JP5992636B2 - 紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物とその応用 - Google Patents
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Description
本発明は、ガラス組成物に関し、特に強烈に紫外線及び赤外線を吸収できるガラス組成物及び応用に関する。
グローバルの気候が暖かくなるので、米国ＰＰＧ社を代表とする国外の関連会社は、紫外線及び近赤外線吸収性の断熱ガラス面について、大量に検討し、国際の出願が多く３００余り件に達し、その中で日本がこの分野に１００余り件出願し、世界のガラス省エネルギー排気量削減技術分野の特許出願の三分の一つを占め、日本出願特許の主要な会社にＣＥＮＴＲＡ、ＧＬＡＳＳ、ＣＬＬＴＤ、ＮＩＰＰＯＮ ＳＨＥＥＴＧＬＡＳＳ ＣＯＬＴＤ及びＡＳＡＨＩＧＩＡＳＳ会社等がある。
日本板硝子株式会社（ＮＩＰＰＯＮ ＳＨＥＥＴ ＧＬＡＳＳ ＣＯＬＴＤ）の研究する紫外線及び近赤外線吸収可能なガラス体系がナトリウム・カルシウム−シリカ塩基性ガラスであり、着色成分Ｆｅ２Ｏ３が０.４-０.５８%となり、その中で、ＦｅＯが全鉄含有量の２０-３０%を占め、ＣｅＯ２が０.８-１.８%、ＴｉＯ２が０-０.５%、ＣＯＯが０.０００１-０.００２%となり、該ガラスは、厚さが２ｍｍとなり、可視光の透過率が７５-７９%、紫外線透射率が２０-２５%、総太陽エネルギーの透射率が５２-５５%となり、その断熱及び紫外線防止効果が一般的である。
英国ピルキントン社は、ガラス組成物特許（中国特許出願号９４１９１０９４.６）を出願し、このような赤外線及び紫外線を吸収できるナトリウム・カルシウム−シリコンガラスが、Ｆｅ２Ｏ３含有量が０.２５-１.７５%となるが、ＦｅＯ含有量が０.００７のみとなるため、赤外線を吸収できなく、厚さ４ｍｍのガラスの可視光の透過率が３２%となり、全太陽エネルギーの透過率≧５０%、紫外線の透過率≦２５%。
大部分のナトリウムカル・シウム−シリコンガラス組成物の特許には、その着色剤が鉄、コバルト、クロム、マンガン、クロム、チタン等とし、その色特徴主波長が４８０-５１０ｎｍにあり、色純度が２０%以下とし、厚さ５ｍｍの該ガラスの紫外線の透過率が２５-３５%、近赤外線の透過率が２０-２５%、全太陽エネルギーの透過率が４６-５０%となる。
米国ＰＰＧ社は、特許ＵＳ４３８１９３４、ＵＳ４８８６５３９、ＵＳ４７９２５３６及び９７１１３８０５等を出願し、複数の独立段階で熔化及び清澄させる超吸熱フロートガラス製造方法を発明し、有効に酸化還元反応条件を制御でき、ＦｅＯが５０%を超し、高可視光の透過率及び低赤外線の透過率を備える超吸熱ガラスを製造することを特徴とし、また中国に、発明名称が赤外線及び紫外輻射吸収性の藍色ガラス組成物（出願号９８８１０１２９.７）である特許出願を提出し、ＦｅＯ比値が高く３５-６０%に達し、それぞれ厚さ４ｍｍの緑色ガラス可視光の透過率（ＬＴＡ）が７２.５%、赤外線の透過率（ＴＳＩＲ）が２１%、全太陽エネルギーの透過率（ＴＳＥＴ）が４７.５%、厚さ４ｍｍの藍色ガラスの可視光の透過率（ＬＴＡ）が７５%、赤外線の透過率（ＴＳＩＲ）が１７.５%、全太陽エネルギーの透過率（ＴＳＥＴ）が４９.５%となり、且つ伝統のフロートプロセスを利用して製造し、これは現在世界ガラス界最高水平を代表する超吸熱ガラスの特許技術であるが、まだ理想的な超吸熱ガラスでない。
米国フォード自動車会社の提出した藍色ガラス組成物を調製する硝酸塩無し方法（特許番号：９８８０８８２４）には、このような藍色ガラス組成物着色剤の基本構成が、Ｆｅ２Ｏ３：０.４%、ＭｎＯ２：０.１５%；ＣＯＯ：０.００５-０.０２５%；ＴｉＯ２：０-１%、及び還元剤無煙石炭等であり、このような藍色ガラスの厚さ４ｍｍのさでの可視光の透過率（ＬＴＡ）が５０%-６８%、赤外線の透過率（ＴＳＩＲ）が２１-３０%、紫外線の透過率（ＴＳＵＶ）が２５-４０%、全太陽エネルギーの透過率（ＴＳＥＴ）が４８-５０%とそれぞれなる。
日本の中央硝子株式会社は、紫外線及び赤外線吸収の緑色系ガラス特許出願（２００４８００３１８８５.６）を提出し、その中で、その着色剤がＦｅ２Ｏ３：０.３-０.５%、ＣｅＯ２：０.８-２%、ＳＮＯ：０.１-０.７%、ＴｉＯ２：０.８-２%からなり、該ガラスの主波長が５５０-５７０ｎｍ、可視光の透過率が７０%、紫外線の透過率が２０%、赤外線の透過率が２５%となる。
フランスのサンゴバンガラス社は、紫外線及び赤外線を吸収するガラス窓を製造するためのガラス組成物出願（特許番号：２００６８００１１２２２.７）を提出し、ＳｉＯ２：６５-８０%、Ａｌ２Ｏ３：０-５%、Ｂ２Ｏ３：０-５%、ＣａＯ：５-１５%、ＭｇＯ：０-２%、Ｎａ２Ｏ：９-１８%、Ｋ２Ｏ：０-１０%、ＢａＯ：０-５%、Ｆｅ２Ｏ３：０.７-１.６%、ＣｅＯ：０.１-１.２%、ＴｉＯ２：０-１.５%からなる。酸化還元比が０.２３未満となる。該ガラスの厚さ４ｍｍのさでの可視光の透過率がＬＴＡ≧７０%、赤外線の透過率が２８%、紫外線の透過率が１８%、全太陽エネルギーの透過率ＴＳＥＴ≧４８%となり、由于鉄含有量が高過ぎ、ガラス液体の上下温差が３００度に近づき、成型プロセスが困難であり、バッチ製造を実行できない。
中国の関連吸熱ガラスの特許は、紫外線及び近赤外線吸収のガラス方面に関する研究が僅少であり、近年中国の絶大部分の特許は全てソーダ石灰シリカガラスのスペクトル格子構造及び成型プロセス技術を違背して離脱するので、実施できない。上海耀華ピルキントンガラス会社は「紫外及び赤外線を強く吸収する緑色ガラス」特許出願（特許番号：０３１１７０８０.３）のみを提出し、このようなガラスが深緑色とし、紫外線の透過率（ＴＳＵＶ）が１７%、赤外線の透過率（ＴＳＩＲ）が２８%、可視光の透過率（ＬＴＡ）が７０%未満、鉄含有量が０.５-０.９%となり、全鉄内のＦｅ+２含有量が１８-２８%と低くなるので、ＣＯＤ化学酸素値が低く、ガラス液体の上下温差が大きく、成型プロセスが困難で、実施できなく、且つ吸熱性能が悪い。
深セン南玻グループは「太陽スペクトルへの選択性吸収の緑色ガラス」（出願番号：２００４１００５１４７９.８）を出願し、このようなガラスの可視光の透過率（ＬＴＡ）≧７０%、紫外線の透過率（ＴＳＵＶ）≦１６%、近赤外線の吸収が悪く、太陽総能透過率≧５０%、主波長が４９５-５２０ｎｍとなる。
洛陽フロートガラスグループは「車用緑色ガラス着色剤（出願番号：２００５１０１０７２０６.５）を出願し、その中でＦｅ２Ｏ３の用量が０.４-１.５%となり、二価鉄Ｆｅ+２が全鉄量の２５-４０%のみを占め、近赤外線を顕著に吸収できなく、可視光の透過率≧７０%、紫外線の透過率≦１５%、全太陽エネルギーの透過率≧５０%、断熱効果差/悪い。
福耀ガラスグループは「紫外線防止のナトリウム・カルシウムシリコンガラス（出願号２００８１００７２２７６.５）を出願し、このようなガラスのＦｅ２Ｏ３含有量が０.３-１.１%、酸化還元係数が０.２２-０.３６のみとなり、可視光の透過率≧７０%、紫外線の透過率≦１５%、近赤外線の吸収が悪い。赤外線隔絶吸熱フロートガラス特許（出願番号：２０１１１０１８９４７１.８）は、ＳＮＯ２及びＺｎＯの含有量が高過ぎるので、ガラス面には極め瑕疵を生じやすく、フロート成型ができなく、且つ厳重に可視光の透過率に影響し、断熱効果が理想的でない。
