JP3253086B2 - ガラス組成物 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、ガラス張りに使用するための、赤外線（I
R）および紫外線（UV）を吸収するソーダ石灰石英ガラ
ス組成物に関する。特に、本発明は、当該ガラスを主に
（但し唯一の材料ではなく）用いた、車両（自動車な
ど）用の中間色（neutral tint）の窓に関する。
R）および紫外線（UV）を吸収するソーダ石灰石英ガラ
ス組成物に関する。特に、本発明は、当該ガラスを主に
（但し唯一の材料ではなく）用いた、車両（自動車な
ど）用の中間色（neutral tint）の窓に関する。
車両に使用するために、低レベルの太陽直射熱透過率
（DSHT）および紫外線透過率（UVT）を有する特殊なガ
ラスが開発されてきた。これらのガラスは、晴れた日の
車内が過度に加熱されることによって生じる問題を減ら
し、かつ紫外線に照らされることによって車の内装が劣
化するのを保護することを目的としている。優れた赤外
線吸収特性を有するガラスは、通常、ガラス中に存在す
る鉄を第一鉄の状態にすることによって、または銅を添
加することによって製造されている。これらの材料によ
り、ガラスは青色になる。優れた紫外線吸収特性を得る
ために添加される材料は、Fe3+、Ce、TiまたはＶであ
る。所望の吸収レベルを提供するためにこれらの材料が
多量に添加されることにより、ガラスは黄色になる傾向
がある。よって、優れたUV吸収と優れたIR吸収が同一ガ
ラスについて求められる場合、そのガラスの色は、ほと
んど必然的に緑または青になる。ガラスの色がCIELABシ
ステムによって定められる場合、厚さが4mmで、60％を
超える光透過率を有する商用ガラスは、はっきりとした
緑色（−ａ＊＞８）かまたははっきりとした青色（−ｂ
＊＞７）になるということが分かっているが、いずれの
場合も、現時点では美的観点から望ましいものではな
い。
（DSHT）および紫外線透過率（UVT）を有する特殊なガ
ラスが開発されてきた。これらのガラスは、晴れた日の
車内が過度に加熱されることによって生じる問題を減ら
し、かつ紫外線に照らされることによって車の内装が劣
化するのを保護することを目的としている。優れた赤外
線吸収特性を有するガラスは、通常、ガラス中に存在す
る鉄を第一鉄の状態にすることによって、または銅を添
加することによって製造されている。これらの材料によ
り、ガラスは青色になる。優れた紫外線吸収特性を得る
ために添加される材料は、Fe3+、Ce、TiまたはＶであ
る。所望の吸収レベルを提供するためにこれらの材料が
多量に添加されることにより、ガラスは黄色になる傾向
がある。よって、優れたUV吸収と優れたIR吸収が同一ガ
ラスについて求められる場合、そのガラスの色は、ほと
んど必然的に緑または青になる。ガラスの色がCIELABシ
ステムによって定められる場合、厚さが4mmで、60％を
超える光透過率を有する商用ガラスは、はっきりとした
緑色（−ａ＊＞８）かまたははっきりとした青色（−ｂ
＊＞７）になるということが分かっているが、いずれの
場合も、現時点では美的観点から望ましいものではな
い。
IRおよびUV照射に対する優れた保護性を有する、灰色
またはブロンズ色の車両用ガラスを生産しようという試
みがなされてきたが、このようなガラスも、未だ黄緑色
の色合いを帯びる傾向にある。フランス特許明細書第2,
672,587号では、例示されているガラスの主波長（λ
Ｄ）は、571〜580nmと様々に異なり、色純度は4.4〜15.
9％の範囲内である。これらの数値は、これらのガラス
が黄緑色の色合いをしていることを示している。英国セ
ント・ヘレンズのピルキントン・グラス・リミテッドか
ら購入することのできる中性色であるグレイガラス、AN
TISUN（アンチサン）（このANTISUNとはピルキントン・
グループの商標である）Grey（グレイ）は、厚さ4mmで
主波長が454および色純度が2.1％である。
またはブロンズ色の車両用ガラスを生産しようという試
みがなされてきたが、このようなガラスも、未だ黄緑色
の色合いを帯びる傾向にある。フランス特許明細書第2,
672,587号では、例示されているガラスの主波長（λ
Ｄ）は、571〜580nmと様々に異なり、色純度は4.4〜15.
