JP6826112B2 - 紫外線遮蔽ガラス板及び該ガラス板を用いた車両用ガラス窓 - Google Patents
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Description
ISO9050:1990に規定される紫外線透過率(Tuv380)が1.5%以下、
ISO13837:2008 convention Aに規定される紫外線透過率(Tuv400)が2.5%以下、
CIE標準のA光源を用いて日本工業規格(JIS) R3106:1998に基づいて測定される可視光透過率(YA)が5〜40%、
JIS R3106:1998に準拠した日射透過率(TG)が5〜45%、であり、
母組成として、質量%で表示して、
SiO2:65〜85%
B2O3:0〜5%
Al2O3:0〜5%
MgO:0〜20%
CaO:0〜20%
Na2O:10〜20%
K2O:0〜5%、
SO3:0〜0.5% を含み、
着色成分として、質量%又は質量ppmで表示して、
Fe2O3に換算した全酸化鉄であるT−Fe2O3:1.0〜5.0%、
TiO2:1.0〜5.0%、
CoOに換算したコバルト酸化物:50〜600ppm、を含み、
前記T−Fe2O3に対するFe2O3に換算したFeOの質量の比率であるFeO比が5〜40%であり、
質量%で表示した前記T−Fe2O3の含有率を[T−Fe2O3]、前記TiO2の含有率を[TiO2]としたときに、
2×[T−Fe2O3]+[TiO2]≧7.0を満たす、ガラス組成物からなる、
紫外線遮蔽ガラス板、を提供する。
さらに、本発明は、本発明による紫外線遮蔽ガラス板を備えた車両用窓ガラスを提供する。
まず、本発明によるガラス板を構成するガラス組成物の母組成の各成分について説明する。
SiO2はガラス骨格を形成する主成分である。ガラス組成物の耐久性のみを考慮すると、SiO2は65%程度以上含まれていればよい。SiO2の含有率が高すぎるとガラス原料の溶融が困難となる。このため、SiO2の含有率は85%以下である必要があり、さらに、より低い紫外線透過率と10〜30%のYAとを両立させるためには、SiO2の含有率は71%以下であることが好ましい。
B2O3は、必須成分ではないが、溶融助剤等として5%を限度として含まれていてよい成分である。B2O3の含有率が高すぎると、その揮発性により製造上の問題が生じることがある。B2O3の好ましい含有率は、3.0%未満、特に2.0%未満である。B2O3は実質的に含まれていなくてもよい。
Al2O3の含有率は0〜5%の範囲に調整される。ROの含有率が低い組成では、ガラス組成物の耐久性の低下を補う観点から、Al2O3の含有率は、1.0%以上が好ましく、1.2%以上が特に好ましい。ただし、Al2O3の含有率が高すぎるとガラス原料の溶融が困難になりやすい。また、Al2O3は熱膨張係数を低下させる。このため、ガラス組成物を熱強化(風冷強化)する場合、Al2O3の含有率は3.0%以下が好ましい。
MgOの含有率は0〜20%の範囲に調整される。MgOは、ガラス組成物の耐久性の向上に寄与し、失透温度及び粘度の調整に使用できる成分である。MgOの含有率が高すぎると、失透温度が上昇してフロート法による量産ができなくなることがある。具体的にはMgOの含有率は、3〜10%が好ましい。
CaOの含有率は0〜20%の範囲に調整される。CaOも、MgOとはその影響の程度が相違するものの、ガラス組成物の耐久性の向上に寄与し、失透温度及び粘度の調整に使用できる成分である。CaOの含有率が低すぎるとガラス融液の粘性が高くなりすぎて融液の清澄に不都合をきたす場合がある。CaOの含有率は、5〜15%が好ましい。
SrO及びBaOは、必須成分ではないが、ガラス組成物の耐久性の向上等に寄与する成分として、それぞれ1.0%を限度として、好ましくは0.5%を限度として含まれていてよい成分である。SrOとBaOの添加には、CaO等と比較して相対的に高価な原料を使用する必要がある。BaOについてはその取扱いに注意を要する。このため、SrO及びBaOは、それぞれ、実質的に含まれていなくてもよい。
ROの含有率(MgO、CaO、SrO及びBaOの含有率の合計)は20%以下、好ましくは15%以下である。ROの含有率の下限は、特に限定されないが、前述のMgO、CaOの好ましい効果を得る点からは、通常は5%以上、さらには10%以上である。
Li2O、Na2O及びK2Oは、アルカリ金属酸化物であり、溶融促進剤としてガラス原料の溶融に役立つ成分である。Na2Oは、製造コストの観点から使用が望ましいアルカリ金属酸化物である。Na2Oの含有率は10〜20%の範囲に調整される。Na2Oの含有率は10〜15%が好ましい。