要約すると、現在、国内外の超吸熱ガラスの技術レベルは、酸化第一鉄を単独に使用することで近赤外線の透過率を低下させるという誤解に限られ、現在、従来の公知技術からこの目的を達成できない。物理線形光学では、ガラスがある波帯域の光を通過させるともに、他の波帯域の光を吸収する性能を備えるのは十分に困難であり、ただガラスに大量の酸化鉄を追加するだけでＦｅ+２鉄イオンの含有量を向上させる場合には、ガラスの可視光の透過率が大きく低下させ、且つガラスを琥珀色に着色しやすいで美観に影響し、可視光の透過率が高く、赤外線、紫外線及び全太陽エネルギーの透過率が低い断熱ガラスを取得できない。
本発明の解決しようとする課題はガラス紫外線及び赤外線への吸収効果を向上させるガラス組成物を提供することにある。ガラス組成物に一定量の希少金属及び希土類金属化合物を含有するガラス本体着色調和部分を追加することで、高断熱及び高光の透過率のガラス組成物を取得する。
本発明は紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物を提供し、以下のガラス基礎成分と、紫外線及び赤外線を吸収するガラス本体着色調和部分とを含み、その中で、前記ガラス基礎成分（重量比）は、ＳｉＯ２：６０-７５%；Ｎａ２Ｏ：８-２０%；ＣａＯ：３-１２%；Ａｌ２Ｏ３：０.１-５%；ＭｇＯ：２-５%；Ｋ２Ｏ：０.０２-７%；ＢａＯ：０.１-５%；ＳＯ３：０.０１-０.４%という成分であり、ガラス本体着色調和部分（重量比）は、Ｆｅ２Ｏ３：０.２２-１.３５%；ＺｒＯ２+ＨｆＯ２：０.００１-０.８%；Ｃｌ：０-０.５%；Ｂ２Ｏ３：０-２%；ＴｉＯ２：０.０１-０.８%；ＣｕＯ：０.００１-０.０６%；Ｂｒ：０-２.０%；ＭｎＯ：０-０.０２%；Ｆ：０-２.０%；ＳｒＯ：０.００１-０.５%；ＣｅＯ２：０.００５-２.２%である。好ましくは、前記紫外線及び赤外線を吸収するガラス本体着色調和部分は更に、ＷＯ３：０-０.０１%；Ｐ２Ｏ５：０-０.３%；ＺｎＯ：０-０.０３%；Ｃｒ２Ｏ３：０-０.０１５%；Ｓｂ２Ｏ３：０-０.１%である補助成分（重量比）を含む。
前記ガラス組成物の厚さが２.０-５.０ｍｍとする場合、その紫外線及び赤外線を吸収するガラス本体着色調和部分は、Ｆｅ２Ｏ３：０.５-１.２%；ＺｒＯ２+ＨｆＯ２：０.００２-０.５%；Ｃｌ：０-０.３%；Ｂ２Ｏ３：０-１%；ＴｉＯ２：０.０１-０.５%；ＣｕＯ：０.００２-０.０１%；Ｂｒ：０-１.５%；ＭｎＯ：０-０.０１５%；Ｆ：０-１.８%；ＳｒＯ：０.００２-０.２%；ＣｅＯ２：０.０１-１.８%という成分（重量比）を含む。
その中で、前記ガラス組成物を調製する時、前記ガラス組成物中のＦｅ２Ｏ３の酸化還元比が０.４-０.８に制御される。
具体的に、厚さの異なるガラスを調製する時、ガラス本体着色調和部分は、前記主体成分の以外に、更に更に以下のような補助成分を含む。前記ガラス組成物の厚さが２.０ｍｍとする場合、その補助成分は（重量比）は、ＷＯ３：０.００３-０.０１%；Ｐ２Ｏ５：０.０１-０.１%；ＺｎＯ：０.０１-０.０３%；Ｃｒ２Ｏ３：０.００５-０.０１５%；Ｓｂ２Ｏ３：０.０２-０.１%を含む。前記ガラス組成物の厚さが４.０ｍｍとする場合、その補助成分は（重量比）は、ＷＯ３：０.００５-０.０１%；Ｐ２Ｏ５：０.０１-０.０５%；ＺｎＯ：０.００５-０.０３%；Ｃｒ２Ｏ３：０-０.０１５%；Ｓｂ２Ｏ３：０.０１-０.０５%を含む。前記ガラス組成物の厚さが５.０ｍｍとする場合、その補助成分は（重量比）は、ＷＯ３：０-０.０１%；Ｐ２Ｏ５：０.０１-０.０５%；Ｓｂ２Ｏ３：０.０１-０.０５%を含む。
前記ガラス組成物の厚さが２ｍｍとする場合、その主波長が４７０-５３０ｎｍであり、該ガラスに対する、４００-７００ｎｍの可視光の透過率≧７８.１%、４００-７６０ｎｍの日光のホワイトバランス透過率≧７３.２%、２００-３００ｎｍの有害紫外線の透過率≦０.１%、３００-３６０ｎｍの紅斑効果区域の透過率≦３%、３６０-４００ｎｍの美容健康用紫外線の透過率≦３０%となることで殺菌消毒に有利し、８００-２５００ｎｍの近赤外線の透過率≦１６.５%、３００-２５００ｎｍの全太陽エネルギーの透過率≦３９.３%、色純度≦１０%、遮蔽係数≦０.６２となる；
前記ガラス組成物の厚さが４ｍｍとする場合、その主波長が４７０-５３０ｎｍ、該ガラスに対する、４００-７００ｎｍの可視光の透過率≧７３.２%、４００-７６０ｎｍの日光ホワイトバランス透過率≧７０.８%、２００-３００ｎｍの有害紫外線の透過率≦０.１%、３００-３６０ｎｍの紅斑効果区域の透過率≦３%、３６０-４００ｎｍの美容健康用紫外線の透過率≦３０%となることで殺菌消毒に有利し、８００-２５００ｎｍの近赤外線の透過率≦１３%、３００-２５００ｎｍの全太陽エネルギーの透過率≦３５%、色純度≧１２%、遮蔽係数≦０.５４となる；
前記ガラス組成物の厚さが４ｍｍとする場合、その主波長が４７０-５３０ｎｍ、該ガラスに対する、４００-７００ｎｍの可視光の透過率≧７３.２%、４００-７６０ｎｍの日光ホワイトバランス透過率≧７０.８%、２００-３００ｎｍの有害紫外線の透過率≦０.１%、３００-３６０ｎｍの紅斑効果区域の透過率≦３%、３６０-４００ｎｍの美容健康用紫外線の透過率≦３０%となることで殺菌消毒に有利し、８００-２５００ｎｍの近赤外線の透過率≦１３%、３００-２５００ｎｍの全太陽エネルギーの透過率≦３５%、色純度≧１２%、遮蔽係数≦０.５４となる；
前記ガラス組成物の厚さが５ｍｍとする場合、その主波長が４７０-５３０ｎｍであり、該ガラスに対する、４００-７００ｎｍの可視光の透過率≧７４.６%、４００-７６０ｎｍの日光ホワイトバランス透過率≧７０.１３%、２００-３００ｎｍの有害紫外線の透過率≦０.１%、３００-３６０ｎｍの紅斑効果区域の透過率≦２%、３６０-４００ｎｍの美容健康用紫外線の透過率≦３０%となることで、殺菌消毒に有利し、８００-２５００ｎｍの近赤外線の透過率≦１２%、３００-２５００ｎｍの全太陽エネルギーの透過率≦３４.５%、色純度≧１５%、遮蔽係数≦０.５３となる。
前記ガラス組成物の厚さが６-１５ｍｍとする場合、その紫外線及び赤外線を吸収するガラス本体着色調和部分の中に、Ｆｅ２Ｏ３が０.２２-０.５%となる。
前記ガラス組成物の厚さが６ｍｍとする場合、その主波長が４７０-５３０ｎｍであり、該ガラスに対する、４００-７００ｎｍの可視光の透過率≧６９.２%、４００-７６０ｎｍの日光のホワイトバランス透過率≧６３.８%、２００-３００ｎｍの有害紫外線の透過率≦０.１%、３００-３６０ｎｍの紅斑効果区域の透過率≦２%、３６０-４００ｎｍの美容健康用紫外線の透過率≦３０%となることで殺菌消毒に有利し、８００-２５００ｎｍの近赤外線の透過率≦１４.５%、３００-２５００ｎｍ全太陽エネルギーの透過率≦３４.３%、色純度≧１２%、遮蔽係数≦０.５２５。
前記ガラス組成物の厚さが１２ｍｍとする場合、その主波長が４７０-５３０ｎｍであり、該ガラスに対する、４００-７００ｎｍの可視光の透過率≧６６.２%、４００-７６０ｎｍの日光ホワイトバランス透過率≧６２.５%、２００-３００ｎｍの有害紫外線の透過率≦０.１%、３００-３６０ｎｍの紅斑効果区域の透過率≦２%、３６０-４００ｎｍの美容健康用紫外線の透過率≦３０%となることで殺菌消毒に有利し、８００-２５００ｎｍの近赤外線の透過率≦１２.５%、３００-２５００ｎｍの全太陽エネルギーの透過率≦３３.３%、色純度≧１５%、遮蔽係数≦０.５２となる。