9％の範囲内である。これらの数値は、これらのガラス
が黄緑色の色合いをしていることを示している。英国セ
ント・ヘレンズのピルキントン・グラス・リミテッドか
ら購入することのできる中性色であるグレイガラス、AN
TISUN（アンチサン）（このANTISUNとはピルキントン・
グループの商標である）Grey（グレイ）は、厚さ4mmで
主波長が454および色純度が2.1％である。
中間色のガラスとなる範囲についての要件を確認した
が、つまり、CIELABシステムでは、ガラスの可視光透過
率が60％以上の場合には、ガラスの色座標がａ＊は−６
〜＋５、ｂ＊は−５〜＋５の範囲内にあり、ガラスの可
視光透過率が60％未満の場合には、ガラスの色座標がａ
＊は−12〜＋５、ｂ＊は−５〜＋10の範囲内となること
である。「中間色」という用語は、以下において上記の
色座標を有するガラスを示すために使用される。
が、つまり、CIELABシステムでは、ガラスの可視光透過
率が60％以上の場合には、ガラスの色座標がａ＊は−６
〜＋５、ｂ＊は−５〜＋５の範囲内にあり、ガラスの可
視光透過率が60％未満の場合には、ガラスの色座標がａ
＊は−12〜＋５、ｂ＊は−５〜＋10の範囲内となること
である。「中間色」という用語は、以下において上記の
色座標を有するガラスを示すために使用される。
さらに、可視光透過率が32％を超え（厚さ4mmで）、
かつ太陽直射熱透過率が可視光透過率よりも少なくとも
７％低い（好ましくは10％低い）、中間色のガラスの要
件も確認した。基本的に、低い太陽直射熱透過率を有す
るガラスは知られているが、それらのほぼすべては、可
視光透過率が低いために、これらのガラスの車両への使
用は制限される傾向にある。上記で確認された要件を満
たすガラスは、より高い光透過率を有するためにより一
般的に車両に使用されるであろうし、また、高い光透過
率にもかかわらず、太陽直射熱透過率が低いために、車
内を涼しく保つであろうと考えた。
かつ太陽直射熱透過率が可視光透過率よりも少なくとも
７％低い（好ましくは10％低い）、中間色のガラスの要
件も確認した。基本的に、低い太陽直射熱透過率を有す
るガラスは知られているが、それらのほぼすべては、可
視光透過率が低いために、これらのガラスの車両への使
用は制限される傾向にある。上記で確認された要件を満
たすガラスは、より高い光透過率を有するためにより一
般的に車両に使用されるであろうし、また、高い光透過
率にもかかわらず、太陽直射熱透過率が低いために、車
内を涼しく保つであろうと考えた。
さらに、ガラスの紫外線透過率が理想的には25％未満
となるのが望ましいと考えた。なぜならば、このように
低い透過率にすることによって、プラスチック材料およ
び布地（特に自動車の）への紫外線照射による悪影響を
最小限に抑えるであろうと考えたからである。フランス
特許明細書第2,672,587号の５頁32〜35行に、CoOおよび
NiOの両方が、紫外線および赤外線のいずれの吸収も行
うことなく可視光透過率を低下させることが指摘されて
おり、そしてこれらの成分を添加しないのが好ましいと
いうことが指摘されている。CoO含有量の上限は0.005％
と提案されているが、例示されているCoO含有量の最高
値は0.001％である。このことは、これらの材料を使用
するべきではないということ、そしてもし使用されたと
しても、制限された量のみが含有されるべきであるとい
う明細書中の教示を証拠立てるものである。
となるのが望ましいと考えた。なぜならば、このように
低い透過率にすることによって、プラスチック材料およ
び布地（特に自動車の）への紫外線照射による悪影響を
最小限に抑えるであろうと考えたからである。フランス
特許明細書第2,672,587号の５頁32〜35行に、CoOおよび
NiOの両方が、紫外線および赤外線のいずれの吸収も行
うことなく可視光透過率を低下させることが指摘されて
おり、そしてこれらの成分を添加しないのが好ましいと
いうことが指摘されている。CoO含有量の上限は0.005％
と提案されているが、例示されているCoO含有量の最高
値は0.001％である。このことは、これらの材料を使用
するべきではないということ、そしてもし使用されたと
しても、制限された量のみが含有されるべきであるとい
う明細書中の教示を証拠立てるものである。
フランス特許第2,672,587号では、実施例９を除く実
施例で使用されたSeの量は、着色剤の量と同程度である
かまたはそれよりも多い傾向にある。実施例９では、Fe
2O3含有量は0.178と低く、色純度は9.6と高い数値であ
り、60％を超える透過率を有する厚さ4mmのガラスの中
間色の外観とはかなり離れていることを示している。
施例で使用されたSeの量は、着色剤の量と同程度である
かまたはそれよりも多い傾向にある。実施例９では、Fe
2O3含有量は0.178と低く、色純度は9.6と高い数値であ
り、60％を超える透過率を有する厚さ4mmのガラスの中
間色の外観とはかなり離れていることを示している。
着色ガラスの分野では、比較的小さい変更により、色
合いに大きな変化をもたらし得る。ある特許権者は、そ
れは乾草の山の中から針を探し出すようなものであると
言っている。従来の特許の広範囲の開示は多くの可能性
を含んでおり、赤外線および紫外線の吸収における特定
