鉄 約０．５０〜０．６０重量％、ＣｏＯ 約４〜１２ｐｐｍ、Ｃｒ2Ｏ3 ０〜約１００ｐｐｍ、ＴｉＯ2 ０〜約０．５０重量％、及び、約０．４５〜０．５０のレドックスを含有する。１つの特定の態様において、ガラスは、僅か痕跡量のＣｒ2Ｏ3 、及び、ＴｉＯ2 約０．０２１重量％以下を含有する。加えて、ガラスは、約０．１５４インチの厚さで、５０％以下のＴＳＥＴと、少なくとも７０％の視感透過率（ＬＴＡ）と、６０％以下のＴＳＵＶと、約３０％以下のＴＳＩＲとを有する。ガラスの色は、約４８７〜４８９ｎｍの主波長と、約７〜１０％の刺激純度とによって特徴付けられる。
本明細書に開示される、フロート法で製造されるガラス組成物は、約１〜１０ｍｍのシート厚の範囲であるのが典型的である。
自動車のグレイジング用途では、本明細書に開示される通りの組成を有するガラスシートは、１．８〜５ｍｍ(０．０７１〜０．１９７インチ)の範囲の厚さを有するのが好ましい。単一のガラスプライ(ガラス層,glass ply)を使用する場合、ガラスは、例えば自動車のサイドウィンド(側窓)又はリアウィンド(後窓)用に、焼き入れされるであろう、また複数のプライが使用される場合、例えばポリビニルブチラール中間層を使用して、２枚のアニーリング済みガラスプライを共に積層する自動車用ウィンドシールド用に、ガラスはアニーリングされ、熱可塑性接着剤を使用して共に積層される（尚、ガラスプライの少なくとも１枚が、本明細書で開示される組成を有するガラスシートである。）ことが予想される。加えて、ガラスが自動車両の選択された領域、例えばウィンドシールド及びフロントドアウィンド、また或る例ではリアウィンドで使用される場合、ガラスのＬＴＡが少なくとも７０％であることが要求される。加えて、本発明で開示するガラス組成物は、約０．１５４インチの厚さで、約５５％以下(好ましくは約５０％以下)のＴＳＥＴ；６０％以下(好ましくは５７％以下)のＴＳＵＶ；及び/又は、約３５％以下(好ましくは約３０％以下)のＴＳＩＲ；を有する。
建築物のグレイジング用途において、ガラスの太陽透過率（ＬＴＳ）に関する法律的要求は一般的にはない。しかし、本発明において、ガラスは、約０．２２３インチの厚さで、約０．７０以下(好ましくは約０．６５以下)の遮蔽係数と、約６０〜７０％(好ましくは約６３〜６７％)のＬＴＳとを有する。
ガラスを焼き入れ(tempering)した後、及び、更には一般にはソラリゼーションと呼ばれる紫外線に長く露光した後、ガラスのスペクトル特性は変化するものと予想される。特に、本明細書に開示するガラス組成物の焼き入れ及びソラリゼーションは、ＬＴＡ、ＬＴＳ及びＴＳＩＲを約０．５〜１％だけ減少させ、ＴＳＵＶを約１〜２％だけ、及びＴＳＥＴを約１〜１．５％だけ減少させるものと考えられる。そのため、本発明の１つの態様において、ガラス組成物は、これまでに議論されている所望の範囲外に最初は入るが、焼き入れ及び／又はソラリゼーションの後には所望の範囲に入る、選択されたスペクトル特性を有する。
視感透過率及び太陽透過率（ＬＴＡ及びＬＴＳ）は、所望の最小限レベル以上に透過率を維持するために、これらの条件によって減少させられるので、製造後のガラスの初期ＬＴＡ又はＬＴＳは、焼き入れ及びソラリゼーションに起因し得る損失が、透過率を受け入れられないレベルにまで減少させる程、充分高いべきであるということも認識すべきである。
バナジウムは、本発明のガラス組成物中のクロムと部分的に又は完全に置き換えて使用してもよい。より詳しく言えば、本明細書中、Ｖ2Ｏ5 で表わされるバナジウムは、ガラスに黄緑色を与え、紫外線と赤外線の両方を異なる原子価状態で吸収する。上記で検討した通り、Ｃｒ2Ｏ3 １００ｐｐｍは、Ｖ2Ｏ5 約４００ｐｐｍによって完全に置き換えてよいものと考えられる。
