JP4829128B2 - ソーダ−ライム−シリケート系ガラス組成物 - Google Patents

ソーダ−ライム−シリケート系ガラス組成物 Download PDF

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Description

本発明は製品、特にガラス中空容器、さもなければ平面ガラスのシート形状のもの、の生産を意図したソーダ−ライム−シリケート系ガラス組成物に関するものであり、前記組成物は前記製品に以下の特性、すなわち紫外光の低透過率、可視光の高透過率および無彩色を与える。
本発明はこのような用途に限定されないが、それ以上に特にビン、フラスコまたはポットのようなガラス中空容器の分野での用途と関連して記載される。
紫外線(UV)、特に太陽光、は多くの液体と相互作用することがあり、そして時々その品質を劣化することもある。これは例えば、ある種のワイン、蒸留酒、ビールまたはオリーブ油を含むある種の消耗材の液体の場合、その色および味が悪くなることがあり、さもなければある種の香水の場合、その香りが変わることがある。それゆえに、農業食品産業および化粧品産業の両方において、紫外線の大部分を吸収できるガラス容器に対する現実的な要求が存在する。
この制約にあうガラス容器は非常にありふれているが、一般的にそれらは強く色づけされている。ワインとビールは例えばしばしば茶色または緑色のビンに詰められ、このような着色は酸化クロムまたは硫化鉄のような遷移元素の硫化物のような色素を加えることにより得られる。しかしながら、これらの色合いの容器はこの容器が収容する液体の色を覆い隠すという欠点を有する。
ある場合には、主に審美的な理由から、内容物の色を十分に評価できること、およびそれゆえに高い光透過率と無彩色の両方を備えた容器を有することが望ましいこともある。
この技術的課題の解決を意図した解決法が記載されており、これらは一般的にガラス組成物に、酸化セリウムまたは酸化バナジウムのような、紫外線を好ましくは吸収する酸化物を加えることから構成されている。
米国特許第6 407 021号明細書は、その組成物がCeO2の形で表現される酸化セリウムが0.2から1質量%およびMnO2の形で表現される酸化マンガンが0.01から0.08質量%を含む、ガラス製の容器を開示している。後者の酸化物は、この組成物中に少なくとも0.01%の含有量で含まれる酸化鉄による緑−黄色がかった色を補色するように、添加される。
特開平11-278863号明細書もまた、酸化セリウムを0.1と1%の間の質量含有率で、コバルト、および状況に応じて酸化セレンと使用すること、後者の2つの化合物の添加はガラスを「脱色」する効果、つまりセリウムによって与えられる黄色がかった色を補色すること、も有することを開示する。
酸化セリウムの主な欠点は紫外線吸収の効率が比較的低いことであり、これは0.5質量%より多い含有量を使用することがしばしば必要であることを意味する。さらにセリウムは、単独でまたは酸化バナジウムのようなある種の化合物と組み合わせて、ガラスに「ソラリゼーション」特性を与えることは当業者に公知である。この用語は、ガラスが紫外線のような、高エネルギーの放射にさらされた時に、ガラスが被る色合いの変化を意味する。
酸化バナジウムは、紫外線吸収性が酸化セリウムよりはるかに高いので、酸化セリウムの代用として有用である。しかしながら、それは望ましくない緑の着色を示すことがあり、これにより「脱色」酸化物の添加をすることになる。
国際公開第00/35819号明細書は、酸化バナジウムと酸化リンを使用すること、酸化バナジウム含有量が質量パーセントで表現すると0.3%未満であることを開示する。
国際公開第02/066388号明細書は、少量のバナジウムとマンガンの酸化物を含み、それぞれ0.04と0.10%の間および0.04と0.13%の間の含有量であり、このV25/MnO比が0.6と1.7の間にある組成物を開示する。しかしながら、酸化マンガンが、特にそのMn3+イオンを通じて、漂白剤として作用すると記載されているが、本文献で例示されるガラスは、一般に約560から570nmの、主波長を有しており、かすかな黄色または琥珀色がかった色を示す。この例で開示されたガラスによる紫外線吸収は、330nmの波長における、1から7%の間の透過率によって特徴づけられている。