本発明では、前記ガラス組成物成分にＮｉ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｂｅのうちの何れか一方がないで、それでガラスに亜硫酸ニッケル結石を生成することにより、ガラスが焼戻過程或は長期の使用過程で、熱膨張・寒冷収縮の現象でガラスの自発破裂を引き起こすことを回避し、ガラス使用の安全性を保障する。
本発明は前記紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物は、建築物の門窓用ガラス、幕壁ガラスガラス、天棚採光断熱防水ガラス、車窓ガラス或は防弾ガラスに用いられる。その中で、前記車窓ガラスは、少なくとも一枚のラス組成物を鋼化して作製され、或は少なくとも一枚のガラス組成物と、少なくとも一枚の普通フロート或はグラバーベルガラスとでフィルム（樹脂製の中間膜）を挟んで作製される。本発明の一実施例には、前記車窓ガラスはフロントガラスであり、このガラスに対する、可視光の透過率≧７０%、約６２０ｎｍの赤色光の波長スペクトル透過率≧５０%、約５８８ｎｍ黄色光の波長スペクトル透過率≧６０%、約５１０ｎｍの黄色光の波長スペクトル透過率≧７５%となるこれにより、交通交差点にある紅、黄、緑色の表示灯を明晰に識別し、人眼への最も敏感の５５５ｎｍの波長の眩し効果を低下させ、人眼網膜の錐状細胞が紅、黄、緑信号灯の明瞭な色を識別するのに適応させ、視覚の疲労を減軽し、交通事故の発生を防止する。同様に、前記防弾断熱ガラスは、少なくとも一枚のガラス組成物と普通防弾ガラスシートとでフィルムを挟んで作製される。
従来の技術と比べて、本発明による前記紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物は、ガラス基礎成分に紫外線及び赤外線を吸収するためのガラス本体着色調和部分を混入し、第一鉄イオンで骨組み基礎中心を着色し、ガラス本体着色調和部分の多元補足を採用して、ガラス組成物に特有の成分を採用し、一定量の希少金属及び希土類金属化合物を追加することで、従来の断熱ガラスの種々の局限を突破し、且つ合理に原料化学の酸素需要量（ＣＯＤ値）を制御し、酸化還元比を０.４-０.８に制御し、各元素の特性を発揮し、紫外線、赤外線及び総エネルギーを有効に遮断し、同時に可視光の透過率を向上させ、熱エネルギーの遮断と可視光透射との間に良好なスペクトルバランスを取得し、紫外線及び近赤外線を強烈に吸収できる断熱ガラスを取得し、断熱性能面で、従来の断熱ガラスと比べて、多大な突破があり、同時に、その理化性能、機械強度、環境安定性及び耐久性が普通ガラスの１.３〜１.５倍となり、成品ガラスは、深加工及び使用中で、光学性能が鋼化及び長期光照で変化することなく、そのＬＴＡ、ＬＴＳ、ＴＳＵＶ、ＴＳＩＲ及びＴＳＥＴ等の光学性能の透過率に影響しなく、理化性能が安定させ、安全性能が優れる。本発明は、さまざまな車窓ガラス、建築幕壁ガラス等の分野に応用され、断熱効果が優れ、室内或は車内の温度大きくを低下させ、顕著な温度下降、省エネルギー及び排気量削減の効果を果たし、緑色地球に突出の貢献を寄与する。
ガラスによる紫外線及び赤外線への吸収効果を向上させるために、本発明は紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物を提供し、ガラス基礎成分と、紫外線及び赤外線を吸収するためのガラス本体着色調和部分とを含んで構成され、紫外線及び赤外線吸収のガラス本体着色調和部分をガラス基礎成分に混入することで、紫外線及び赤外線へのガラスの吸収及び遮断効果を顕著に増強させる。
その中で、ガラス組成物は以下のガラス基礎成分と、紫外線及び赤外線を吸収するガラス本体着色調和部分とを含み、その中で前記ガラス基礎成分（全文の成分比が全て重量比とする）は：ＳｉＯ２：６０-７５%；Ｎａ２Ｏ：８-２０%；ＣａＯ：３-１２%；Ａｌ２Ｏ３：０.１-５%；ＭｇＯ：２-５%；Ｋ２Ｏ：０.０２-７%；ＢａＯ：０.１-５%；ＳＯ３：０.０１-０.４%であり、ガラス本体着色調和部分は、Ｆｅ２Ｏ３：０.２２-１.３５%；ＺｒＯ２+ＨｆＯ２：０.００１-０.８%；Ｃｌ：０-０.５%；Ｂ２Ｏ３：０-２%；ＴｉＯ２：０.０１-０.８%；ＣｕＯ：０.００１-０.０６%；Ｂｒ：０-２.０%；ＭｎＯ：０-０.０２%；Ｆ：０-２.０%；ＳｒＯ：０.００１-０.５%；ＣｅＯ２：０.００５-２.２%である。本発明では、制御前記ガラス組成物にＦｅ２Ｏ３の酸化還元比が０.４-０.８となる。
本発明の好ましい実施例には、前記ガラス本体着色調和部分は、前記主体成分の外に、更にＷＯ３：０-０.０１%；Ｐ２Ｏ５：０-０.３%；ＺｎＯ：０-０.０３%；Ｃｒ２Ｏ３：０-０.０１５%；Ｓｂ２Ｏ３：０-０.１%である補助成分（重量比）を含む。
本発明の一好ましい実施例には、前記ガラス組成物の厚さが２.０-５.０ｍｍとする場合、その紫外線及び赤外線を吸収するガラス本体着色調和部分は、Ｆｅ２Ｏ３：０.５-１.２%；ＺｒＯ２+ＨｆＯ２：０.００２-０.５%；Ｃｌ：０-０.３%；Ｂ２Ｏ３：０-１%；ＴｉＯ２：０.０１-０.５%；ＣｕＯ：０.００２-０.０１%；Ｂｒ：０-１.５%；ＭｎＯ：０-０.０１５%；Ｆ：０-１.８%；ＳｒＯ：０.００２-０.２%；ＣｅＯ２：０.０１-１.８%という成分（重量比）を含む。前記ガラス組成物の厚さが６-１５ｍｍとする場合、その紫外線及び赤外線を吸収するガラス本体着色調和部分の中に、Ｆｅ２Ｏ３が０.２２-０.５%となる。
その中で、本実施例において、ガラス本体着色調和部分の中で、近赤外線吸収調和部分を代表する成分（重量比）は、Ｆｅ２Ｏ３：０.２２-１.３５%；ＳｒＯ：０.００２-０.１%；ＣｅＯ２：０.０１-１.８%；Ｆ：０-１.８%；ＺｒＯ２+ＨｆＯ２：０.００２-０.５%；Ｃｌ：０.００１-０.１%；Ｂ２Ｏ３：０.０１-０.８%；ＣｕＯ：０.００３-０.０１%；Ｂｒ：０-１%；ＭｎＯ：０-０.０１５%であり、その中で、更に選択可能な成分（重量比）であるＷＯ３：０-０.０１%を包含して良く。
紫外線吸収部分を代表する成分（重量比）は、ＣｅＯ２：０.０１-１.８%及びＴｉＯ２：０.０１-０.５%であり、その中で、更に選択可能な成分（重量比）であるＺｎＯ：０-０.０３%；Ｃｒ２Ｏ３：０-０.００３%；Ｓｂ２Ｏ３：０-０.１%を包含して良い。
可視光区域調和部分を代表する成分（重量比）は、ＭｎＯ：０-８０ＰＰＭ；ＺｒＯ２+ＨｆＯ２：０.００２-０.５%；ＳｒＯ：０.００２-０.１%であり、その中で、更に選択可能な成分（重量比）であるＰ２Ｏ５：０-０.３%を包含して良い。
以下、厚さがそれぞれ２ｍｍ、４ｍｍ及び５ｍｍとなるガラス組成物を調製する時のガラス本体着色調和部分中の補助成分を示す。ガラス組成物の厚さが２ｍｍとする場合、その補助成分（重量比）は、ＷＯ３：０.００３-０.０１%；Ｐ２Ｏ５：０.０１-０.１%；ＺｎＯ：０.０１-０.０３%；Ｃｒ２Ｏ３：０.００５-０.０１５%；Ｓｂ２Ｏ３：０.０２-０.１%を含む。前記ガラス組成物の厚さが４.０ｍｍとする場合、補助成分（重量比）は、ＷＯ３：０.００５-０.０１%；Ｐ２Ｏ５：０.０１-０.０５%；ＺｎＯ：０.００５-０.０３%；Ｃｒ２Ｏ３：０-０.０１５%；Ｓｂ２Ｏ３：０.０１-０.０５%を含む。前記ガラス組成物の厚さが５.０ｍｍとする場合、補助成分（重量比）は、ＷＯ３：０-０.０１%；Ｐ２Ｏ５：０.０１-０.０５%；Ｓｂ２Ｏ３：０.０１-０.０５%を含む。