これまでに検討した通り、他の物質を、更に赤外線及び紫外線透過率を低下させるために、及び／又はガラスの色を制御するために、本明細書に開示するガラス組成物に添加してもよい。クロム及びマグネシウムの包有物は、これまでに議論されている。下記の物質も、本明細書に開示する鉄及びコバルトを含有するソーダ−石灰−シリカガラスに添加してもよいことが意図されている。
ＳｎＯ2 ０〜約２．０重量％
ＣｅＯ2 ０〜約１．０重量％
ＴｉＯ2 ０〜約０．５重量％
ＺｎＯ ０〜約０．５重量％
Ｎｄ2Ｏ3 ０〜約０．５重量％
ＭｏＯ3 ０〜約１００ｐｐｍ
ＮｉＯ ０〜約１０ｐｐｍ
Ｓｅ ０〜約３ｐｐｍ
着色剤及び／又はレドックスがこれらの更なる物質の力に影響を与えるのを説明するために、ガラスの基礎成分を調節しなくてはならないであろうことは、理解されるべきである。
当業者に既知である他の変更は、特許請求の範囲に規定する本発明の概念から逸脱しない限り行い得る。

Claims (27)

  1. 青色に着色された、赤外線及び紫外線吸収性ガラス組成物において、
    ＳｉＯ2 約６６〜７５重量％
    Ｎａ2Ｏ 約１０〜２０重量％
    ＣａＯ 約５〜１５重量％
    ＭｇＯ ０〜約５重量％
    Ａｌ2Ｏ3 ０〜約５重量％
    Ｋ2Ｏ ０〜約５重量％
    から成る基礎ガラス部分と、
    全鉄 約０．４０〜１．０重量％
    ＣｏＯ 約４〜４０ｐｐｍ
    Ｃｒ2Ｏ3 ０〜約１００ｐｐｍ
    から本質的に成る太陽放射線吸収性部分及び着色剤部分とを含有し；しかも、該ガラスが、０．３５〜約０．６０のレドックスと；少なくとも５５％の視感透過率と；４８５〜４８９ｎｍの主波長と、約３〜１８％の刺激純度とによって特徴付けられる色と；を有する上記組成物。
  2. 全鉄濃度が約０．５０〜０．７５重量％であり、レドックスが約０．３６〜０．５０である、請求項１記載の組成物。
  3. ＣｏＯ濃度が約４〜２０ｐｐｍである、請求項２記載の組成物。
  4. ガラスの色が、約４８７〜４８９ｎｍの範囲の主波長と；約０．０７１〜０．１２６インチの範囲の少なくとも１つの厚さで約３〜８％の刺激純度、約０．１２６〜０．１８９インチの範囲の少なくとも１つの厚さで約５〜１２％の刺激純度、及び、約０．１８９〜０．３１５インチの範囲の少なくとも１つの厚さで約１０〜１８％の刺激純度と；によって特徴付けられる、請求項３記載の組成物。
  5. ガラスが、約７０％以上の視感透過率を有する、請求項４記載の組成物。
  6. ガラスが、約５５〜７０％の太陽透過率と約０．７０以下の遮光係数とを有する、請求項４記載の組成物。
  7. ＣｏＯ濃度が約４〜２０ｐｐｍである、請求項１記載の組成物。
  8. Ｃｒ2Ｏ3 濃度が約２５〜５０ｐｐｍである、請求項１記載の組成物。
  9. ガラスが、約７０％以上の視感透過率を有する、請求項１記載の組成物。
  10. ガラスが、約０．１５４インチの厚さで、約５５％以下の全太陽エネルギー透過率と、約６０％以下の全太陽紫外線透過率と、約３５％以下の全太陽赤外線透過率とを有する、請求項９記載の組成物。
  11. ガラスが、約０．１５４インチの厚さで、約５０％以下の全太陽エネルギー透過率と、約５７％以下の全太陽紫外線透過率と、約３０％以下の全太陽赤外線透過率とを有する、請求項９記載の組成物。
  12. ガラスが、約０．２２３インチの厚さで、約０．７０以下の遮光係数と、約５５〜７０％の太陽透過率とを有する、請求項１記載の組成物。