特開昭52-47812号明細書もまた、少量の酸化バナジウムと酸化マンガンを含むガラスを開示する、しかしそれは酸化セリウム(少なくとも0.15%の含有量)および酸化セレン(少なくとも0.004%、すなわち40ppm、これはこの着色化合物に対しては高含有率である)を加えることが必要だと考えている。
本発明の目的は紫外線低透過率、可視光波長での高透過率および無彩色を有し、そのためその内容物の外観を完全に見ることが可能であり、一方で前記内容物の五感で感じられる性質はなお保護するような、ガラス中空容器を形成するために使用することができるソーダ−ライム−シリケート系ガラス組成物を提案することである。
本発明に従って、以下の光学的吸収剤を以下の質量制限範囲内で変化する含有率で含むこのガラス組成物により、この目的は達成される。
Fe23(鉄総量) 0.01〜0.15%
25 0.11〜0.40%
MnO 0.05〜0.40%
前記組成を有するこのガラスは、3mmの厚みの場合、40%未満の紫外線透過率(TUV)とそれぞれが−3から+3の間にある、色度(colorimetric)座標a*およびb*によって定められる無彩色によってさらに特徴づけられる。
25とMnOはそれぞれ酸化バナジウムと酸化マンガンの総含有量を示す。
本発明によるこのガラスの紫外線透過率(TUV)は、3mm厚さの場合で、実験的に測定したスペクトルに基づき、Parry Moon (J.フランクリン研究所、230巻、583〜617頁、1940年発行)によって定義された太陽光スペクトル分布をエアマス2の場合でかつ295〜380nmの範囲の波長内で使用して、計算した。
本発明によるこのガラスのTUVは好ましくは30%を超えず、特に25%を超えず、あるいは20%すら超えない。
本発明に包含されるガラスは、無彩色のガラスであり、すなわちそれは可視光波長に関してほとんど変化しない透過率曲線を有している。
CIE(国際照明委員会)体系では、観念的に無彩色(または灰色)である物体は主波長を有さず、その励起純度は0である。拡張解釈により、この物体はその曲線が可視光範囲において比較的横ばいであるが、しかしながら、弱い吸収帯を有する場合に灰色であるとして一般に受け入れられる。これにより主波長および低いが0ではない純度を定義することが可能になる。
本発明によるこのガラスは今後、リファレンスとして両者ともにCIEが定義する「CIE 1931」リファレンス観測者および標準光源Cを採用し、厚さ3mmのガラス試料に対する実験的スペクトルから計算する色度(chromatic)座標L*、a*およびb*によって定められる。この表記法を使用すると、無彩色を有する物体は(0,0)に近い一組のパラメータ(a*,b*)によって特徴づけられる。本発明によるこのガラスは以下を有するものとして定められる。
a*は−3から+3の間で変化する。
b*は−3から+3の間で変化する。
さらなる無彩色性を有するガラスは好ましくは−2と+2の間、特に−1と+1の間のa*値によって、かつ好ましくは0と+3の間のb*値によって好ましくは特徴づけられる。このかすかに正のb*値は現実にはかすかな黄色の着色を有するガラスに対応し、これは負のb*値によって特徴づけられた青みがかった着色より良好な色塗りを確実なものにする。
前述の光学的な吸収剤を本発明の制限範囲内で使用することは、ガラスに望ましい特性を与えること、およびその光学的かつエネルギー特性を最適化することも可能にする。
この独立して採用される吸収剤の作用は、一般に文献に詳しく記載されている。
ガラス組成物中の鉄の存在は、不純物としてのバッチ原料、またはこのガラスを着色する目的のための意図的な添加剤に起因する。鉄はガラス構造において第二鉄イオン(Fe3+)および第一鉄イオン(Fe2+)の形態で存在する。Fe3+イオンの存在はそのガラスにかすかな黄色の着色を与え、そして紫外線の吸収を可能にする。Fe2+イオンの存在はそのガラスによりはっきりした緑−青の着色を与え、そして赤外線の吸収を引き起こす。両形態の鉄の含有率を高めるほど、可視光スペクトルの極端部の放射の吸収が高まり、この効果が生じると光の透過に不利益となる。