以下、本発明の異なる厚さのガラス組成物のスペクトル性能のパラメータ範囲を示す。
その中で、そのスペクトル性能パラメータは、可視光の透過率（ＬＴＡ，Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ ｏｆ ｖｉｓｉｂｌｅ ｌｉｇｈｔ）、日光ホワイトバランス透過率（ＬＴＳ）、有害な紫外線の透過率（ＴＳＵＶｃ，Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ ｏｆ ＵＶｃ）、紅斑効果区域（ＴＳＵＶｂ，Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ ｏｆ ＵＶｂ）、美容健康用紫外線（ＴＳＵＶａ，Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ ｏｆ ＵＶａ）、近赤外線の透過率（ＴＳＩＲ，Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ ｏｆ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｒａｙ）、全太陽エネルギーの透過率（ＴＳＥＴ，Ｇｅｎｅｒａｌ ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ ｏｆ ｓｏｌａｒ ｅｎｅｒｇｙ）、色純度、遮蔽係数を含む。伝統の光学分野で、日光ホワイトバランス区域が３８０-７８０ｎｍにあるが、現代医学の証明によれば、人眼の視力係数が表１のように示し、３８０-４００ｎｍｒの紫外光を人眼が見えなく、蜜蜂等の昆虫だけが才見えるため、日光ホワイトバランス区域ｍｍＷ内にあることができなく、現代医学で日光ホワイトバランス区域を４００-７６０ｎｍに位置決める。
表１は、可視スペクトル区域のV(λ)値を示す。
前記ガラス組成物の厚さが２ｍｍとする場合、その主波長が４７０-５３０ｎｍであり、該ガラスに対する、４００-７００ｎｍの可視光の透過率≧７８.１%、４００-７６０ｎｍの日光のホワイトバランス透過率≧７３.２%、２００-３００ｎｍの有害紫外線の透過率≦０.１%、３００-３６０ｎｍの紅斑効果区域の透過率≦３%、３６０-４００ｎｍの美容健康用紫外線の透過率≦３０%となることで殺菌消毒に有利し、８００-２５００ｎｍの近赤外線の透過率≦１６.５%、３００-２５００ｎｍの全太陽エネルギーの透過率≦３９.３%、色純度≦１０%、遮蔽係数≦０.６２となる；
前記ガラス組成物の厚さが４ｍｍとする場合、その主波長が４７０-５３０ｎｍ、該ガラスに対する、４００-７００ｎｍの可視光の透過率≧７３.２%、４００-７６０ｎｍの日光ホワイトバランス透過率≧７０.８%、２００-３００ｎｍの有害紫外線の透過率≦０.１%、３００-３６０ｎｍの紅斑効果区域の透過率≦３%、３６０-４００ｎｍの美容健康用紫外線の透過率≦３０%となることで殺菌消毒に有利し、８００-２５００ｎｍの近赤外線の透過率≦１３%、３００-２５００ｎｍの全太陽エネルギーの透過率≦３５%、色純度≧１２%、遮蔽係数≦０.５４となる；
前記ガラス組成物の厚さが５ｍｍとする場合、その主波長が４７０-５３０ｎｍであり、該ガラスに対する、４００-７００ｎｍの可視光の透過率≧７４.６%、４００-７６０ｎｍの日光ホワイトバランス透過率≧７０.１３%、２００-３００ｎｍの有害紫外線の透過率≦０.１%、３００-３６０ｎｍの紅斑効果区域の透過率≦２%、３６０-４００ｎｍの美容健康用紫外線の透過率≦３０%となることで、殺菌消毒に有利し、８００-２５００ｎｍの近赤外線の透過率≦１２%、３００-２５００ｎｍの全太陽エネルギーの透過率≦３４.５%、色純度≧１５%、遮蔽係数≦０.５３となる。
前記ガラス組成物の厚さが６ｍｍとする場合、その主波長が４７０-５３０ｎｍであり、該ガラスに対する、４００-７００ｎｍの可視光の透過率≧６９.２%、４００-７６０ｎｍの日光のホワイトバランス透過率≧６３.８%、２００-３００ｎｍの有害紫外線の透過率≦０.１%、３００-３６０ｎｍの紅斑効果区域の透過率≦２%、３６０-４００ｎｍの美容健康用紫外線の透過率≦３０%となることで殺菌消毒に有利し、８００-２５００ｎｍの近赤外線の透過率≦１４.５%、３００-２５００ｎｍ全太陽エネルギーの透過率≦３４.３%、色純度≧１２%、遮蔽係数≦０.５２５。
前記ガラス組成物の厚さが１２ｍｍとする場合、その主波長が４７０-５３０ｎｍであり、該ガラスに対する、４００-７００ｎｍの可視光の透過率≧６６.２%、４００-７６０ｎｍの日光ホワイトバランス透過率≧６２.５%、２００-３００ｎｍの有害紫外線の透過率≦０.１%、３００-３６０ｎｍの紅斑効果区域の透過率≦２%、３６０-４００ｎｍの美容健康用紫外線の透過率≦３０%となることで殺菌消毒に有利し、８００-２５００ｎｍの近赤外線の透過率≦１２.５%、３００-２５００ｎｍの全太陽エネルギーの透過率≦３３.３%、色純度≧１５%、遮蔽係数≦０.５２となる。
物理線形光学で、ある波帯域の光を通過させるともに、他の波帯域の光を吸収できる性能を備えるのが十分に困難であるため、光化学の消光原理を採用してこの設想を達成しなければならない。本発明の技術は、光化学及び光物理学的な可逆変化原理を利用し、消光剤及び失活剤の化合物を採用して、把有害の紫外光エネルギーを無害の熱エネルギーに転化して釈放させ、同様に高いモル消光係数を備える消光剤及び減活剤により、希少金属及び希土類金属を酸化還元反応させてガラス本体着色調和部分を作製し、紫外線を有効に吸収できると共に近赤外線も吸収でき、且つ可視光にその大部分の通過を許す通路を与え、物理光学的な黒体全吸収現象を克服し、自動酸化反応を阻止し、安定な分子化合価化合物構造にさせる。同じ材料を採用する場合、ガラスの厚さが大きくなるほど、可視光の透過率が低く、近赤外線及び紫外線の透過率が低く、全太陽エネルギーの透過率が低く、色純度が高く、遮蔽係数越が小さく、且つ断熱効果越が良くなる。Ｆｅ２Ｏ３の酸化還元係数が大きくなるほど、全太陽エネルギーの透過率が低く、断熱効果が良くなる。
伝統の断熱ガラス技術と異なり、本発明技術は、Ｆｅ+２鉄イオンが骨組み基礎中心に着色し、二価鉄が青緑色を着色し、三価鉄が黄緑色を着色し、ガラス本体着色調和部分の多元補足及びエネルギー調和を採用して、自身泡立ち、自然拡散及び均質化清澄の技術を利用し、ガラス液体の均質化清澄の上下温差が小さく、完全にフロート或はグラバーベル製造プロセスの要求に適応する。
本発明において、紫外線及び赤外線を吸収するためのガラス本体着色調和部分として、伝統のシリコン酸塩吸熱ガラスの基礎成分の中に、ガラスの異なる厚さにより紫外線及び赤外線を吸収するためのガラス本体着色調和部分の追加比例を定め、異なる吸熱ガラス色の色調を生じさせる。紫外線及び赤外線を吸収するためのガラス本体着色調和部分は、Ｆｅ２Ｏ３が基材であり、前記ガラス組成物中Ｆｅ２Ｏ３の酸化還元比を０.４-０.８に制御し、異なる厚さのガラスの中に、酸化還元比が異なり、第一鉄を代表する酸化第一鉄（ＦｅＯ）が全鉄含有量（Ｆｅ２Ｏ３）の４０-８０%を占し、５０-８０%とすることが好ましいが；Ｆｅ２Ｏ３全鉄濃度が０.２２-１.３５%となり、全鉄濃度は、ガラス組成物にある鉄元素Ｆｅ+２及びＦｅ+３の総重量百分比濃度であり、鉄酸素比がＦｅ０.８３-０.９５Ｏ（重量比）で変化する。前記ガラス組成物の厚さが２.０-５.０ｍｍとすると、そのガラス基礎成分にあるＦｅ２Ｏ３の全鉄濃度が０.５-１.２%（重量比）となる。前記ガラス組成物の厚さが６-１５ｍｍとすると、そのガラス基礎成分にあるＦｅ２Ｏ３の全鉄濃度が０.２２-０.５%（重量比）となり、酸化還元比が不変し、他の補助剤及び相乗剤部分として、低い配合比例濃度を選択できる。