  13. ガラスが、約０．２２３インチの厚さで、約６３〜６７％の太陽透過率と約０．６５以下の遮光係数とを有する、請求項１２記載の組成物。
  14. ガラスの色が約４８７〜４８９ｎｍの範囲の主波長によって特徴付けられる、請求項１記載の組成物。
  15. ガラスの色が、約０．０７１〜０．１２６インチの範囲の少なくとも１つの厚さで約３〜８％の刺激純度、約０．１２６〜０．１８９インチの範囲の少なくとも１つの厚さで約５〜１２％の刺激純度、及び、約０．１８９〜０．３１５インチの範囲の少なくとも１つの厚さで約１０〜１８％の刺激純度によって特徴付けられる、請求項１記載の組成物。
  16. 請求項１に記載のガラス組成物からフロート法によって形成されたガラスシート。
  17. 請求項１６に記載の少なくとも1種のガラスシートから造られた自動車用ウィンドシールド。
  18. １．８〜１０ｍｍの厚さを有する、請求項１６記載のガラスシート。
  19. 青色に着色された、赤外線及び紫外線吸収性ガラス組成物であって、
    ＳｉＯ2 約６６〜７５重量％
    Ｎａ2Ｏ 約１０〜２０重量％
    ＣａＯ 約５〜１５重量％
    ＭｇＯ ０〜約５重量％
    Ａｌ2Ｏ3 ０〜約５重量％
    Ｋ2Ｏ ０〜約５重量％
    から成る基礎ガラス部分と、
    全鉄 約０．４０〜１．０重量％
    ＣｏＯ 約４〜４０ｐｐｍ
    ＳｎＯ2 ０〜約２．０重量％
    ＣｅＯ2 ０〜約１．０重量％
    ＴｉＯ2 ０〜約０．５重量％
    ＺｎＯ ０〜約０．５重量％
    Ｎｄ2Ｏ3 ０〜約０．５重量％
    ＭｎＯ2 ０〜約０．１重量％
    ＭｏＯ3 ０〜約１００ｐｐｍ
    Ｃｒ2Ｏ3 ０〜約１００ｐｐｍ
    Ｖ2Ｏ5 ０〜約４００ｐｐｍ
    ＮｉＯ ０〜約１０ｐｐｍ
    Ｓｅ ０〜約３ｐｐｍ
    から本質的に成る太陽放射線吸収性部分及び着色剤部分とを含有し；しかも、該ガラスが、０．３５〜約０．６０のレドックスと、少なくとも５５％の視感透過率と、４８５〜４８９ｎｍの主波長及び約３〜１８％の刺激純度によって特徴付けられる色とを有する、上記組成物。
  20. ガラスの色が、約４８７〜４８９ｎｍの範囲の主波長と；約０．０７１〜０．１２６インチの範囲の少なくとも１つの厚さで約３〜８％の刺激純度、約０．１２６〜０．１８９インチの範囲の少なくとも１つの厚さで約５〜１２％の刺激純度、及び約０．１８９〜０．３１５インチの範囲の少なくとも１つの厚さで約１０〜１８％の刺激純度と；によって特徴付けられる、請求項１９記載の組成物。
  21. 青色に着色された、赤外線及び紫外線吸収性ガラス組成物であって、
    ＳｉＯ2 約６６〜７５重量％
    Ｎａ2Ｏ 約１０〜２０重量％
    ＣａＯ 約５〜１５重量％
    ＭｇＯ ０〜約５重量％
    Ａｌ2Ｏ3 ０〜約５重量％
    Ｋ2Ｏ ０〜約５重量％
    から成る基礎ガラス部分と、
    全鉄 約０．４０〜１．０重量％
    ＣｏＯ 約４〜４０ ｐｐｍ
    Ｃｒ2Ｏ3 ０〜約１００ ｐｐｍ
    から本質的に成る太陽放射線吸収性部分及び着色剤部分とを含有し；しかも、該ガラスが、０．３５〜約０．６０のレドックスと、約０．１５４インチの厚さで少なくとも６５％の視感透過率と、約４８５〜４９２ｎｍの主波長及び約３〜１８％の刺激純度によって特徴付けられる色とを有する、上記組成物。