本発明において、この組成物における総鉄含有率は0.01と0.15%の間であり、好ましくは0.02と0.10%の間である。0.01%未満の鉄含有率は、そのバッチ原料が高純度でなければならないことを意味し、これはビンまたはフラスコとして使用するガラスとしては高すぎるコストに帰結する。鉄が0.15%を超える場合、そのガラス組成物が可視光範囲における低すぎる透過率および過度にはっきりした緑がかった色を有する。
酸化バナジウムはこのガラス中で3つの酸化状態で存在する。このV5+イオンは紫外線吸収に関与し、一方このV4+とV3+イオンは望ましくない緑の着色を与える。本発明の文脈において、望ましい紫外線透過率値を得るために、V25の形態で表現される酸化バナジウムの総含有率は必ず少なくとも0.11%でなければならず、好ましくは少なくとも0.13%、またはさらに0.15または0.16%、特に少なくとも0.20%、そしてより好ましくは少なくとも0.25%である。基本的に酸化バナジウムが高コストであることによる理由のため、この後者の含有率は好ましくは0.40%未満、特に0.30%未満、そしてさらに0.28%未満である。0.11と0.17%の間にある酸化バナジウム含有率は一般に約20から40%のTUVを有するガラスを与え、一方20%未満のTUVを確保するために0.17%以上またはさらには0.19%の量がしばしば要求される。0.19と0.22%の間の酸化バナジウム含有率は、この場合において特に好適になることを狙ったものである。
酸化マンガンはこのガラス中で酸化形態(Mn3+)および還元形態(Mn2+)で存在する。この還元形態は非常にかすかな着色だけを作りだす一方、Mn3+イオンはそれらを含むガラスに強いピンクまたはスミレ色の着色を与える。当業者に公知であるとおり、この形態は特に酸化鉄および本発明の場合における酸化バナジウムに起因する緑がかった色の補色に関して有用である。それにもかかわらず、本発明者は酸化マンガンを酸化バナジウムと一緒に使用した場合の酸化マンガンのUV透過率に関する付加的かつ予想外の有利な効果を実証した。酸化マンガンの添加が、所定の量の酸化バナジウムを含むガラスの、所定のTUVを達成するためまたはさらにそのTUVを減らすために必要な、酸化バナジウム含有率を減らすことを可能にすることを発見した。この結果として、本発明によるこのガラスは少なくとも0.05%、好ましくは少なくとも0.09%、またはさらに0.10%、およびさらに好ましくは少なくとも0.13%のMnO含有率(酸化マンガンの総含有率を示す)を有する。上記で述べた理由により、このMnO含有率はときどき有利に0.15%より大きく、特に0.18%より大きく、そしてさらに0.20%より大きい。この望ましくないピンクまたはスミレ色の発現を避けるために、このMnO含有率は0.40%以下、好ましくは0.25%以下、またはさらに0.22%以下に保たれる。
本発明者はまた、この無彩色を得るために酸化バナジウムの量に関連して投入されるMnOの最適比率は、光学的吸収剤を添加するために採用される方法に応じて、そして特にこの方法が実施される温度に応じて変化することも発見した。このバナジウムとマンガンの酸化物または酸化マンガンのみの添加が「タンク着色」法を使用する溶融炉で、通常1400℃から1500℃の温度範囲内で実施されるとき、酸化バナジウムの含有質量に対する酸化マンガン含有質量で定義されるこのR1比率は、好ましくは1.2と1.8の間になるように、そして特に少なくとも1.5になるように選択される。これらの酸化物または酸化マンガンのみの添加が、このガラスをこの炉から付形装置へ移送するためのフィーダーで、通常は約1200℃から1300の温度範囲で実施されるとき、このR1比率は、好ましくは少なくとも0.5またはさらに0.8になるように、しかし1.2またはさらに1.0を超えないように選択される。特にマンガンとバナジウムの酸化物または酸化マンガンのみをフィーダー添加する場合、含有率0.19と0.22%の間の酸化バナジウムと0.13と0.18%の間の含有率の酸化マンガンの組合せが特に好ましい。一般に、そしてマンガンとバナジウムの酸化物を投入する方法に関係なく、このガラスが低すぎるa*値を有する場合このR1比率は高められなければならず、このガラスが高すぎるa*値を有する場合このR1比率は低められなければならない。