本発明の紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物は、前記成分のソーダ石灰シリカガラスの基礎成分にガラス本体着色調和部分を追加し、製造のガラスの厚さ、スペクトル性能の要求により、一部組合或は全部組合を行い、フロートガラスのプロセス或はグラバーベルプロセスにより成型する。ソーダ石灰シリカガラスの基礎組成物に、全鉄の含有量が最高で１.３５%以下となり、さもなくば視光の透過率に厳重に影響する。その中で、ガラスの組成物の中には、赤外線区域にある補助調和用の吸収成分は、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、ＷＯ３、ＣｅＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、ＭｎＯ、ＳｒＯ、ＺｒＯ２+ＨｆＯ２を含む；可視光区域にある眩し防止用の吸収調和成分は、ＺｒＯ２+ＨｆＯ２、ＭｎＯ、ＳｒＯ及びＰ２Ｏ５を含む；紫外線区域にある吸収調和成分は、ＣｅＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、Ｓｂ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３を含む。
なお、本発明において、前記ガラス組成物成分にＮｉ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｂｅ、ＳＮＯ、ＳＮＣｌのうちの何れがない。前記元素を含有するの原料の追加を許可しなく、例えばＳＮＣｌを物理脱色剤及び近赤外線の吸収補助剤として使用しなく、硫酸塩類をガラスの清澄剤として使用しないほうが良い。これは、因が硫酸塩系の清澄剤が高温でＮｉと反応し、ガラスに亜硫酸ニッケル結石を生じる潜在可能性があるからである。亜硫酸ニッケル結石は極め微小の橢園球体となるので、普通の検出方法を採用して、その存在を発見できなく、亜硫酸ニッケル結石により、ガラスが、焼戻過程、長期使用過程或は鋼化或は日光の照射過程で、熱膨張・寒冷収縮の現象により、ガラスの自発破裂を引き起こすため、正確に用量及び粒径細度を制御し、特に清澄剤を正確に使用しなければならなく、亜硫酸ニッケル結石の発生を防止し、ガラスの潜在自発破裂事故の発生を防止するため、本特許技術は杜絶酸化ニッケルを近赤外線の吸収補助剤として使用し、大きくガラス組成物成品の使用安全性を向上させる。
本発明の前記紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物の製造方法は、フロートガラスプロセス或はグラバーベルプロセス成型を採用でき、前記ガラス組成物を調製するには、還元剤を追加し、前記還元剤は用量が０.００５-０.０５%となる炭素粉及び無煙石炭粉を含み、更に亜鉛粉或は銅粉のうちの何れか或は二種を含んで良い。
好ましくは、前記ガラス組成物を調製する時、更に清澄剤を追加し、前記清澄剤は、Ｎａ２ＳＯ４：０.０５-１%；ＢａＳＯ４：０.０１-１.５%；ＣｅＯ２：０.０１-１.８%；ＣａＦ：０.０１-１.５%；Ｓｂ２Ｏ３：０-０.２%という成分（重量比）を包含する。清澄剤はガラスの溶融過程で高温分解でガスを生じ、或はガラス液体の粘度を低下させ、ガラス液体内の気泡の除去を促すことができる。
好ましくは、前記ガラス組成物を調製する時、更に清澄剤を追加し、前記清澄剤は、Ｎａ２ＳＯ４：０.０５-１%；ＢａＳＯ４：０.０１-１.５%；ＣｅＯ２：０.０１-１.８%；ＣａＦ：０.０１-１.５%；Ｓｂ２Ｏ３：０-０.２%という成分（重量比）を包含する。清澄剤はガラスの溶融過程で高温分解でガスを生じ、或はガラス液体の粘度を低下させ、ガラス液体内の気泡の除去を促すことができる。
好ましくは、前記ガラス組成物を調製する時、更に清潔剤を追加し、前記清潔剤は、含有量（重量比）が０.０２-１.５%となり、ガラスへの防曇、除霜、清潔の作用を果たす。
＜実施例１＞
厚さ２ｍｍの淡青緑色のガラス組成物の調製を例として、耐温２０００℃の酸化ジルコニウム製の坩堝に、石英砂：５００g、カリ長石：５g、石灰岩：３０g、白雲石：１６０g、ソーダ：２００g、三酸化二硼素素素：４g、螢石：６g、芒硝：６g、炭素粉：１gからなる原料成分を追加し、紫外線及び赤外線を吸収するガラス本体着色調和部分は、必要により配合量を決める。
前記原料を均一に混合し、酸化還元比を制御するように、還元剤である炭素粉を１g追加し、溶融温度を１５００-１５５０℃に制御し、約３０分で加熱し、１５００℃に加熱し、再び約３０分で保持した後、１５３０℃に加温し、そうして清澄して均質化させ、約３０分を経てその清澄温度が１４５０℃から１３００℃に下降させ、最終に、溶融ガラス液体を成型フォームワークに入れて成型させ、焼鈍した後ガラス組成物試料を取得、試料を研磨し、ポリッシングつして分析する。
厚さ２ｍｍの淡青緑色のガラス組成物の調製を例として、耐温２０００℃の酸化ジルコニウム製の坩堝に、石英砂：５００g、カリ長石：５g、石灰岩：３０g、白雲石：１６０g、ソーダ：２００g、三酸化二硼素素素：４g、螢石：６g、芒硝：６g、炭素粉：１gからなる原料成分を追加し、紫外線及び赤外線を吸収するガラス本体着色調和部分は、必要により配合量を決める。
前記原料を均一に混合し、酸化還元比を制御するように、還元剤である炭素粉を１g追加し、溶融温度を１５００-１５５０℃に制御し、約３０分で加熱し、１５００℃に加熱し、再び約３０分で保持した後、１５３０℃に加温し、そうして清澄して均質化させ、約３０分を経てその清澄温度が１４５０℃から１３００℃に下降させ、最終に、溶融ガラス液体を成型フォームワークに入れて成型させ、焼鈍した後ガラス組成物試料を取得、試料を研磨し、ポリッシングつして分析する。
検出により以下のように前記ガラス組成物の成分を取得する。
表２は、厚さ２ｍｍのガラス組成物のガラス成分を示す。
表２は、厚さ２ｍｍのガラス組成物のガラス成分を示す。
表３は、厚さ２ｍｍのガラス組成物の酸化還元パラメータを示す。
表４は、厚さ２ｍｍのガラス組成物のスペクトル性能を示す。
表２には実施例１及び比較例１による厚さ２ｍｍのガラス組成物のガラス成分を示し、表３には実施例１及び比較例１のＦｅ２Ｏ３の酸化還元パラメータを示し、実施例１と比較例１とを比べて、異なる量のガラス本体着色調和部分、及び制御Ｆｅ２Ｏ３の酸化還元比により、ガラス組成物のスペクトル性能を変更する。表４には実施例１及び比較例１のスペクトル性能パラメータ数値を示す。図１を参照して、実施例１及び比較例１のガラス組成物のスペクトル性能曲線を示し、図１から分かるように、比較例１の酸化還元比が実施例１よりも略大きくなり、全太陽エネルギーの透過率ＴＳＥＴが小さくなるほど、断熱効果が良くなる。
＜実施例２＞