範囲に関連していかに特定の色合いが得られるかを特定
するものとして、信頼することができる、具体例の開示
でしかない。フランス特許第2,672,587号において、受
け入れられない570nmを超える主波長とはならない中間
色を達成するための適切な成分バランスについて、教示
されていないことは明かである。DSHTを比較的低くしよ
うと試みて、フランス特許では高レベルのFeOを使用し
ており、また、可視光透過率に容認できない損失をもた
らすことなく、着色剤を添加することでバランスが取れ
るということは認識されていない（このことは、本発明
において発見された）。
合いに大きな変化をもたらし得る。ある特許権者は、そ
れは乾草の山の中から針を探し出すようなものであると
言っている。従来の特許の広範囲の開示は多くの可能性
を含んでおり、赤外線および紫外線の吸収における特定
範囲に関連していかに特定の色合いが得られるかを特定
するものとして、信頼することができる、具体例の開示
でしかない。フランス特許第2,672,587号において、受
け入れられない570nmを超える主波長とはならない中間
色を達成するための適切な成分バランスについて、教示
されていないことは明かである。DSHTを比較的低くしよ
うと試みて、フランス特許では高レベルのFeOを使用し
ており、また、可視光透過率に容認できない損失をもた
らすことなく、着色剤を添加することでバランスが取れ
るということは認識されていない（このことは、本発明
において発見された）。
本発明は、比較的少量の特定の着色剤を組み入れるこ
とで、赤外線および紫外線吸収成分の存在により生ずる
緑色が補われるという、驚くべき発見に基づいている。
とで、赤外線および紫外線吸収成分の存在により生ずる
緑色が補われるという、驚くべき発見に基づいている。
本発明では、中間色（本明細書において定義される）
のIR及びUV吸収するソーダ石灰石英ガラスは、以下の方
程式で計算される第一鉄含有量を有し、 Fe2O3と表される鉄合計含有量が0.25〜1.75重量％の範
囲内であり、Se、Co3O4、Nd2O3、NiO、MnO、V2O5、Ce
O2、TiO2、CuOおよびSnOのうち一つ以上を用いて中間色
に着色され、また、4mmの厚さで、可視光透過率は少な
くとも32％、UV透過率は25％以下、そして太陽直射熱透
過率は可視光透過率よりも少なくとも７％低く、主波長
は好ましくは570nm未満となる。但し、主波長が570nmよ
り大きく、かつ可視光透過率が60％を超える場合、色純
度は４以下、好ましくは２未満であり、また、Seが存在
する場合には、Co3O4、Nd2O3、NiO、MnO、CuO、SnO、V2
O5、CeO2およびTiO2から選ばれた少なくとも他のもう一
つの着色剤が、存在するSeの量の少なくとも1.5倍、好
ましくは２倍の重量で含まれる。太陽直射熱透過率は、
可視光透過率より少なくとも10％低いのが好ましい。
のIR及びUV吸収するソーダ石灰石英ガラスは、以下の方
程式で計算される第一鉄含有量を有し、 Fe2O3と表される鉄合計含有量が0.25〜1.75重量％の範
囲内であり、Se、Co3O4、Nd2O3、NiO、MnO、V2O5、Ce
O2、TiO2、CuOおよびSnOのうち一つ以上を用いて中間色
に着色され、また、4mmの厚さで、可視光透過率は少な
くとも32％、UV透過率は25％以下、そして太陽直射熱透
過率は可視光透過率よりも少なくとも７％低く、主波長
は好ましくは570nm未満となる。但し、主波長が570nmよ
り大きく、かつ可視光透過率が60％を超える場合、色純
度は４以下、好ましくは２未満であり、また、Seが存在
する場合には、Co3O4、Nd2O3、NiO、MnO、CuO、SnO、V2
O5、CeO2およびTiO2から選ばれた少なくとも他のもう一
つの着色剤が、存在するSeの量の少なくとも1.5倍、好
ましくは２倍の重量で含まれる。太陽直射熱透過率は、
可視光透過率より少なくとも10％低いのが好ましい。
Seの量は、満足できる中間色を得る上で影響を及ぼさ
ない程度に低く保つのが好ましい。可視光透過率が60％
を超える場合に、5ppm未満のSeで、満足のいく結果を得
ることができることが判明している。
ない程度に低く保つのが好ましい。可視光透過率が60％
を超える場合に、5ppm未満のSeで、満足のいく結果を得
ることができることが判明している。
本明細書及び請求の範囲において、可視光透過率は、
CIEA光源を用いて測定された光透過率（LT）で表し、UV
Tは、波長範囲280〜380nmについて、国際ISO9050基準に
従って測定された透過率で表し、太陽直射熱透過率（DS
HT）は、空気量２についてのパリー・ムーンの太陽スペ
クトル分布から、波長範囲350〜2100nmについてまとめ
た太陽熱透過率で表し、合計太陽熱透過率（TSHT）は、
DSHTと、吸収されて前方向に再照射される太陽熱との和
に等しくなる。
CIEA光源を用いて測定された光透過率（LT）で表し、UV
Tは、波長範囲280〜380nmについて、国際ISO9050基準に
従って測定された透過率で表し、太陽直射熱透過率（DS
HT）は、空気量２についてのパリー・ムーンの太陽スペ
クトル分布から、波長範囲350〜2100nmについてまとめ
た太陽熱透過率で表し、合計太陽熱透過率（TSHT）は、