  22. 全鉄濃度が約０．５０〜０．７５重量％であり；ＣｏＯ濃度が約４〜２０ｐｐｍであり；レドックスが約０．３６〜０．５０であり；ガラスの色が、約４８７〜４８９ｎｍの範囲の主波長と、約０．０７１〜０．１２６インチの範囲の少なくとも１つの厚さで約３〜８％の刺激純度、約０．１２６〜０．１８９インチの範囲の少なくとも１つの厚さで約５〜１２％の刺激純度、及び約０．１８９〜０．３１５インチの範囲の少なくとも１つの厚さで約１０〜１８％の刺激純度とによって特徴付けられる；請求項２１記載の組成物。
  23. ガラスが、約０．１５４インチの厚さで、約５５％以下の全太陽エネルギー透過率と、約６０％以下の全太陽紫外線透過率と、約３５％以下の全太陽赤外線透過率とを有する、請求項２２記載の組成物。
  24. 青色に着色された、赤外線及び紫外線吸収性ガラス組成物であって、
    ＳｉＯ2 約６６〜７５重量％
    Ｎａ2Ｏ 約１０〜２０重量％
    ＣａＯ 約５〜１５重量％
    ＭｇＯ ０〜約５重量％
    Ａｌ2Ｏ3 ０〜約５重量％
    Ｋ2Ｏ ０〜約５重量％
    から成る基礎ガラス部分と、
    全鉄 約０．４０〜１．０重量％
    ＣｏＯ 約４〜４０ｐｐｍ
    ＳｎＯ2 ０〜約２．０重量％
    ＣｅＯ2 ０〜約１．０重量％
    ＴｉＯ2 ０〜約０．５重量％
    ＺｎＯ ０〜約０．５重量％
    Ｎｄ2Ｏ3 ０〜約０．５重量％
    ＭｎＯ2 ０〜約０．１重量％
    ＭｏＯ3 ０〜約１００ｐｐｍ
    Ｃｒ2Ｏ3 ０〜約１００ｐｐｍ
    Ｖ2Ｏ5 ０〜約４００ｐｐｍ
    ＮｉＯ ０〜約１０ｐｐｍ
    Ｓｅ ０〜約３ｐｐｍ
    から本質的に成る太陽放射線吸収性部分及び着色剤部分とを含有し；しかも、該ガラスが、０．３５〜約０．６０のレドックスと；約０．１５４インチの厚さで少なくとも６５％の視感透過率と；約４８５〜４９２ｎｍの主波長及び約３〜１８％の刺激純度によって特徴付けられる色と；を有する、上記組成物。
  25. ガラスの色が、約４８７〜４８９ｎｍの範囲の主波長と；約０．０７１〜０．１２６インチの範囲の少なくとも１つの厚さで約３〜８％の刺激純度、約０．１２６〜０．１８９インチの範囲の少なくとも１つの厚さで約５〜１２％の刺激純度、及び約０．１８９〜０．３１５インチの範囲の少なくとも１つの厚さで約１０〜１８％の刺激純度と；によって特徴付けられる、請求項２４記載の組成物。
  26. 青色に着色された、赤外線及び紫外線吸収性ガラス組成物であって、
    ＳｉＯ2 約６６〜７５重量％
    Ｎａ2Ｏ 約１０〜２０重量％
    ＣａＯ 約５〜１５重量％
    ＭｇＯ ０〜約５重量％
    Ａｌ2Ｏ3 ０〜約５重量％
    Ｋ2Ｏ ０〜約５重量％
    から成る基礎ガラス部分と、
    全鉄 約０．５０〜０．６０重量％
    ＣｏＯ 約４〜１２ｐｐｍ
    Ｃｒ2Ｏ3 ０〜約１００ｐｐｍ
    ＴｉＯ2 ０〜約０．５０重量％
    から本質的に成る太陽放射線吸収性部分及び着色剤部分とを含有し；しかも、該ガラスが、約０．４５〜０．５０のレドックスと；約０．１５４インチの厚さで少なくとも７０％の視感透過率と；約４８７〜４８９ｎｍの主波長及び約７〜１０％の刺激純度によって特徴付けられる色と；を有する、上記組成物。
  27. ガラスは、約０．１５４インチの厚さで、約５０％以下の全太陽エネルギー透過率と、約６０％以下の全太陽紫外線透過率と、約３０％以下の全太陽赤外線透過率とを有する、請求項２６記載の組成物。
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