厚さ４ｍｍの青緑色のガラス組成物を例とし、耐温２０００℃の酸化ジルコニウム製の坩堝に、石英砂：５３０g、カリ長石：８g、石灰岩：20g、白雲石：155g、ソーダ：190g、三酸化二硼素素素：3g、螢石：5g、芒硝：６g、炭素粉：１gからなる原料成分を追加し、紫外線及び赤外線を吸収するガラス本体着色調和部分は、必要により配合量を決める。前記ガラス組成物を調製する方法が同上するので、贅言しない。
厚さ４ｍｍの青緑色のガラス組成物を例とし、耐温２０００℃の酸化ジルコニウム製の坩堝に、石英砂：５３０g、カリ長石：８g、石灰岩：20g、白雲石：155g、ソーダ：190g、三酸化二硼素素素：3g、螢石：5g、芒硝：６g、炭素粉：１gからなる原料成分を追加し、紫外線及び赤外線を吸収するガラス本体着色調和部分は、必要により配合量を決める。前記ガラス組成物を調製する方法が同上するので、贅言しない。
検出により以下のように前記ガラス組成物の成分を取得する。
表5は、厚さ4ｍｍのガラス組成物のガラス成分を示す。
表5は、厚さ4ｍｍのガラス組成物のガラス成分を示す。
表6は、厚さ4ｍｍのガラス組成物の酸化還元パラメータを示す。
表7は、厚さ4ｍｍのガラス組成物のスペクトル性能を示す。
表5には実施例2及び比較例2による厚さ4ｍｍのガラス組成物のガラス成分を示し、表6には実施例１及び比較例１のＦｅ２Ｏ３の酸化還元パラメータを示し、実施例2と比較例2とを比べて、異なる量のガラス本体着色調和部分、及び制御Ｆｅ２Ｏ３の酸化還元比により、ガラス組成物のスペクトル性能を変更する。表7には実施例2及び比較例2のスペクトル性能パラメータ数値を示す。図2及図3を参照して、実施例2及び比較例2のガラス組成物のスペクトル性能曲線を示し、図3から分かるように、比較例2の酸化還元比が実施例2よりも略大きくなり、全太陽エネルギーの透過率ＴＳＥＴが小さくなるほど、断熱効果が良くなる。
＜実施例３＞
厚さ５ｍｍの青緑色のガラス組成物を例とし、耐温２０００℃の酸化ジルコニウム製の坩堝に、石英砂：５５０g、カリ長石：6g、石灰岩：15g、白雲石：１６０g、ソーダ：195g、三酸化二硼素素素：3g、螢石：5g、芒硝：６g、炭素粉：１gからなる原料成分を追加し、紫外線及び赤外線を吸収するガラス本体着色調和部分は、必要により配合量を決める。前記ガラス組成物を調製する方法が同上するので、贅言しない。
厚さ５ｍｍの青緑色のガラス組成物を例とし、耐温２０００℃の酸化ジルコニウム製の坩堝に、石英砂：５５０g、カリ長石：6g、石灰岩：15g、白雲石：１６０g、ソーダ：195g、三酸化二硼素素素：3g、螢石：5g、芒硝：６g、炭素粉：１gからなる原料成分を追加し、紫外線及び赤外線を吸収するガラス本体着色調和部分は、必要により配合量を決める。前記ガラス組成物を調製する方法が同上するので、贅言しない。
検出により以下のように前記ガラス組成物の成分を取得する。
表8は、厚さ5ｍｍのガラス組成物のガラス成分を示す。
表8は、厚さ5ｍｍのガラス組成物のガラス成分を示す。
表9は、厚さ5ｍｍのガラス組成物の酸化還元パラメータを示す。
表10は、厚さ5ｍｍのガラス組成物のスペクトル性能を示す。
図４の説明を結合して、５ｍｍのガラス組成物の前記スペクトル性能パラメータが分かる。
＜実施例４＞
厚さ６ｍｍの青緑色のガラス組成物を例とし、耐温２０００℃の酸化ジルコニウム製の坩堝に、石英砂：555g、カリ長石：５g、石灰岩：20g、白雲石：１６０g、ソーダ：190g、三酸化二硼素素素：5g、螢石：６g、芒硝：６g、炭素粉：１gからなる原料成分を追加し、紫外線及び赤外線を吸収するガラス本体着色調和部分は、必要により配合量を決める。前記ガラス組成物を調製する方法が同上するので、贅言しない。
厚さ６ｍｍの青緑色のガラス組成物を例とし、耐温２０００℃の酸化ジルコニウム製の坩堝に、石英砂：555g、カリ長石：５g、石灰岩：20g、白雲石：１６０g、ソーダ：190g、三酸化二硼素素素：5g、螢石：６g、芒硝：６g、炭素粉：１gからなる原料成分を追加し、紫外線及び赤外線を吸収するガラス本体着色調和部分は、必要により配合量を決める。前記ガラス組成物を調製する方法が同上するので、贅言しない。
検出により以下のように前記ガラス組成物の成分を取得する。
表11は、厚さ6ｍｍのガラス組成物のガラス成分を示す。
表11は、厚さ6ｍｍのガラス組成物のガラス成分を示す。
表12は、厚さ6ｍｍのガラス組成物の酸化還元パラメータを示す。
表13は、厚さ6ｍｍのガラス組成物のスペクトル性能を示す。
表11には実施例4及び比較例4による厚さ6ｍｍのガラス組成物のガラス成分を示し、表12には実施例4及び比較例4のＦｅ２Ｏ３の酸化還元パラメータを示し、実施例4と比較例4とを比べて、異なる量のガラス本体着色調和部分、及び制御Ｆｅ２Ｏ３の酸化還元比により、ガラス組成物のスペクトル性能を変更する。表13には実施例4及び比較例4のスペクトル性能パラメータ数値を示す。図5を参照して、実施例4及び比較例4のガラス組成物のスペクトル性能曲線を示し、図5から分かるように、比較例4の酸化還元比が実施例4よりも略大きくなり、全太陽エネルギーの透過率ＴＳＥＴが小さくなるほど、断熱効果が良くなる。
＜実施例５＞
厚さ１２ｍｍの青緑色のガラス組成物を例とし、耐温２０００℃の酸化ジルコニウム製の坩堝に、石英砂：590g、カリ長石：５g、石灰岩：15g、白雲石：１６０g、ソーダ：190g、硼砂：40g、螢石：６g、芒硝：６g、炭素粉：１gからなる原料成分を追加し、紫外線及び赤外線を吸収するガラス本体着色調和部分は、必要により配合量を決める。前記ガラス組成物を調製する方法が同上するので、贅言しない。
厚さ１２ｍｍの青緑色のガラス組成物を例とし、耐温２０００℃の酸化ジルコニウム製の坩堝に、石英砂：590g、カリ長石：５g、石灰岩：15g、白雲石：１６０g、ソーダ：190g、硼砂：40g、螢石：６g、芒硝：６g、炭素粉：１gからなる原料成分を追加し、紫外線及び赤外線を吸収するガラス本体着色調和部分は、必要により配合量を決める。前記ガラス組成物を調製する方法が同上するので、贅言しない。
検出により以下のように前記ガラス組成物の成分を取得する。
表14は、厚さ12ｍｍのガラス組成物のガラス成分を示す。
表14は、厚さ12ｍｍのガラス組成物のガラス成分を示す。
表15は、厚さ12ｍｍのガラス組成物の酸化還元パラメータを示す。
表16は、厚さ12ｍｍのガラス組成物のスペクトル性能を示す。
表14には実施例5及び比較例5による厚さ12ｍｍのガラス組成物のガラス成分を示し、表15には実施例5及び比較例5のＦｅ２Ｏ３の酸化還元パラメータを示し、実施例5と比較例5とを比べて、異なる量のガラス本体着色調和部分、及び制御Ｆｅ２Ｏ３の酸化還元比により、ガラス組成物のスペクトル性能を変更する。表16には実施例5及び比較例5のスペクトル性能パラメータ数値を示す。図6を参照して、実施例5及び比較例5のガラス組成物のスペクトル性能曲線を示し、図6から分かるように、比較例5の酸化還元比が実施例5よりも略大きくなり、全太陽エネルギーの透過率ＴＳＥＴが小さくなるほど、断熱効果が良くなる。
その中で、ガラス組成物の構成をドイツのブルックＢｒＵＫＥ-Ｓ４Ｘ射線蛍光スペクトロメータにより検出し、スペクトル性能パラメータについて米国ＰＥ社のＬＡＭＢＤＡ-９５０型赤外線スペクトロメータによりガラス組成物を検出する。
本発明の前記ガラス組成物は、フロートガラスプロセス或はグラバーベルプロセスにより成型され、単独に利用されること、或はこれと普通のフロート/グラバーベルガラスとでフィルムを挟むことにより安全ガラスを合成し、種々の建築物の門窓ガラス、幕壁ガラス、天棚用採光断熱防水ガラス、建築用断熱ガラス、ガラスシートに用いられ、或は、これと普通の防弾ガラスシートとでフィルムを挟んて防弾断熱ガラスを作製するが、その応用はこれに限られなく幅広い。