DSHTと、吸収されて前方向に再照射される太陽熱との和
に等しくなる。
本発明の全般的な範疇には、特に興味深い様々な種類
の組成物がある。
の組成物がある。
よって、本発明の好適な一態様では、可視光透過率が
60％以下で、Fe2O3と表される鉄合計含有量が少なくと
も0.7％で、Co3O4、NiOおよびSeの化合物を着色剤とし
て有するガラスが提供される。
60％以下で、Fe2O3と表される鉄合計含有量が少なくと
も0.7％で、Co3O4、NiOおよびSeの化合物を着色剤とし
て有するガラスが提供される。
ニッケルを着色剤として使用するのは、少々意外なこ
とである。ガラス製造においては、ニッケルが存在する
と、ガラス中にNiSの含有をもたらす傾向にあり、これ
によって焼入れ中にガラスが粉砕する傾向にあるという
ことは、よく知られている。さらに、ニッケルを含有す
るガラス組成物は、焼入れ中に、特に曲げ加工中に、ガ
ラスの色を変える傾向にある。このため、ガラス製造分
野における大抵の従来技術では、ニッケルの使用は避け
るべきであるという考え方をする傾向にある。その理由
は現時点では十分に理解されていないが、我々は、上記
の問題が生じることなく、百万分の275重量部以下とい
う比較的大量のニッケルのを使用が可能であることを見
い出した。
とである。ガラス製造においては、ニッケルが存在する
と、ガラス中にNiSの含有をもたらす傾向にあり、これ
によって焼入れ中にガラスが粉砕する傾向にあるという
ことは、よく知られている。さらに、ニッケルを含有す
るガラス組成物は、焼入れ中に、特に曲げ加工中に、ガ
ラスの色を変える傾向にある。このため、ガラス製造分
野における大抵の従来技術では、ニッケルの使用は避け
るべきであるという考え方をする傾向にある。その理由
は現時点では十分に理解されていないが、我々は、上記
の問題が生じることなく、百万分の275重量部以下とい
う比較的大量のニッケルのを使用が可能であることを見
い出した。
ニッケルを使用することには、いくつかの驚くべき利
点がある。まず、一連のニッケル含有ガラスが製造され
る場合、溶融物から溶融物への段階的な導入が容易にな
る。つまり、望ましくないレベルのニッケルを含む大量
の無駄なガラスを生み出すことなく、ニッケルの使用量
を変更できるということである。さらに、セレニウムを
着色剤として使用すると問題が生じる。セレニウムには
揮発性と毒性があり、これをガラス中に化学的に保有す
ることは困難である。実際に、溶融物に注入されたセレ
ニウムの90％ほどは、変化せずに、放出ガス中に排出さ
れ得る。その毒性に加えて、セレニウムは、一般的に腐
ったキャベツに例えられる悪臭を放つという環境的に望
ましくない性質を有する。また、ガラス溶融物により多
くのセレニウムが加えられると、それに比例してより多
くのセレニウムが消失するということもよく知られてい
る。小量のセレニウムと組み合わせてニッケルを使用す
ることにより、過去にニッケル無しに大量のセレニウム
を使用して得られた色合いとほぼ同じ色合いが得られる
ということを見い出した。このようにすることによっ
て、セレニウムの使用に関連する環境への悪影響を明ら
かに最小限に抑えることになる。
点がある。まず、一連のニッケル含有ガラスが製造され
る場合、溶融物から溶融物への段階的な導入が容易にな
る。つまり、望ましくないレベルのニッケルを含む大量
の無駄なガラスを生み出すことなく、ニッケルの使用量
を変更できるということである。さらに、セレニウムを
着色剤として使用すると問題が生じる。セレニウムには
揮発性と毒性があり、これをガラス中に化学的に保有す
ることは困難である。実際に、溶融物に注入されたセレ
ニウムの90％ほどは、変化せずに、放出ガス中に排出さ
れ得る。その毒性に加えて、セレニウムは、一般的に腐
ったキャベツに例えられる悪臭を放つという環境的に望
ましくない性質を有する。また、ガラス溶融物により多
くのセレニウムが加えられると、それに比例してより多
くのセレニウムが消失するということもよく知られてい
る。小量のセレニウムと組み合わせてニッケルを使用す
ることにより、過去にニッケル無しに大量のセレニウム
を使用して得られた色合いとほぼ同じ色合いが得られる
ということを見い出した。このようにすることによっ
て、セレニウムの使用に関連する環境への悪影響を明ら
かに最小限に抑えることになる。
本発明の別の好適態様では、可視光透過率が少なくと
も60％、Fe2O3と表される鉄合計含有量が約0.25〜0.77
重量％の範囲内であり、V2O5、CeO2、TiO2、Se、Co
3O4、NiO、SnO、Nd2O3、およびMnOのうち少なくともひ
とつからなる着色剤を備えたガラスが提供される。
も60％、Fe2O3と表される鉄合計含有量が約0.25〜0.77
重量％の範囲内であり、V2O5、CeO2、TiO2、Se、Co
3O4、NiO、SnO、Nd2O3、およびMnOのうち少なくともひ
とつからなる着色剤を備えたガラスが提供される。
この場合、鉄合計含有量が最高0.3重量％で、着色剤
が、V2O5、CeO2およびTiO2からなるグループから選ばれ
た少なくとも一つの材料と、Se、Co3O4、NiO、Nd2O3お
よびMnOからなるグループから選ばれた少なくとも一つ
の材料との組み合わせを備えるのが望ましい。
