JP3669019B2

JP3669019B2 - 濃グレー色ガラス

Info

Publication number: JP3669019B2
Application number: JP25523295A
Authority: JP
Inventors: みずき伊藤; 駿木島
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1994-10-05
Filing date: 1995-10-02
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2015-10-02
Also published as: JPH08157232A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低い可視光透過率、低い紫外線透過率および低い日射透過率を有し、乗用車の後部窓ガラスに適する濃グレー色ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、Ｓｅ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｃｒ₂ Ｏ₃ 等を含む典型的な中性灰色熱線吸収ガラスは公知である。しかし、この種のガラスは、日射透過率が高く、ニッケルを含有する。
【０００３】
ニッケルは、ガラス中でときどき硫化ニッケルの形成をもたらすので好ましくない。硫化ニッケルは、目視ではほとんど確認できず、通常の状態ではガラスに害を与えないが、熱膨張係数が大きいので、ガラスの急冷強化時などに硫化ニッケルを含むガラスを破壊するのに充分な熱的応力を発生させることがある。
【０００４】
ニッケルを含まない灰色ガラスは、特開平２−６４０３８や特開平４−２７５９４３に記載されており、前者は日射透過率が大きいという課題があり、後者はガラスの着色のために適切なレドックス状態を生じさせることがガラス製造時の条件となっており、清澄化段階において特別な脱泡槽を設ける必要があり、製造上で制約されるという課題がある。
【０００５】
また、米国特許明細書５４１１９２２号には、ニッケルとクロムをともに含まないガラスの組成範囲が開示されている。その組成範囲は比較的多量のＦｅＯを含むものである。ただし、具体的な組成例が開示されているわけではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術の上記課題を解消し、溶融が容易で通常のフロートガラス製造法により製造され、可視光透過率をできるだけ低く制御し、日射透過率および紫外線透過率を大幅に低くした、濃グレー色を呈するガラスを得ようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、重量％で、ＳｉＯ₂ ：６５〜７５％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ：０．１〜５．０％、Ｎａ₂ Ｏ＋Ｋ₂ Ｏ：１０〜１８％、ＣａＯ：５〜１５％、ＭｇＯ：１〜６％、ＳＯ₃ ：０．０５〜１．０％、からなる母成分１００重量部に対し、Ｆｅ₂ Ｏ₃ で表した全鉄：０．８〜１．４重量部、ＦｅＯ：０．２１重量部以下、ＴｉＯ₂ ：０．０５〜０．０９５重量部、Ｓｅ：０．０００５〜０．０１５重量部、ＣｏＯ：０．０２〜０．０５重量部を含有し、刺激純度が２〜７％であり、５ｍｍの厚さであるとき、可視光透過率（Ａ光源）が２０％以下である濃グレー色ガラスである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上記成分の限定理由を以下に述べる。まず、母成分において、ＳｉＯ₂ の含有量が６５％より少ないと耐候性が悪くなり、７５％より多いと失透しやすくなる。Ａｌ₂ Ｏ₃ の含有量が０．１％より少ないと耐水性が低下し、５％より多いと溶解性が低下する。
【０００９】
Ｎａ₂ Ｏ、Ｋ₂ Ｏは原料の溶融を促進する成分である。両者の含有量が合量で１０％より少ないとその効果が小さく、１８％より多いと耐候性が悪くなる。
【００１０】
ＣａＯ、ＭｇＯは原料の溶解を促進し耐候性を改善する成分である。ＣａＯの含有量が５％より少ないと上述の効果が小さく、１５％より多いと失透しやすくなる。ＭｇＯの含有量が１％より少ないと上記効果が少なく、６％より多いと失透しやすくなる。
【００１１】
ＳＯ₃ は清澄剤として用いられる。ＳＯ₃ の含有量が０．０５％より少ないと清澄効果がなく、１．０％より多いとＳＯ₂ のガス成分が気泡としてガラス中に残存する。
【００１２】
以上の母成分１００重量部に対して、外掛けで、Ｆｅ₂ Ｏ₃ で表した全鉄：０．８〜１．４重量部、ＦｅＯ：０．２１重量部以下、ＴｉＯ₂ ：０．０５〜１．０重量部、Ｓｅ：０．０００５〜０．０１５重量部、ＣｏＯ：０．０２〜０．０５重量部、を含有する。
【００１３】
Ｆｅ₂ Ｏ₃ で表した全鉄の含有量が０．８重量部より少ないと可視光透過率が大きくなりすぎ、１．４重量部より多いと溶融時に輻射熱が遮断され熱が内部へ到達しにくくなり溶融が困難となる。
【００１４】
この全鉄のうち、Ｆｅ₂ Ｏ₃ で換算した２価の鉄の含有量がＦｅ₂ Ｏ₃ で換算した全鉄の１０〜３０％、特には１２〜２３％、であることが好ましい。２価の鉄の含有量が１０％より少ないと日射透過率が大きくなりすぎるので好ましくなく、３０％より多いと清澄剤として用いられるＳＯ₃ が還元され清澄効果が減少したり、硫化第二鉄の形成によってアンバー色を発生させやすくなり、さらに、溶融中におけるＳｅの揮散が激しくなるため、いずれも好ましくない。