酸化コバルトは強い青の着色を作り出し、そして相応に光透過性を減らす。本発明におけるその役割は、過剰なMn3+イオン含有率によって引き起こされるあらゆる黄色成分の補色である。この意図したガラスの使用と両立する光透過性と着色の両方を実現させるために、この量はそれゆえに完全に制御される。この発明に従えば、この酸化コバルト含有率は好ましくは0.0025%を超えず、好ましくは0.0020%を超えず、または0.0015%を超えず、さらには0.0010%を超えない。これは0.0025%を超えるとガラスの光透過率が小さくなりすぎ、そして色合いが青くなりすぎるからである。
本発明の文脈において、特に好ましい組成物は、特にバナジウムとマンガンの酸化物がタンクに投入される場合に、以下の質量制限内で含有率が変動する以下の光学的な吸収剤を含む。
Fe23 0.02〜0.08%
25 0.16〜0.25%
MnO 0.20〜0.30%
CoO 0〜0.0020%
別の好ましい実施態様は、特にバナジウムとマンガンの酸化物または酸化マンガンのみがフィーダーに添加される場合に、以下の組成範囲の選択から構成される。
Fe23 0.02〜0.08%
25 0.19〜0.22%
MnO 0.13〜0.18%
CoO 0〜0.0010%
一般則として、ガラスがいくつかの光学的吸収剤を含んでいるときに、ガラスの光学およびエネルギーの特性を予測することは困難である。これはこのような特性はこれらの多様な吸収剤間の複雑な相互作用に起因し、さらにこの挙動はそれらの酸化状態によるものだからである。これは特に本発明による組成物の場合にそうであり、これはいくつかの原子価状態で存在する酸化物を少なくとも3つ含むためである。
本発明において、この光学的吸収剤、すなわちそれらの含有率とそれらの酸化/還元状態、の選択が要求される光学特性を得るための鍵となる因子である。
特に、総鉄(Fe23と表現される)モル含有率に対するこの酸化第一鉄(FeOと表現される)モル含有率の比率によって定義される酸化還元状態は0.2未満であり、好ましくは0.1以下である。
この酸化還元状態は一般に硫酸ナトリウムのような酸化剤およびコークスのような還元剤を使って制御され、これらに関連する含有物は望ましい酸化還元状態を得るために調整される。このバナジウムとマンガンの酸化形態はイオン酸化物に関して酸化する役割を果たすこともあり、これは所定のバッチ混合物に起因するガラスの光学特性を予測することを特に複雑にし、またさらには不可能にする。
本発明による組成物は、3mmの厚さの場合に、実験的スペクトルから、リファレンスとして「CIE 1931」リファレンス観測者と標準光源Cを採用して、計算される全域的な光透過性LTCを、好ましくは有するガラスを得ることを可能にする。このLTCは少なくとも70%、特には少なくとも80%であり、その結果望ましい透明性効果を得ることを可能にする。
この「ソーダ−ライム−シリケート系」という用語はここで最も広い意味で使用され、そして以下の構成物(質量パーセント)を含むガラス母材からなるあらゆるガラス組成物に関係する。
SiO2 64−75%
Al23 0−5%
23 0−5%
CaO 5−15%
MgO 0−10%
Na2O 10−18%
2O 0−5%
BaO 0−5%
このソーダ−ライム−シリケート系ガラス組成物は、特にバッチ材料中に含まれる避けられない不純物は別として、少ない割合(1%まで)のさらなる構成要素、例えば溶融を促進するための助剤またはこのガラスを精製するための助剤(SO3、Cl、Sb23、As23)、またはこのバッチ混合物にリサイクルカレットを添加することがあることに由来する助剤を含んでもよいことが当然ここで述べられる。
