JP4456201B2

JP4456201B2 - ソーダ石灰珪酸塩ガラス

Info

Publication number: JP4456201B2
Application number: JP22981199A
Authority: JP
Inventors: ブレトシュナイダーヨーアヒム; ドレクスラーフベルト
Original assignee: ピルキントンドイチラントアーゲー
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1999-08-16
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2019-08-16
Also published as: DE29819347U1; US6218323B1; JP2000143283A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可視領域において高い光透過率を有する中立色のソーダ石灰珪酸塩ガラスに関するものである。本発明は、７０−７４重量％のＳｉＯ_２、１２−１５重量％のＮａ_２Ｏ、７−１０重量％のＣａＯ、３−６重量％のＭｇＯ、０．１−２重量％のＡｌ_２Ｏ_３、０．１−１重量％のＫ_２Ｏに加えて、着色剤であるＦｅ_２Ｏ_３（全鉄含有量）およびコバルトを含有するベースガラス組成物を有する中立色のソーダ石灰珪酸塩ガラスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明における中立色とは、ガラスが光透過の観点から見ていかなる顕著な着色をも有していないことを意味しており、従って、透明と呼ぶこともできる。技術者の間では、こうしたガラスは、低鉄ガラスまたは白ガラスと呼ばれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
こうした中立色のガラス、即ち光透過の観点から透明なガラスを使用したときには、透明であるにもかかわらず、このガラスから製造されたガラスシートのエッジが着色して見える現象が知られている。従って、こうしたガラスを使用すると、そのシートの厚さにかかわらず、強い緑色のガラスエッジを多少とも観察でき、これは使用する原材料中に存在する鉄粒子のような、実際上は不可避の不純物に起因する。このガラスのほとんどの用途においてはガラスエッジの着色は許されるものであるとしても、特に家具の部品における場合のように、ガラスが相異なる色の物体に直接に隣接して設置されている場合や、あるいは例えばガラスのエッジが見えるテーブルトップのように、エッジが観察者の視界に直接に入るようにガラスシートが設置されている場合には、この緑色にはしばしば審美的な問題点がある。
【０００４】
ＥＰ０４６３６０７Ｂ１が示唆するところによれば、淡青色に見えるガラスエッジを生成させるために、ガラスの鉄含有量をＦｅ₂ Ｏ₃ ０．０２重量％（全鉄含有量）未満まで低くすることに加えて、その酸化還元比率、即ち二価の状態（ＦｅＯ：Ｆｅ₂ Ｏ₃ として表示したときの）で存在する鉄の、（Ｆｅ₂ Ｏ₃ として表示したときの）全鉄含有量に対する比率を、少なくとも０．４４に調節しなければならない。このように二価の鉄の含有量を高くすることによって、ガラスエッジが淡青色の色合いに見えるという作用が得られ、むろん、これによってこのガラスの透明性は影響されずに残る。
【０００５】
通常の板ガラス炉と、硫酸塩精製ソーダ石灰珪酸塩ガラスの生産に一般的に汎用されている溶融条件とでは、こうした高い酸化還元比率を達成することは不可能である。特別な手段を採用することなく、こうした溶融装置で達成可能な酸化還元比率は、０．１５から０．３５の範囲内である。これよりも高い酸化還元比率は、通常のガラス炉においては、特別の非常にコストの高い追加のガラス原材料を使用し、かつ溶融プロセスに適切な変更を加えなければ、達成することができない。他の、同様にコストのかかる選択肢は、特別のガラス炉を使用することである。
【０００６】
更に、他の着色剤添加物によって、最も広範な範囲の色合いのガラスシートエッジを得ようとする試みがなされてきた。ここで、ＥＰ０４６３６０６Ｂ１が教示するところによれば、０．０２重量％Ｆｅ₂ Ｏ₃ （全鉄含有量）未満の低い鉄含有量の場合に、セレニウムを３×１０^-5重量％から２×１０^-4重量％の量で添加することによって、蜜色または木材色のガラスシートのエッジを得ている。この着色目的のために、必要であれば、コバルトを酸化コバルト（ＣｏＯ）の形で、即ち３×１０^-4重量％の最大量で添加する。ＥＰ０４６３６０６Ｂ１に記載されているガラスを生産するためには、特別なガラス炉が推奨されている。
【０００７】
本発明の目的は、高い光透過率を有する中立色のソーダ石灰珪酸塩ガラスの場合において、このガラスエッジが審美的に好ましく見える、即ち実質的に中立色か淡い青色に見えるという作用を達成し、このガラスを通常の溶融プロセスによって容易に生産可能とすることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によって提供するガラスは、少なくとも下記の成分
ＳｉＯ_２７０−７４重量％
Ｎａ_２Ｏ１２−１５重量％
ＣａＯ７−１０重量％
ＭｇＯ３−６重量％
Ａｌ_２Ｏ_３０．１−２重量％
Ｋ_２Ｏ０．１−１重量％
を含有するベースガラス組成物からなり、
このガラスが次の成分
ＣｏＯ０．００００１−０．００００５重量％
Ｆｅ_２Ｏ_３０．０１−０．０２重量％（全鉄含有量）
ＦｅＯ／Ｆｅ_２Ｏ_３０．２０−０．３８
の含有量の着色剤を有し、
すべての成分の比率の合計が１００重量％であり、前記ガラスが４ｍｍの基準厚さで少なくとも９１％の光透過率（ＤＩＮ６７５０７によるＤ６５光源）を有している。
【００１１】
ガラス組成物から生産したガラスに対して、光の透過の観点から青色の色合いを与えるという目的で、ガラス組成物に対してコバルトを添加するそれ自体は、知られている。この従来技術によれば、ガラスの透明度の低下を避けることはできない。なぜなら、この着色剤のないガラス組成物と比較すると、多少とも、この着色剤によって光の吸収が生ずるからである。しかし、本発明によるガラス組成物から生産したガラスの場合には、コバルトを使用しているのにもかかわらず、その透明度はほぼ完全に保持されている。所望であれば、添加した極度に少量のコバルトによって、ガラスエッジのみにおいて知覚可能な色変化が生ずるが、色座標系（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）において色座標ｂ＊のみが黄色から青色へと約０．１移動する。
【００１２】
酸化還元比率は０．２５−０．３５の範囲内であることが好ましく、約０．３が一層好ましい。
本発明によるガラス組成物は、０．００００５重量％以下、一層好ましくは約０．００００３の量の着色剤成分コバルト（ＣｏＯ）を含有していることが好ましい。
着色剤の比率は、着色剤の必須比率を含んでいるが、他の着色剤が、少なくとも痕跡量存在し得る可能性は排除されない。
【００１３】
本発明のガラス組成物によるガラスの生産は、好ましくはフロート法によって行う。むろん、このガラス組成物は、他の板硝子プロセス、例えばキャスト法を採用して処理することもできる。
【００１４】
本発明は、次の驚くべき原理に基づいている。即ち、ソーダ石灰珪酸塩ガラスに基づいた、通常の炉中で処理可能なガラス組成物であって、かつこのガラス組成物から生産したガラスシートのエッジが中立色かあるいは淡い青色に着色するようなガラス組成物を、低鉄ガラス組成物へとごく微量のコバルト（ＣｏＯ）を添加して作用させることによって得ることに成功した。この溶融に必要な酸化還元条件は、通常のガラス炉内においてソーダ石灰珪酸塩ガラスを生産するために容易に調節可能な酸化還元条件と同じである。
【００１５】
本発明が示すところによれば、高い光透過率を有する低鉄ガラスを生産するのに際して、ガラスエッジの着色の重要性が低いような用途、例えば太陽エネルギープラントにおける用途に対して、ガラスを生産するべき場合であっても、本発明のガラス組成物をコバルトの添加と共に採用することも可能である。
【００１６】
【実施例】
以下、実施例を示すことで、本発明を更に詳細に説明する。
（実施例）
ＳｉＯ₂ ７２．５重量％
Ｎａ₂ Ｏ１３．０重量％
ＣａＯ８．８重量％
ＭｇＯ４．３重量％
Ａｌ₂ Ｏ₃ ０．６重量％
Ｋ₂ Ｏ０．４重量％
ＳＯ₃ ０．３重量％
Ｆｅ₂ Ｏ₃ ０．０２重量％（全鉄含有量）
ＦｅＯ／Ｆｅ₂ Ｏ₃ ０．３
【００１７】
更に、ＢａＯおよびＴｉＯ_２が、このタイプのガラスには通常であるような程度は存在していた。０．００００３重量％のコバルトを、酸化コバルト（ＣｏＯ）の形で添加した。このガラスを通常のガラス炉内で溶融させ、硫酸ナトリウムによって精製した。引き続いてフロート浴中で生産した厚さ４ｍｍのガラスシートは、コバルトを添加しないものと比べて、その光測定値には顕著な変化がないことを確認した。一方、そのガラスのエッジは、所望により、淡青の色合いを有していた。
次の光学的データを測定した。
【００１８】
【表１】