その中で、本発明による紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物は、更に車窓ガラスの調製に使用でき、少なくとも一枚の前記紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物を鋼化して作製され、或は少なくとも一枚の前記紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物及び少なくとも一枚の普通のフロート或はグラバーベルガラスでフィルムを挟して作製されてなる。前記車窓ガラスは、フロントガラスに用いられ、これにおける可視光の透過率≧７０%、赤色光：６２０ｎｍ、波長スペクトル透過率≧５０%、黄色光：５８８ｎｍ、波長スペクトル透過率≧６０%、更に黄色光：５１０ｎｍの波長のスペクトル透過率≧７５%の要求を満たしなければならなく、それで交通交差点にある紅、黄、緑色の表示灯を明晰に識別する。適量（０-０.００８%）の相乗剤を追加することで５５５ｎｍのへの人眼の最も敏感する眩し効果を低下させ、人眼網膜上の錐状細胞が紅、黄、緑信号灯の明瞭な色を識別するのに適応し、視覚疲労を減軽し、交通事故の発生を防止する。前記ガラス組成物の厚さが１.５ｍｍ-１５ｍｍにある。本発明の紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物は、更に防弾断熱ガラスの調製に用いられ、少なくとも一枚の紫外線及び赤外線吸収のガラス組成物と普通の防弾ガラスシートとでフィルムを挟んで作製されてなる。
自動車車窓ガラスを例として、それが近く白色に略青緑色付くソーダライム珪酸塩系の超吸熱ガラスであり、雨露・曇化及び氷雪付着を防止でき、日光中の青色光の透過率≧６５%、黄色光の透過率≧７５%、網膜の神経節細胞を刺激できるため、興奮・目覚めの効果を奏する。厚さ４ｍｍのガラスに対する、４００-７００ｎｍの可視光の透過率（ＬＴＡ）が７０-７５%となり、４００-７６０ｎｍの日光のホワイトバランス透過率（ＬＴＳ）が６２-７５%となり、その色特徴主波長ＤＷ（ｎｍ）が４７０-５３０ｎｍにあり、２００-３００ｎｍの有害紫外区域（ＴＳＵＶＣ）にある吸収率が９９.９%以上に達し、３００-３６０ｎｍの紅斑効果区域（ＴＳＵＶＢ）にある吸収率が９８%以上に達し、且つ３６０-４００ｎｍの美容健康用紫外線（ＴＳＵＶＡ）透過率≦３０%に制御されることで殺菌消毒に有利する。８００-２５００ｎｍの近紅線区域（ＴＳＩＲ）にある吸収率が９０%以上に達し、３００-２５００ｎｍの全太陽熱エネルギーの透過率（ＴＳＥＴ）が３０-４０%となる。色純度ＰＥ（%）が８-１５%にある。遮蔽係数ＳＣが０.５２-０.６２にある。ガラス本体着色調和部分の追加量及びＦｅ２Ｏ３の酸化還元比を変更することで、以下の異なるガラスのスペクトル性能を取得する。
表17は、遮蔽係数（ＳＣ）と全太陽エネルギーの透過率（ＴＳＥＴ）と可視光の透過率（ＬＴＡ）との関係表を示す。
表17の説明を参照し、ガラス組成物の遮蔽係数が大きくなるほど、全太陽エネルギーの透過率が大きくなり、可視光の透過率が高くなる。
図７には、本発明のガラス組成物と他のガラスのスペクトル性能との比較図を示し、その中で、Ａ区域が２００-４００ｎｍの紫外光区域であり、Ｂ区域が４００-７００ｎｍの可視光区域であり、Ｃ区域が７００-８００ｎｍの可視光-近赤外線光の過渡区域であり、Ｄ区域が８００-１２００ｎｍの赤熱近赤外線区域であり、Ｅ区域が１２００-２０００ｎｍの近赤外線光区域である。大部分の日光熱量がＤ区域に集中する。曲線７１が普通ガラス、曲線７２が吸熱ガラス、曲線７３が反射膜付きガラス、曲線７４が本発明のガラス、曲線７５がオンライン被膜ＬＯＷ-Ｅガラス、曲線７６がオフラインマグネトロンスパッタ被膜ＬＯＷ-Ｅガラスをそれぞれ示す。図７の示すように、本発明のガラスは、他のさまざまなガラスと比較すると、赤熱近赤外線区域中で、その全太陽エネルギーの透過率が最も低くなり、断熱効果が明らかに優れ、可視光区域で、可視光の透過率が普通のガラスを下回るが、種々の断熱ガラスよりも優れ、完全に種々の高コストのＬＯＷ-Ｅガラスを取替えることができ、断熱ガラス分野に顕著な科学技術の進歩性を備える。
図８の説明を参照し、赤外線スペクトル図に、曲線Ｆ１が本出願の４ｍｍガラスの赤外線スペクトル曲線であり、曲線Ｆ２が従来の中空ＬＯＷ-Ｅガラスの赤外線スペクトル曲線である。上記比較により、本発明のガラスのスペクトル性能が明らかに中空ＬＯＷ-Ｅガラスよりも優れる。
以上に記載されたことが本発明による好適な実施例だけであり、勿論、これで本発明の権利範囲を限定しないため、本発明の請求の範囲による等同な変化は、依然として本発明に包含される範囲に属する。
Claims (15)
- ＳｉＯ２：６０-７５%；Ｎａ２Ｏ：８-２０%；ＣａＯ：３-１２%；Ａｌ２Ｏ３：０.１-５%；ＭｇＯ：２-５%；Ｋ２Ｏ：０.０２-７%；ＢａＯ：０.１-５%；ＳＯ３：０.０１-０.４%からなるガラス基礎成分（重量比）と、
Ｆｅ２Ｏ３：０.２２-１.３５%；ＺｒＯ２+ＨｆＯ２：０.００１-０.８%；Ｃｌ：０-０.５%；Ｂ２Ｏ３：０-２%；ＴｉＯ２：０.０１-０.８%；ＣｕＯ：０.００１-０.０６%；Ｂｒ：０-２.０%；ＭｎＯ：０-０.０２%；Ｆ：０-２.０%；ＳｒＯ：０.００１-０.５%；ＣｅＯ２：０.００５-２.２%からなる紫外線及び赤外線を吸収するためのガラス本体着色調和部分（重量比）と、
を含む紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物。 - 前記紫外線及び赤外線を吸収するためのガラス本体着色調和部分は更に、
ＷＯ３：０-０.０１%；Ｐ２Ｏ５：０-０.３%；ＺｎＯ：０-０.０３%；Ｃｒ２Ｏ３：０-０.０１５%；Ｓｂ２Ｏ３：０-０.１%からなる補助成分（重量比）を含むことを特徴とする請求項１に記載の紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物。 - 前記ガラス組成物の厚さが２.０-５.０ｍｍとする場合、その紫外線及び赤外線を吸収するガラス本体着色調和部分は、
Ｆｅ２Ｏ３：０.５-１.２%；ＺｒＯ２+ＨｆＯ２：０.００２-０.５%；Ｃｌ：０-０.３%；Ｂ２Ｏ３：０-１%；ＴｉＯ２：０.０１-０.５%；ＣｕＯ：０.００２-０.０１%；Ｂｒ：０-１.５%；ＭｎＯ：０-０.０１５%；Ｆ：０-１.８%；ＳｒＯ：０.００２-０.２%；ＣｅＯ２：０.０１-１.８%という成分（重量比）を含むことを特徴とする請求項２に記載の紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物。 - 前記ガラス組成物の厚さが２.０ｍｍとする場合、その紫外線及び赤外線を吸収するガラス本体着色調和部分中の補助成分（重量比）は、
ＷＯ３：０.００３-０.０１%；Ｐ２Ｏ５：０.０１-０.１%；ＺｎＯ：０.０１-０.０３%；Ｃｒ２Ｏ３：０.００５-０.０１５%；Ｓｂ２Ｏ３：０.０２-０.１%を含み、
前記ガラス組成物の厚さが４.０ｍｍとする場合、その紫外線及び赤外線を吸収するガラス本体着色調和部分中の補助成分（重量比）は、