本発明によるガラスにおいて、以下の理由によりこのシリカ含有率は一般に狭い制限内で維持される。75%を超える場合、このガラスの粘度と失透性能力が大きく上昇し、これによりこの溶融スズの槽(バス)で溶融し流動させることをより困難にする。64%未満の場合、このガラスの加水分解抵抗を急速に低下させ、そして可視光における透過率も低下させる。
アルミナ(Al23)はガラスの加水分解抵抗において特に重要な役割を果たす。本発明によるガラスで液体を収容する中空容器を形成することを意図するとき、このアルミナ含有率は好ましくは少なくとも1%である。
このアルカリ金属酸化物Na2OとK2Oはこのガラスの溶融を促進し、そして高温での粘度の調整を可能にし、その粘度を標準的なガラスの粘度の近くに保つようにする。K2Oは5%まで使用してもよい、この含有率を超えるとこの組成物の高コストの問題が増すからである。さらに、このK2Oのパーセントの上昇は本質的にNa2Oの損失、これは粘度を上昇させることに寄与することになる、に対してのみ遂行されうる。Na2OとK2Oの含有率、質量パーセントで表現される、の合計は、好ましくは少なくとも10%でありそして有利には20%を超えない。これらの含有率の合計が20%より大きい場合、またはこのNa2O含有率が18%よりも大きい場合、この加水分解抵抗は大きく低下させられる。
アルカリ土類酸化物はこのガラスの粘度を生産条件に適応させることを可能にする。
MgOは約10%まで使用してもよく、そしてそれの省略をNa2Oおよび/またはSiO2含有率の上昇によって少なくとも部分的に補ってもよい。好ましくは、このMgO含有率は5%未満であり、そして特に有利には2%未満であり、これにより可視光の透過性を害することなく赤外線吸収性を上昇させる効果を有する。低MgO含有率はさらにこのガラスを溶融するために必要なバッチ材料の数を低下させることを可能にする。
BaOはこの光透過性を上昇させることを可能にし、この組成物中に5%未満の含有率で添加することができる。
BaOはこのガラスの粘度に関してCaOやMgOよりはっきりした効果がかなり少なく、そしてその含有率の上昇は本質的にアルカリ金属酸化物、MgOおよび上記の全てのCaOの損失に対して遂行される。あらゆるBaOの上昇は低温でのこのガラスの粘度の上昇を助ける。好ましくは、本発明によるガラスはBaOを含まない。
各アルカリ土類金属酸化物の含有率の変化に関して、上記で定めた制限に従うことは別として、この望ましい透過特性を得るために、MgO、CaOおよびBaOの質量パーセントの合計を15%という値以下に制限することは好ましい。
本発明によるこの組成物はさらに添加剤、例えば遷移元素の酸化物(例えばCr23、TiO2、NiO、CuO等)または希土類酸化物(例えばCeO2、La23、Nd23、Er23等)のようなあるスペクトル領域の吸収剤、またはさもなければ元素状態の着色剤(Se、Ag、Cu)を含んでもよい。これらの添加剤の含有率は2%未満、好ましくは1%未満、そしてさらには0.5%未満、または実質的に0(避けられない不純物は除く)である。本発明によるガラスが希土類酸化物、および特に酸化ネオジム(これは極端に高価である)、および/または酸化セリウム(これは鉄含有率の低いガラスが感光効果に苦しむことを引き起こし、紫外線のような高エネルギー輻射の作用の下で、このガラスは茶色になっていく)を含まないことは、特に好ましい。セレン含有率も0が有利である、というのはこの酸化物はガラスの溶融中に揮発する傾向を強く有し、高価な汚染除去装置を必要とするからである。