【００１９】
前述の記載、請求の範囲および／または添付図面において開示した各特徴は、それぞれ別々におよびそのあらゆる組み合わせによって、本発明を広範な形で実現する上で重要である。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、高い光透過率を有する中立色のソーダ石灰珪酸塩ガラスの場合において、ガラスエッジが実質的に中立色か淡い青色に見えるという作用を達成し、このガラスを通常の溶融プロセスによって容易に生産可能とできる。

Claims

少なくとも下記の成分
ＳｉＯ_２７０−７４重量％
Ｎａ_２Ｏ１２−１５重量％
ＣａＯ７−１０重量％
ＭｇＯ３−６重量％
Ａｌ_２Ｏ_３０．１−２重量％
Ｋ_２Ｏ０．１−１重量％
を含有するベース組成物の中立色のソーダ石灰珪酸塩ガラスであって、
前記ガラスが次の成分
ＣｏＯ０．００００１−０．００００５重量％
Ｆｅ_２Ｏ_３０．０１−０．０２重量％（全鉄含有量）
ＦｅＯ／Ｆｅ_２Ｏ_３０．２０−０．３８
の含有量の着色剤を含み、
すべての成分の比率の合計が１００重量％であり、前記ガラスが４ｍｍの基準厚さで少なくとも９１％の光透過率（ＤＩＮ６７５０７によるＤ６５光源）を有している、ソーダ石灰珪酸塩ガラス。
ＦｅＯ／Ｆｅ_２Ｏ_３の比率が０．２５−０．３５の範囲内にあることを特徴とする、請求項１請求項に記載のソーダ石灰珪酸塩ガラス。
ＦｅＯ／Ｆｅ_２Ｏ_３の比率が０．３であることを特徴とする、請求項２記載のソーダ石灰珪酸塩ガラス。
前記着色剤ＣｏＯの含有量が０．００００５重量％より低いことを特徴とする、請求項１−３のいずれか一つの請求項に記載のソーダ石灰珪酸塩ガラス。
前記着色剤ＣｏＯの含有量が０．００００３重量％であることを特徴とする、請求項４記載のソーダ石灰珪酸塩ガラス。
フロート法によって製造されることを特徴とする、請求項１−５のいずれか一つの請求項に記載のソーダ石灰珪酸塩ガラス。