【００１５】
ＦｅＯは上記の結果、必須成分となる。ＦｅＯが０．２１重量部より多いと、溶解時の熱効率が悪化し、加熱源から遠い炉の底で、素地がフリーズするおそれがある。熱効率の指標として見かけの熱伝導率λが採用できる。素地のフリーズを回避するためには、λを１５００℃で５ｋｃａｌ／ｍ℃ｈ以上、１０００℃で０．０１ｋｃａｌ／ｍ℃ｈ以上とすることが好ましい。より好ましくは１５００℃で１５ｋｃａｌ／ｍ℃ｈ以上、１０００℃で５ｋｃａｌ／ｍ℃ｈ以上である。また、より好ましいＦｅＯの範囲は０．０７〜０．２０重量部である。
【００１６】
ＴｉＯ₂ の含有量が０．０５重量部より少ないと紫外線透過率および可視光透過率が大きくなりすぎ、１．０重量部より多いとフロートバス中でＴｉＯ₂ が溶融スズと反応し目的とするグレーの色調のガラスが得られない。
【００１７】
紫外線透過率に対する要求が厳しくない用途ではＴｉＯ₂ の含有量を減ずることができる。このような場合、ＴｉＯ₂ の含有量は０．０５〜０．０９５重量部とされる。
【００１８】
Ｓｅの含有量が０．０００５重量部より少ないとガラスの色調が青色になり、０．０１５重量部より多いと黄色になり、いずれもグレーの色調のガラスが得られない。
【００１９】
ＣｏＯの含有量が０．０２重量部より少ないと可視光透過率が大きくなりすぎ、０．０５重量部より多いとガラスの色調が青色になり、グレー色調のガラスが得られない。
【００２０】
本発明のガラスは自動車の後部窓ガラスとして特に好ましく、次の光学特性を有する。すなわち、上記組成のガラスであって、３〜５ｍｍ厚さであるとき、可視光透過率Ｔ_vaが２０％以下、好ましくは２〜１７％であり、日射透過率Ｔ_e が３０％以下、好ましくは１０〜３０％であり、紫外線透過率Ｔ_uvが１０％以下、好ましくは０．２〜６％である。上記光学特性に加えて、主波長Ｄ_w が４９０〜５８０ｎｍ、好ましくは５３０〜５８０ｎｍであって、刺激純度が２〜１０％であるガラスが特に好ましい。
【００２１】
本発明の濃グレー色ガラスは、次のようにして製造できる。通常の溶融槽、すなわち、溶融ガラスの浴面上で燃料を燃焼しそのフレームにより加熱するタイプの溶融槽により溶融し、溶融ガラスを通常のフロートバスに供給し、所定厚さのガラスリボンに形成する方法により本発明の濃グレー色ガラスを製造できる。
【００２２】
なお、本明細書を通じて、日射透過率Ｔ_e はＪＩＳ−Ｒ３１０６により、紫外線透過率Ｔ_uvはＩＳＯ９０５０により、それぞれ求めたものである。可視光透過率はＡ光源を、主波長と刺激純度はＣ光源を、それぞれ用いて測定したものである。
【００２３】
本発明において、ソーダライムシリカ系ガラスにおけるＦｅ₂ Ｏ₃ 、Ｓｅ、ＣｏＯ等の着色剤を高濃度で含有させることは、ガラスの可視光透過率を低下させ、日射透過率、紫外線透過率を低下させる効果を生ずるものと考えられる。
【００２４】
【実施例】
原料として珪砂、長石、苦灰石、ソーダ灰、芒硝、酸化第二鉄、酸化チタン、酸化コバルト、酸化セレンを用い、表１に示す目標組成が得られるように調合したバッチを通常のタイプの溶融槽で溶融（Ｏ₂ 濃度２％程度の雰囲気）し、その溶融槽に接続された小型フロート試験設備に溶融ガラスを供給し濃グレー色の板ガラスを製造した。なお、例３、例６、例９、例１０は比較例である。
【００２５】
表１において、ＳｉＯ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ₂ Ｏ、Ｋ₂ ＯおよびＳＯ₃ は母成分（単位：重量％）を示し、ｔ−Ｆｅ₂ Ｏ₃ （Ｆｅ₂ Ｏ₃ に換算した全鉄）ＦｅＯ、ＴｉＯ₂ 、ＳｅおよびＣｏＯは着色成分（単位：母成分の合量１００重量部に対する外掛けの重量部、ただしＳｅとＣｏＯとは母成分の合量１００重量部に対する外掛けの重量部（単位１０^-4重量部）を示す。また、２価鉄／全鉄（％）に表記においては、２価鉄の量はＦｅ ₂ Ｏ ₃ で換算し計算した。
【００２６】
これらの板ガラスについて、日射透過率Ｔ_e 、可視光透過率Ｔ_va、紫外線透過率Ｔ_uv、主波長Ｄ_w および刺激純度Ｐ_e （これらの値はいずれも５ｍｍ厚さに換算したもの）、見かけの熱伝導率λ（１０００℃および１５００℃におけるもの）を求めた結果を表１に示す。
【００２７】
見かけの熱伝導率は以下のように測定される。
【００２８】
縦長白金るつぼ中にガラスを入れ、るつぼ内中央位置での素地温度が１０００℃または１５００℃になるよう、上面より加熱、下面より冷却する深さ方向の温度分布を熱電対によって測定する。深さ方向の各点で熱流束が保存されるという条件を用いると、上記温度分布から、みかけの熱伝導率が算出される。ここでいう「みかけの」とは、算出される熱伝導率が輻射の効果を含んだものになっているため、通常の輻射の効果を含まない熱伝導率と区別するための表現である。
【００２９】
一方、次の溶融試験も行った。すなわち、上記目標組成のガラスが得られるように調合した原料を、白金るつぼに入れ、２％Ｏ₂ 雰囲気の電気炉で加熱し溶融ガラスを得た。この溶融は、１４８０℃で、４５分間、６０分間の２条件で行った。次いで、溶融ガラスを枠板上に流し出して板状に成形後、徐冷した。得られたガラスについて、残存する気泡の数量を測定した結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】