が、V2O5、CeO2およびTiO2からなるグループから選ばれ
た少なくとも一つの材料と、Se、Co3O4、NiO、Nd2O3お
よびMnOからなるグループから選ばれた少なくとも一つ
の材料との組み合わせを備えるのが望ましい。
鉄合計含有量が少なくとも0.3重量％である場合、着
色剤が、Se、Co3O4、NiO、Nd2O3およびMnOからなるグル
ープから選ばれた少なくとも一つの材料を備えるのが有
利である。V2O5、CeO2およびTiO2からなるグループのう
ち少なくとも一つの材料を必要であれば加えてもよい。
色剤が、Se、Co3O4、NiO、Nd2O3およびMnOからなるグル
ープから選ばれた少なくとも一つの材料を備えるのが有
利である。V2O5、CeO2およびTiO2からなるグループのう
ち少なくとも一つの材料を必要であれば加えてもよい。
これらのガラス組成物もまた意外であり、かつ非常に
有用である。光透過率が70％を超える場合に、それは特
に顕著である。なぜならば、現時点では、上記の光透過
率が、車輌のフロントガラスの最小許容光透過率を表す
からである。前述のとおり、望ましいIR、可視光および
UV透過特性を有する大部分のガラスは、緑色に着色され
ている。さらに、高い鉄含有量を有するガラスは、通
常、光透過率が低い。我々は、驚くべきことに、他の着
色剤を微量使用することによって緑色の着色に容易に変
化を与えられることを見い出した。特に高い割合で第一
鉄の形態の鉄を含有している場合に、特にセレニウムが
より高い光学活性を有する。高い第一鉄含有量というこ
とは、百万分の１または２重量部だけという他の着色剤
とのわずかな差で、ガラスの色に大幅な差異を与え得る
ということを意味している。
有用である。光透過率が70％を超える場合に、それは特
に顕著である。なぜならば、現時点では、上記の光透過
率が、車輌のフロントガラスの最小許容光透過率を表す
からである。前述のとおり、望ましいIR、可視光および
UV透過特性を有する大部分のガラスは、緑色に着色され
ている。さらに、高い鉄含有量を有するガラスは、通
常、光透過率が低い。我々は、驚くべきことに、他の着
色剤を微量使用することによって緑色の着色に容易に変
化を与えられることを見い出した。特に高い割合で第一
鉄の形態の鉄を含有している場合に、特にセレニウムが
より高い光学活性を有する。高い第一鉄含有量というこ
とは、百万分の１または２重量部だけという他の着色剤
とのわずかな差で、ガラスの色に大幅な差異を与え得る
ということを意味している。
添付の図を参照すると、図１は、一連の灰色ガラスの
FeO含有量に対する透過率（UV熱および光）をプロット
したものであり、本発明に従い、既知のガラス（ガラス
１）中のFeO含有量を増加させながら、本発明において
教示される着色剤を組込んで中間色を維持することによ
って達成される特性の改善を示したものである。ガラス
１は、光透過率と同様のDSHTと、約40％のUV透過率を有
する市販の灰色ガラスである。ガラス２、３および４で
は、第一鉄イオンの量が増加されており、これによって
通常は、変化を補うことなしに、ガラスを青色にし、か
つ光透過率を大幅に低下させる。UV透過率も低下し、こ
れにより通常は、青いガラスに緑色を帯びさせるもので
ある。ガラスの光透過率と中間色は、実際に、第一鉄／
第二鉄の割合を制御しながら、コバルト、ネオジムおよ
びセレニウム添加剤のバランスによって維持されてい
る。
FeO含有量に対する透過率（UV熱および光）をプロット
したものであり、本発明に従い、既知のガラス（ガラス
１）中のFeO含有量を増加させながら、本発明において
教示される着色剤を組込んで中間色を維持することによ
って達成される特性の改善を示したものである。ガラス
１は、光透過率と同様のDSHTと、約40％のUV透過率を有
する市販の灰色ガラスである。ガラス２、３および４で
は、第一鉄イオンの量が増加されており、これによって
通常は、変化を補うことなしに、ガラスを青色にし、か
つ光透過率を大幅に低下させる。UV透過率も低下し、こ
れにより通常は、青いガラスに緑色を帯びさせるもので
ある。ガラスの光透過率と中間色は、実際に、第一鉄／
第二鉄の割合を制御しながら、コバルト、ネオジムおよ
びセレニウム添加剤のバランスによって維持されてい
る。
セレニウムは、ガラスの色にピンク色の要素を導入す
るため、ガラスの中の青色を補って、さらに中間色のも
のを生み出す。しかし、セレニウムは、酸化ガラス中で
は無色の形態も有し、一方、還元ガラスは、茶色または
無色のポリセレン化物を含むものと想定されている。従
って、セレニウムを青色されたピンク色の形態に保持す
るために、ガラスの酸化／還元は慎重に制御されなけれ
ばならない。
るため、ガラスの中の青色を補って、さらに中間色のも
のを生み出す。しかし、セレニウムは、酸化ガラス中で
は無色の形態も有し、一方、還元ガラスは、茶色または
無色のポリセレン化物を含むものと想定されている。従
って、セレニウムを青色されたピンク色の形態に保持す
るために、ガラスの酸化／還元は慎重に制御されなけれ
ばならない。
セレニウムの保有は、第一鉄／第二鉄の割合が約20％
のときに最高となり、また第一鉄／第二鉄の割合が10％
未満かまたは40％を超えた場合に大幅に減じられる。セ
レニウムを中和剤として使用するガラスでは、セレニウ