本発明によるガラス組成物は、加圧(プレス)、吹き込み(ブロー)または成形(モールド)技術、またはさらに引張り(ドロー)、巻き(ロール)またはフロート技術を使って中空容器または平面製品を形成することを意図したガラスの生産条件で、溶融することが可能である。溶融は一般的に火炎炉で実施され、状況に応じて電極が与えられ、電流がこの2つの電極間を流れることによりこのガラスを大量に加熱する。この溶融運転を促進するために、そして特に後者を機械的に有利にするために、このガラス組成物は1500℃未満でlogη=2であるような粘度ηに対応する温度を有することが有利である。また好ましくは、logη=3.5であるような粘度ηに対応するこの温度(T(logη=3.5))と表示される)および液相線温度(Tliqと表示される)は以下の等式を満足する。
T(logη=3.5)−Tliq>20℃
そしてなお良くは、
T(logη=3.5)−Tliq>50℃
この光学的吸収剤酸化物の添加はこの炉で実施してもよく(このプロセスはこのとき「タンク着色」として言及される)、またはこのガラスを炉と付形装置の間で移送するフィーダーで実施してもよい(このプロセスはこのとき「フィーダー着色」として言及される)。フィーダー着色は特に添加/混合装置を必要とするが、しかしながら特別な光学的特性および/または色合いの範囲を拡大適用した生産が要求されるときに特に望ましい融通性と反応性に関して長所を有する。このフィーダー着色の特別な場合には、この光学的吸収剤をガラスのフリット(フレークまたは粉末)またはアグロメレート(凝集物)に組み込み、これを、均質化した後に本発明によるガラスを形成するために、透明なガラスに添加する。各添加酸化物に対して異なるフリットを採用してもよいが、全ての有用な光学的吸収剤を含んだ単一のフリットを使用することが、ある種の場合では有利なこともある。この採用されるフリットまたはアグロメレート中の酸化バナジウムの含有率または酸化マンガンの含有率は15と25%の間にあり、溶融ガラス中のフリット希釈レベルが2%より大きく超えないようにすることが望ましい。これは2%を超えると、この溶融ガラスを好適に均質化し、一方でなおプロセスの全体として経済的な低コストと両立する高い産出量を維持することが困難になるからである。このフリット内でのバナジウムとマンガンの酸化状態は、最終的なガラスの酸化還元状態を決定する上で重要でないことはない役割を果たすことも観察されている。酸化フリットは、それゆえバナジウムまたはマンガンイオンを大部分がそれらの最高の酸化状態で含んでおり、混合後に好ましい酸化還元状態をより簡単に得られるようにすることを可能にし、そしてそういうわけでこのようなフリットを採用することが好ましい。同様に、このフィーダー内に含まれるガラス溶融物の上方で発せられるフレーム(炎)による酸化性は好ましい。これは燃料に対して酸化剤の流入を酸化剤が化学量論的過剰量で供給されるように調整することにより得ることが可能である。この酸化剤が酸素(O2)であり、かつその燃料がメタン(CH4)であるとき、このO2/CH4モル比率は好ましくは少なくとも2、特に少なくとも2.1またはさらに2.2である。好ましい実施態様によると、フリットまたはアグロメレートの形態で、酸化バナジウムのみをタンクに添加し、酸化マンガンはフィーダーに添加する。
本発明は以下の非限定的な説明に役立つ例およびここに添付される図表の詳細な説明を読むことでより明確に理解される。
・表1は本発明による多様なガラス組成物を明らかにした。
・表2は酸化マンガン質量含有率の酸化バナジウム質量含有率に対するR1比率の効果を明らかにした。
以下(表1および2)に挙げられるガラス組成物の例は、本発明に関連づけられる利点をより完全に理解することを可能にした。
これらの例は3mmの厚さのガラスについて、実験的スペクトルから、計算された以下の光学的特性の値を表した。すなわち、
−Parry Moon (J.フランクリン研究所、230巻、583〜617頁、1940年発行)によって定義された太陽光スペクトル分布をエアマス2の場合でかつ295〜380nmの範囲の波長内で使用して、計算した紫外線透過率(TUV);
−380〜780nmの間で計算した、全域的な光透過率(LTC)およびまた色度座標L*、a*およびb*。これらの計算はISO/CIE 10526標準規格によって定義された光源CおよびISO/CIE 10527標準規格によって定義されたCIE 1931比色分析リファレンス観測者を使って実施した。