【００３１】
【発明の効果】
このように、本発明による濃グレー色ガラスは、可視光透過率が低く、日射透過率および紫外線透過率を大幅に低下させたものであり、また、残存する気泡が少なく溶融性に優れる。さらに、通常のタイプの溶融槽により容易に溶融でき、生産性に優れたフロート法により製造できる。

Claims

重量％で、ＳｉＯ₂ ：６５〜７５％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ：０．１〜５．０％、Ｎａ₂ Ｏ＋Ｋ₂ Ｏ：１０〜１８％、ＣａＯ：５〜１５％、ＭｇＯ：１〜６％、ＳＯ₃ ：０．０５〜１．０％、からなる母成分１００重量部に対し、Ｆｅ₂ Ｏ₃ で表した全鉄：０．８〜１．４重量部、ＦｅＯ：０．２１重量部以下、ＴｉＯ₂ ：０．０５〜０．０９５重量部、Ｓｅ：０．０００５〜０．０１５重量部、ＣｏＯ：０．０２〜０．０５重量部を含有し、５ｍｍの厚さであるとき、可視光透過率（Ａ光源）が２０％以下である濃グレー色ガラス。
Ｆｅ₂ Ｏ₃ に換算した全鉄中のＦｅ₂ Ｏ₃ に換算した２価の鉄の量が１０〜３０％である請求項１の濃グレー色ガラス。
５ｍｍの厚さであるとき、日射透過率が３０％以下であり、紫外線透過率が１０％以下である請求項１または２の濃グレー色ガラス。
３〜５ｍｍの厚さであるとき、Ｃ光源を用いて測定した主波長が４９０〜５８０ｎｍである請求項１、２または３の濃グレー色ガラス。
見かけの熱伝導率が、１５００℃で５ｋｃａｌ／ｍ℃ｈ以上であり、１０００℃で０．０１ｋｃａｌ／ｍ℃ｈ以上である請求項１、２、３または４の濃グレー色ガラス。
上記母成分１００重量部に対し、ＦｅＯ：０．０７〜０．２０重量部を含有する請求項１、２、３、４または５の濃グレー色ガラス。
Ｆｅ₂ Ｏ₃ に換算した全鉄中のＦｅ₂ Ｏ₃ に換算した２価の鉄の量が１２〜２３％である請求項６の濃グレー色ガラス。
５ｍｍの厚さであるとき、可視光透過率（Ａ光源）が２〜１７％であり、日射透過率が１０〜３０％であり、紫外線透過率が０．２〜６％である請求項６または７の濃グレー色ガラス。
見かけの熱伝導率が、１５００℃で１５ｋｃａｌ／ｍ℃ｈ以上であり、１０００℃で５ｋｃａｌ／ｍ℃ｈ以上である請求項６、７または８の濃グレー色ガラス。