ムを着色された形態に保持する効率を最善にするために
は、第一鉄／第二鉄の割合は10％から40％の間でなけれ
ばならない。
のときに最高となり、また第一鉄／第二鉄の割合が10％
未満かまたは40％を超えた場合に大幅に減じられる。セ
レニウムを中和剤として使用するガラスでは、セレニウ
ムを着色された形態に保持する効率を最善にするために
は、第一鉄／第二鉄の割合は10％から40％の間でなけれ
ばならない。
コバルト自体はガラスを青色に着色するが、色中和剤
として有用である。なぜならば、コバルトの吸収は可視
スペクトルの赤色端にあり、よって、1050nmの赤外線で
の還元鉄吸収の効果を中和するのに役立ち得るからであ
る。
として有用である。なぜならば、コバルトの吸収は可視
スペクトルの赤色端にあり、よって、1050nmの赤外線で
の還元鉄吸収の効果を中和するのに役立ち得るからであ
る。
酸化ネオジムも同様に有用であるが、コバルトよりも
優良な中和剤である。なぜならば、酸化ネオジムは二色
性であり、見るときの光の種類によって、青やピンク色
の着色を生み出す。しかし、酸化ネオジムは高価なた
め、コバルトとセレニウムの組合せが中和剤として好ま
しい。
優良な中和剤である。なぜならば、酸化ネオジムは二色
性であり、見るときの光の種類によって、青やピンク色
の着色を生み出す。しかし、酸化ネオジムは高価なた
め、コバルトとセレニウムの組合せが中和剤として好ま
しい。
光路の長さが4mmで、可視光透過率よりも少なくとも
７％低いDSHTと、25％未満のUV透過率を有するガラスに
は、以下の組合せの添加剤が必要である。
７％低いDSHTと、25％未満のUV透過率を有するガラスに
は、以下の組合せの添加剤が必要である。
Fe2O3として表される鉄合計含有量は0.25〜1.75％、
通常は0.25〜1.25％の範囲内にあること。
通常は0.25〜1.25％の範囲内にあること。
必要なDSHTを提供するためのFeO最低含有量は、以下
の方程式から導き出される光学濃度によって変動する。
の方程式から導き出される光学濃度によって変動する。
ここで、 光学濃度＝−log10（T/100） Ｔは、4mmのガラスについての可視光透過率（％）で
ある。
ある。
この結果は、ほぼ以下のとおりになる。
可視光透過率 FeO最低含有量 80％ 0.033％ 70％ 0.058％ 60％ 0.087％ 50％ 0.122％ 40％ 0.164％ 30％ 0.218％ 紫外線吸収は、Fe3+の状態の酸化鉄によって付与さ
れ、また任意にV2O5および／またはCeO2および／または
TiO2によって補足される。ほとんどの色合いについて、
25％未満のUV透過率は第二鉄のみで満たされる。しか
し、Fe2O3と表される第二鉄が0.3％未満の場合、以下の
成分を加えて、UV透過率は25％未満に下げ得る。
れ、また任意にV2O5および／またはCeO2および／または
TiO2によって補足される。ほとんどの色合いについて、
25％未満のUV透過率は第二鉄のみで満たされる。しか
し、Fe2O3と表される第二鉄が0.3％未満の場合、以下の
成分を加えて、UV透過率は25％未満に下げ得る。
0.1〜1.0 CeO2（バナジウムが存在しない場合） 0.05〜0.2 V2O5（セリウムが存在しない場合） ガラスの多くは、Fe2O3と表される第二鉄を少なくと
も0.3％含み、かつUVに対する保護機能を向上させるた
めに多量のCeO2およびV2O5を含む。
も0.3％含み、かつUVに対する保護機能を向上させるた
めに多量のCeO2およびV2O5を含む。
DSHTは、可視光透過率よりも少なくとも10％低いのが
好ましい。この好適条件を満たすためのガラスのFeO最
低含有量は、以下の方程式で算出される。
好ましい。この好適条件を満たすためのガラスのFeO最
低含有量は、以下の方程式で算出される。
この結果は、ほぼ以下のとおりになる。
光透過率 FeO最低含有量 80％ 0.045％ 70％ 0.076％ 60％ 0.113％ 50％ 0.156％ 40％ 0.208％ 30％ 0.276％ ほとんどの中間色について、第一鉄／第二鉄の割合は
10％を下回らず、また好ましくは18％を下回らない。
10％を下回らず、また好ましくは18％を下回らない。
Se、Co3O4、Nd2O3、NiO、MnO、CuOおよびSnOのうち一
つ以上を添加することによって、必要な色合いが達成さ
れ得る。着色剤の量および色抜きをするために選ばれる
着色剤は、必要とされる色合いの濃度に左右されるもの
で、以下のガイドラインが与えられる。
つ以上を添加することによって、必要な色合いが達成さ
れ得る。着色剤の量および色抜きをするために選ばれる
着色剤は、必要とされる色合いの濃度に左右されるもの
で、以下のガイドラインが与えられる。
Se Seが保有される化学物質の百万分の50部以下 Co3O4 百万分の200部以下 Nd2O3 2.5重量％以下 Mn3+イオンの存在によるピンク色を付与するために、
ガラスに酸化マンガンを添加してもよいが、最高１重量
％に制限されるのが好ましい。なぜならば、太陽光線に
晒されることによって色の変化を生じる危険があるから
である。同様に、同一ガラス中のセリウムおよび酸化バ
ナジウムの紫外線吸収剤も、太陽光線に晒されることに
よって色が変化する可能性があるため、注意して使用し