また表1および2で表したものは、以下である。
−酸化鉄、酸化バナジウム、酸化マンガンおよび酸化コバルトの質量含有率;
−測定した場合の、FeOのFe23の形態で表現される全鉄量に対するモル比率で定義される酸化還元状態。この全鉄含有率はX線蛍光で測定し、FeO含有率は湿式化学測定をした。;
−R1比率、すなわち酸化マンガンの質量含有率の酸化バナジウムの質量含有率に対する比に等しいもの。
表1および2に挙げられた各組成物は以下のガラス母材から創られた。このガラス母材の含有物の質量パーセントを以下に示す。この組成は着色剤の総含有量を適合するために、シリカに関して補正をした。
SiO2 71.0%
Al23 1.40%
CaO 12.0%
MgO 0.1%
Na2O 13.0%
2O 0.35%
表1に記載された本発明によるガラス組成物1から8はタンク着色法を使用して、光学的吸収剤の添加をすることによって用意した。これらは酸化マンガンと対になる酸化バナジウムのTUVに関する重要な効果を明らかにした。比較例1は中空ガラス容器および平面ガラスの両方に使用される標準的な透明ガラスの組成物である。そのTUVは90%を超えているが、0.11%酸化バナジウムを添加することにより約40%まで低下し、さらに多くの量を添加することにより20%に下がった。例6、7および8は酸化コバルトの効果を明らかにした。これはわずかに青みがかった色合いを得るために(それを望む場合)、b*値を調節することを提供した。これらのR1比率が1.5に近い組成物は、R1比率が1に近い組成物3,4および5より無彩色であるということも指摘できた。最高の無彩色性はより0に近いa*値によって特に特徴づけられた。この点は本発明の文脈内におけるR1比率の重要性を明らかにした。例1は、40%以下の紫外線透過率を得るために、本発明によるガラス組成物のV25含有率は必ず少なくとも0.11%でなければならないことを示した。
Figure 0004829128
表2に挙げられた例も、光学的に活性な材料を添加する方法に応じて、R1比率が光学的特性に関して有しうる重要性を明らかにした。
挙げられた2つの例(比較例2と本発明による例9)は同等の酸化バナジウム、酸化マンガンおよび酸化コバルトの含有率を有し、そして1.5に近いR1比率によって特徴づけられるが、これらの酸化物は異なる条件で添加した。このR1比率は特に吸収酸化物を炉に添加する条件によく適しており、そして特に無彩色のガラスを得ることを可能にした一方で(例9)、この場合と正確に同じ比率は吸収酸化物をフィーダーに添加する条件にあまり適していなかった、というのは比較例2が非常に高いa*とb*値および低いLTCによって特徴づけられる非常にはっきりした紫色を有していたからである。対照的に、フィーダー着色によって作製された例10はかなり低いR1比率がこの着色方法にかなりよく適していたことを示した。
Figure 0004829128
図1はFe230.09%とV250.21%を含むガラス組成物のTUVに対する酸化マンガンの効果を示した(本発明による例2と例3)。この酸化バナジウムと組み合わせた酸化マンガンの有利な効果を観察することができた。この有利な効果は予期しないものである、なぜならば酸化マンガンは可視光範囲の吸収はあてにされるが紫外線ではあてにされず、その脱色効果のみが当業者に公知だからである。
酸化バナジウムと組み合わせて使用した場合のTUVへの酸化マンガンの添加効果を明らかにする。

Claims (15)

  1. 成形(モールド)、加圧(プレス)または吹き込み(ブロー)によって付形されたガラス中空容器であって、
    その化学組成と光学的特性が、
    以下の質量制限範囲内で変化する含有率で、以下の光学的吸収剤を含むことを特徴とし、
    Fe23(鉄総量) 0.01〜0.15%
    25(バナジウム総量) 0.11〜0.40%
    MnO(マンガン総量) 0.05〜0.40%
    CeO なし
    かつ、該ガラスが、3mmの厚みの場合に、295と380nmの間で測定すると、40%を超えない紫外線透過率TUVおよび光源Cの下で−3から+3の間にある色度座標(a*,b*)を有することを特徴とする、ソーダ−ライム−シリケート系ガラス組成物