ＷＯ３：０.００５-０.０１%；Ｐ２Ｏ５：０.０１-０.０５%；ＺｎＯ：０.００５-０.０３%；Ｃｒ２Ｏ３：０-０.０１５%；Ｓｂ２Ｏ３：０.０１-０.０５%を含み、
前記ガラス組成物の厚さが５.０ｍｍとする場合、その紫外線及び赤外線を吸収するガラス本体着色調和部分中の補助成分（重量比）は、
ＷＯ３：０-０.０１%；Ｐ２Ｏ５：０.０１-０.０５%；Ｓｂ２Ｏ３：０.０１-０.０５%を含むことを特徴とする請求項３に記載の紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物。 - 前記ガラス組成物中Ｆｅ２Ｏ３の酸化還元比が０.４-０.８となることを特徴とする請求項１に記載の紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物。
- 前記ガラス組成物の厚さが２ｍｍとする場合、その主波長が４７０-５３０ｎｍであり、該ガラスに対する、４００-７００ｎｍの可視光の透過率≧７８.１%、４００-７６０ｎｍの日光のホワイトバランス透過率≧７３.２%、２００-３００ｎｍの有害紫外線の透過率≦０.１%、３００-３６０ｎｍの紅斑効果区域の透過率≦３%、３６０-４００ｎｍの美容健康用紫外線の透過率≦３０%となることで殺菌消毒に有利し、８００-２５００ｎｍの近赤外線の透過率≦１６.５%、３００-２５００ｎｍの全太陽エネルギーの透過率≦３９.３%、色純度≦１０%、遮蔽係数≦０.６２となる；
前記ガラス組成物の厚さが４ｍｍとする場合、その主波長が４７０-５３０ｎｍ、該ガラスに対する、４００-７００ｎｍの可視光の透過率≧７３.２%、４００-７６０ｎｍの日光ホワイトバランス透過率≧７０.８%、２００-３００ｎｍの有害紫外線の透過率≦０.１%、３００-３６０ｎｍの紅斑効果区域の透過率≦３%、３６０-４００ｎｍの美容健康用紫外線の透過率≦３０%となることで殺菌消毒に有利し、８００-２５００ｎｍの近赤外線の透過率≦１３%、３００-２５００ｎｍの全太陽エネルギーの透過率≦３５%、色純度≧１２%、遮蔽係数≦０.５４となる；
前記ガラス組成物の厚さが５ｍｍとする場合、その主波長が４７０-５３０ｎｍであり、該ガラスに対する、４００-７００ｎｍの可視光の透過率≧７４.６%、４００-７６０ｎｍの日光ホワイトバランス透過率≧７０.１３%、２００-３００ｎｍの有害紫外線の透過率≦０.１%、３００-３６０ｎｍの紅斑効果区域の透過率≦２%、３６０-４００ｎｍの美容健康用紫外線の透過率≦３０%となることで、殺菌消毒に有利し、８００-２５００ｎｍの近赤外線の透過率≦１２%、３００-２５００ｎｍの全太陽エネルギーの透過率≦３４.５%、色純度≧１５%、遮蔽係数≦０.５３となることを特徴とする請求項４に記載の紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物。 - ８００-１２００ｎｍの近赤外線の透過率≦４%、８００-１５００ｎｍの近赤外線の透過率≦１０%となることを特徴とする請求項６に記載の紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物。
- 前記ガラス組成物の厚さが６-１５ｍｍとする場合、その紫外線及び赤外線を吸収するガラス本体着色調和部分の中に、Ｆｅ２Ｏ３が０.２２-０.５%となることを特徴とする請求項１に記載の紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物。
- 前記ガラス組成物の厚さが６ｍｍとする場合、その主波長が４７０-５３０ｎｍであり、該ガラスに対する、４００-７００ｎｍの可視光の透過率≧６９.２%、４００-７６０ｎｍの日光のホワイトバランス透過率≧６３.８%、２００-３００ｎｍの有害紫外線の透過率≦０.１%、３００-３６０ｎｍの紅斑効果区域の透過率≦２%、３６０-４００ｎｍの美容健康用紫外線の透過率≦３０%となることで殺菌消毒に有利し、８００-２５００ｎｍの近赤外線の透過率≦１４.５%、３００-２５００ｎｍ全太陽エネルギーの透過率≦３４.３%、色純度≧１２%、遮蔽係数≦０.５２５ことを特徴とする請求項８に記載の紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物。
- 前記ガラス組成物の厚さが１２ｍｍとする場合、その主波長が４７０-５３０ｎｍであり、該ガラスに対する、４００-７００ｎｍの可視光の透過率≧６６.２%、４００-７６０ｎｍの日光ホワイトバランス透過率≧６２.５%、２００-３００ｎｍの有害紫外線の透過率≦０.１%、３００-３６０ｎｍの紅斑効果区域の透過率≦２%、３６０-４００ｎｍの美容健康用紫外線の透過率≦３０%となることで殺菌消毒に有利し、８００-２５００ｎｍの近赤外線の透過率≦１２.５%、３００-２５００ｎｍの全太陽エネルギーの透過率≦３３.３%、色純度≧１５%、遮蔽係数≦０.５２となることを特徴とする請求項８に記載の紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物。
- 前記ガラス組成物成分には、Ｎｉ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｂｅのうちの何れか一方がないことを特徴とする請求項１に記載の紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物。
- 調製建築物の門窓ガラス、幕壁ガラス、天棚採光断熱防水ガラス、車窓ガラス或は防弾ガラスの調製に用いられることを特徴とする請求項１に記載の紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物の応用方法。
- 前記車窓ガラスは少なくとも一枚の請求項１に記載の紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物を鋼化して作製され、或は少なくとも一枚の請求項１に記載の紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物と、少なくとも一枚の普通のフロート或はグラバーベルガラスとでフィルムを挟んで作製されることを特徴とする請求項１２に記載の紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物の応用方法。
- 前記車窓ガラスはフロントガラスであり、上記ガラスに対する、可視光の透過率≧７０%、約６２０ｎｍの赤色光の波長スペクトル透過率≧５０%、約５８８ｎｍの黄色光の波長スペクトル透過率≧６０%、約５１０ｎｍの黄色光の波長スペクトル透過率≧７５%となることで、交通交差点にある紅、黄、緑色の表示灯を明晰に識別することを特徴とする請求項１３に記載の紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物の応用方法。
- 防弾断熱ガラスは、少なくとも一枚の請求項１に記載の紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物と、普通の防弾ガラスシートとでフィルムを挟んで作製されることを特徴とする請求項１４に記載の紫外線及び赤外線を吸収するガラス組成物の応用方法。
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