なければならない。
ガラスに酸化マンガンを添加してもよいが、最高１重量
％に制限されるのが好ましい。なぜならば、太陽光線に
晒されることによって色の変化を生じる危険があるから
である。同様に、同一ガラス中のセリウムおよび酸化バ
ナジウムの紫外線吸収剤も、太陽光線に晒されることに
よって色が変化する可能性があるため、注意して使用し
なければならない。
本発明によりガラス中に存在し得る他の成分には、典
型的には酸化銅CuOが0.1重量％以下の量で含まれる。酸
化銅は、特定の条件において、太陽熱透過率を低下し得
る。
型的には酸化銅CuOが0.1重量％以下の量で含まれる。酸
化銅は、特定の条件において、太陽熱透過率を低下し得
る。
本発明によるガラスは、建築および自動車設計の両方
の分野において有用であり、また本発明は、本発明によ
るガラスからなる窓も提供する。自動車の窓とは、フロ
ントガラスのみではなく、車の残りの窓も含み得る。例
えば、30％ほどの可視光透過率を有する後部ガラスと、
30％ほどの可視光透過率を有する後部スクリーンを含み
得る。
の分野において有用であり、また本発明は、本発明によ
るガラスからなる窓も提供する。自動車の窓とは、フロ
ントガラスのみではなく、車の残りの窓も含み得る。例
えば、30％ほどの可視光透過率を有する後部ガラスと、
30％ほどの可視光透過率を有する後部スクリーンを含み
得る。
実施例（比較目的のみの実施例１を除く）は、本発明
を例示するが本発明を制限するものではない。実施例で
は、すべての部およびパーセンテージは重量換算であ
り、 （ａ） Fe2O3、FeO、Nd2O3、CeO2、TiO2、V2O5、SnOお
よびMnOは、パーセント（％）で表されている。Se、Co3
O4およびNiOは、百万分の部で表されている。
を例示するが本発明を制限するものではない。実施例で
は、すべての部およびパーセンテージは重量換算であ
り、 （ａ） Fe2O3、FeO、Nd2O3、CeO2、TiO2、V2O5、SnOお
よびMnOは、パーセント（％）で表されている。Se、Co3
O4およびNiOは、百万分の部で表されている。
（ｂ） 鉄合計含有量は、存在するすべての鉄が、酸化
第二鉄として存在していると仮定して表されている。
第二鉄として存在していると仮定して表されている。
（ｃ） Fe2+としての鉄合計含有量のパーセンテージ
（％）は、以下の方程式を用いて、ガラスのスペクトル
曲線から算出される。
（％）は、以下の方程式を用いて、ガラスのスペクトル
曲線から算出される。
ここで、 0D1000＝波長1000nmのガラスの光学濃度 ｔ＝ガラスの厚さ（mm） Fe2O3＝Fe2O3と表される鉄のガラス中の合計含有量
（％） （ｄ） FeO含有量は、以下の方程式で算出される。
（％） （ｄ） FeO含有量は、以下の方程式で算出される。
ここで、 Fe2O3＝Fe2O3と表される鉄のガラス中の合計含有量
（％） （143.7は、２×FeOの分子量であり、159.7は、Fe2O3の
分子量である。） 示された実施例のいくつかは、その優れた赤外線およ
び紫外線吸収と、色の中間性具合との組合せにより、建
物用の高性能建築ガラスとして適している。建築ガラス
の特性は、しばしば長さ6mmの光路のものが引き合いに
出され、DSHTに加えて合計太陽熱透過率（TSHT）が引き
合いに出される。いくつかの実施例は特に、以下のとお
り建築使用に適している。
（％） （143.7は、２×FeOの分子量であり、159.7は、Fe2O3の
分子量である。） 示された実施例のいくつかは、その優れた赤外線およ
び紫外線吸収と、色の中間性具合との組合せにより、建
物用の高性能建築ガラスとして適している。建築ガラス
の特性は、しばしば長さ6mmの光路のものが引き合いに
出され、DSHTに加えて合計太陽熱透過率（TSHT）が引き
合いに出される。いくつかの実施例は特に、以下のとお
り建築使用に適している。
光路の長さ6mmでの透過率 実施例 光透過率 DSHT TSHT UVT ３ 58％ 48％ 60％ 15％ ７ 65％ 48％ 60％ 20％ 11 55％ 36％ 51％ 17％ 13 63％ 44％ 57％ 16％ 14 65％ 44％ 57％ 16％ 23 64％ 44％ 57％ 16％
フロントページの続き (72)発明者 ミックフェール，ヘレン，ルイーズ イギリス国，ランカシャー ダブリュー エヌ４ ８エルエル，ニアー ウィガ ン，アシュトン―イン―マッカーフィー ルド，フェイアーホルム アベニュー 43 (56)参考文献 特開 平３−5342（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−58670（ＪＰ，Ａ) 仏国特許出願公開2672587（ＦＲ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03C 1/00 - 14/00
Claims (26)
- 【請求項１】以下の方程式で計算される第一鉄含有量を
有し、 Fe2O3で表される鉄合計含有量が0.25〜1.75重量％の範
囲内である中間色（本明細書において定義される）のIR
およびUV吸収するゾーン石灰石英ガラスで、Se、Co
3O4、Nd2O3、NiO、MnO、V2O5、CeO2、TiO2、CuOおよびS