    によって定められることを特徴とするガラス中空容器。
  2. 該MnO含有率が少なくとも0.10%であることを特徴とする、請求項1に記載されたガラス中空容器
  3. 酸化コバルト(CoO)を0.0025%を超えない含有率で含むことを特徴とする、請求項1または2に記載されたガラス中空容器
  4. 該V25含有率が少なくとも0.16%であることを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載されたガラス中空容器
  5. 該ガラスが、3mmの厚みの場合に、20%を超えない紫外線透過率を有することを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載されたガラス中空容器
  6. 該ガラスが、3mmの厚みの場合に、光源Cの下で測定すると−2と2の間にある色度座標a*を有することを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載されたガラス中空容器
  7. 該ガラスが、3mmの厚みの場合に、光源Cの下で測定すると0と3の間にある色度座標b*を有することを特徴とする、請求項1から6のいずれか1項に記載されたガラス中空容器
  8. 該ガラスが、3mmの厚みの場合に、光源Cの下で少なくとも70%の光透過率を有することを特徴とする、請求項1から7のいずれか1項に記載されたガラス中空容器
  9. 以下の質量制限範囲内で変化する含有率で、以下の着色剤を含むことを特徴とする、請求項1から8のいずれか1項に記載されたガラス中空容器
    Fe23(鉄総量) 0.02〜0.08%
    25(バナジウム総量) 0.16〜0.25%
    MnO(マンガン総量) 0.20〜0.30%
    CoO 0〜0.0020%
  10. 以下の質量制限範囲内で変化する含有率で、以下の着色剤を含むことを特徴とする、請求項1から8のいずれか1項に記載されたガラス中空容器
    Fe23(鉄総量) 0.02〜0.08%
    25(バナジウム総量) 0.19〜0.22%
    MnO(マンガン総量) 0.13〜0.18%
    CoO 0〜0.0010%
  11. 該ガラスの酸化還元状態が0.2を超えないことを特徴とする、請求項1から10のいずれか1項に記載されたガラス中空容器
  12. 以下の構成物(質量パーセント)を含むガラス母材から構成されることを特徴とする、請求項1から11のいずれか1項に記載されたガラス中空容器
    SiO2 64−75%
    Al23 0−5%
    23 0−5%
    CaO 5−15%
    MgO 0−10%
    Na2O 10−18%
    2O 0−5%
    BaO 0−5%
  13. 請求項1に記載されたガラス中空容器を生産する方法であって、該組成物中の全ての酸化物を提供するバッチ混合物を溶融炉内で溶融する工程、及び中空容器または平面製品を得るために前記ガラスを付形する工程を含み、かつ、MnO/V 2 5 比が1.2〜1.8の範囲内にあることを特徴とする方法。
  14. 請求項1に記載されたガラス中空容器を生産する方法であって、該バッチ混合物の一部を溶融する工程、該溶融ガラスを付形装置へ移送する工程、この工程の間に酸化物を前記溶融ガラスにガラスのフリットまたはアグロメレートを用いて添加すること、該全てのバナジウムとマンガンの酸化物、または該酸化マンガンのみをこの工程の間に該組成物に添加すること、及び中空容器または平面製品を得るために前記ガラスを付形する工程を含み、かつ、MnO/V 2 5 比が0.5〜1.2の範囲内にあることを特徴とする方法。
  15. 該MnO/V25比率が0.8と1.2の間であることを特徴とする、請求項14に記載された方法。
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