nOのうちの一つ以上により中間色に着色され、4mmの厚
さにおける可視光透過率は少なくとも32％、UV透過率は
25％以下、そして太陽直射熱透過率は可視光透過率より
もすくなくとも７％低く、主波長が570nmより大きく、
かつ可視光透過率が60％を超える場合、色純度は４以下
であり、またSeが存在する場合には、Co3O4、Nd2O3、Ni
O、MnO、CuO、SnO、V2O5、CeO2またはTiO2から選ばれた
少なくとも他のもう一つの着色剤が、存在するSeの量の
少なくとも1.5倍の重量で存在するガラス組成物。 - 【請求項２】可視光透過率が60％以下、Fe2O3で表され
る鉄合計含有量が少なくとも0.7％であり、ならびにCo3
O4、NiOおよびSeの組み合わせからなる着色剤を備える
請求項１記載のガラス組成物。 - 【請求項３】可視光透過率が少なくとも60％、Fe2O3で
表される鉄合計含有量が0.25〜0.77重量％の範囲内であ
り、V2O5、CeO2、TiO2、Se、Co3O4、NiO、SnO、Nd2O3お
よびMnOのうちの少なくともひとつからなる着色剤を備
える請求項１記載のガラス組成物。 - 【請求項４】鉄合計含有量が最高0.3重量％で、V2O5、C
eO2およびTiO2からなるグループから選ばれた少なくと
も一つの材料と、Se、Co3O4、NiO、Nd2O3およびMnOから
なるグループから選ばれた少なくとも一つの材料との組
み合わせからなる着色剤を備えた請求項３記載のガラス
組成物。 - 【請求項５】鉄合計含有量が少なくとも0.3重量％で、S
e、Co3O4、NiO、Nd2O3およびMnOからなるグループから
選ばれた少なくとも一つの材料からなる着色剤を備えた
請求項３記載のガラス組成物。 - 【請求項６】前記着色剤が、Se、Co3O4、Nd2O3、CeO2、
TiO2、V2O5、NiO、MnO、SnOおよびCuOからなるグループ
のうち少なくとも三つの材料の混合物からなる請求項１
記載のガラス組成物。 - 【請求項７】三つ着色剤のうち少なくとも一つは、V
2O5、CeO2およびTiO2からなる下位グループから選ば
れ、他の着色剤のうち少なくとも一つはSe、Co3O4、Nd2
O3、NiO、MnO、SnOおよびCuOからなる下位グループから
選ばれる請求項６記載のガラス組成物。 - 【請求項８】Nd2O3が2.5重量％以下の量で存在する請求
項３ないし７のいずれか一項に記載のガラス組成物。 - 【請求項９】MnOが１重量％以下の量で存在する請求項
３ないし７のいずれか一項に記載のガラス組成物。 - 【請求項１０】CeO2が0.1〜１重量％の量で存在する請
求項３ないし７のいずれか一項に記載のガラス組成物。 - 【請求項１１】V2O5が0.05〜0.2重量％の量で存在する
請求項３ないし７のいずれか一項に記載のガラス組成
物。 - 【請求項１２】Seが百万分の50重量部以下の量で存在す
る請求項２ないし７のいずれか一項に記載のガラス組成
物。 - 【請求項１３】Co3O4が百万分の200重量部以下の量で存
在する請求項２ないし７のいずれか一項に記載のガラス
組成物。 - 【請求項１４】NiOが百万分の275重量部以下の量で存在
する請求項２ないし７のいずれか一項に記載のガラス組
成物。 - 【請求項１５】NiOを百万分の275重量部以下、Seを百万
分の15重量部以下、およびCo3O4を百万分の130重量部以
下で含有する請求項２記載のガラス組成物。 - 【請求項１６】Seが百万分の５重量部以下の量で存在す
る請求項３記載のガラス組成物。 - 【請求項１７】可視光透過率が60％以下、Fe2O3で表さ
れる鉄合計含有量が少なくとも0.8重量％であり、Co3O4
とSeの組み合わせからなる着色剤を備えた請求項１記載
のガラス組成物。 - 【請求項１８】Co3O2が百万分の150重量部以下の量で存
在し、かつSeが百万分の15重量部以下の量で存在する請
求項17記載のガラス組成物。 - 【請求項１９】鉄合計量の少なくとも18％が第一鉄であ
る請求項１ないし18のいずれか一項に記載のガラス組成
物。 - 【請求項２０】厚さ4mmで、太陽直射熱透過率が可視光
透過率よりも少なくとも10％低い請求項１ないし19のい
ずれか一項に記載のIR及びUVを吸収するガラス組成物。 - 【請求項２１】厚さ4mmで、主波長が570nmより大きく、
可視光透過率が60％より高く、かつ色純度が２未満であ
る請求項１記載のIR及びUVを吸収するガラス組成物。 - 【請求項２２】Seを含むとともに、Seの含有量の少なく
とも２倍の重量で、Co3O4、Nd2O3、NiOおよびMnOから選
ばれた他の少なくとも一つの着色剤を含む請求項１ない
し21のいずれか一項に記載のIR及びUVを吸収するガラス
組成物。 - 【請求項２３】主波長が570nm未満であることを特徴と
する請求項１ないし22のいずれか一項に記載のガラス組
成物。 - 【請求項２４】シート状に形成された請求項１ないし23
のいずれか一項に記載のIR及びUVを吸収するガラス組成
物。 - 【請求項２５】請求項１ないし24のいずれか一項に記載
のガラスからなる窓。 - 【請求項２６】請求項１ないし24のいずれか一項に記載
のガラスからなる自動車用窓。
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