K2Oは、任意成分であり、5%を限度として、好ましくは2%を限度として、含まれていてもよい。K2Oの含有率は、例えば0.5〜2.0%であってもよい。
また、Li2Oも、任意成分であり、1.0%を限度として含まれていてもよい。Li2Oは実質的に含まれていなくてもよい。
R2Oの含有率(Li2O、Na2O及びK2Oの含有率の合計)は、10〜20%の範囲に調整される。R2Oの含有率は10〜15%の範囲が好ましい。R2Oの含有率が高すぎるとガラス組成物の耐久性が低下する場合がある。
SO3は、ガラスの清澄を促進する任意成分として、0.5%を限度として含まれていてもよい成分である。SO3の含有率は0.05〜0.5%の範囲が好ましい。SO3の含有率が高すぎると、その分解により生成したSO2が泡としてガラス組成物に残留したり、リボイルにより泡が発生したりすることがある。SO3の含有率は0.05〜0.25%がさらに好ましい。SO3は、通常、ガラス原料の一部に清澄剤として硫酸塩を添加することによりガラス組成物に導入される。
本発明によるガラス板を構成するガラス組成物の各着色成分について説明する。
酸化鉄は、ガラス組成物中ではFe2O3又はFeOとして存在し、Fe2O3は紫外線を吸収する機能を有し、FeOは近赤外線を吸収する機能を有する。ガラス組成物においてこれらの総量をFe2O3に換算したT−Fe2O3は1.0〜5.0%の範囲に調整される。T−Fe2O3の含有率が高すぎると、ガラス原料を溶融する際に炎の輻射熱が溶融ガラスの上面部で著しく吸収されて窯底部付近まで十分に加熱できなくなる。T−Fe2O3の含有率は、例えば1.0〜4.0%、さらには1.0〜3.0%であり、2.2%を超え3.0%以下が好ましく、2.3〜3.0%がより好ましく、2.4〜3.0%がさらに好ましく、2.4%を超え3.0%以下が特に好ましく、2.5〜3.0%がとりわけ好ましい。ただし、T−Fe2O3の含有率は、2.0〜2.4%、さらには2.0%以上2.4%未満であってもよい。
TiO2は、紫外線の吸収機能を担う成分の1つである。TiO2は、FeO比が高いガラスの色調を青味がかった色から緑がかった色へと調整する色調の調整機能も有する。TiO2の含有率は、1.0〜5.0%の範囲内に調整される。TiO2の含有率は、例えば1.0〜4.0%であり、1.0〜3.5%が好ましく、1.0〜3.0%がより好ましく、1.5〜3.0%がさらに好ましく、1.8〜3.0%が特に好ましく、1.9〜3.0%がとりわけ好ましく、場合によっては2.0%を超え3.0%以下であってもよく、さらには2.1%以上3.0%以下であってもよく、特に2.2%を超え3.0%以下であってもよい。ただし、TiO2の含有率は、例えば1.0〜2.2%、さらには1.0〜2.0%であってもよい。
CeO2も、紫外線の吸収機能を担いうる成分の1つである。ただし、CeO2の添加は原料コストの増加を招く。CeO2は実質的に含まれていなくてもよい。CeO2は、添加するとしても、0〜1.5%、さらに0〜1%の範囲とすることが好ましい。
ガラス組成物における質量%で表示したT−Fe2O3の含有率を[T−Fe2O3]、TiO2の含有率を[TiO2]としたときに、2×[T−Fe2O3]+[TiO2]で表される指標Aは、7.0以上に調整される。指標Aは、7.1以上、さらには7.3以上、特に7.35以上が好ましく、7.4以上であってもよい。指標Aは、10.0以下、さらには9.0以下、特に8.0以下が好ましく、7.7以下、さらには7.5以下であってもよい。指標Aを適切に調整することにより、紫外線遮蔽特性と可視光透過特性とをともに好ましい範囲とすることができる。
mg単位で表示したガラス板1cm2あたりに含まれるT−Fe2O3を{T−Fe2O3}、TiO2を{TiO2}としたときに、2×{T−Fe2O3}+{TiO2}で表される指標Bは、43〜105の範囲とすることが好ましい。指標Bは、45以上、さらには47以上が好ましく、49以上であってもよい。指標Bは、70以下、さらには60以下が好ましく、55以下、さらには53以下であってもよい。指標Bの適切な調整も、紫外線遮蔽特性と可視光透過特性との両立を容易とする。
CoOは、ガラス板の透過色調を中性色に調節するための成分の1つである。CoOは、Se及び/又はNiO、及びFe2O3と共存させることにより中性色に近い色調を得るための成分であり、また可視光透過率をコントロールする成分でもある。CoOは、質量ppmで示して50〜600ppmの範囲に調整される。CoOが少なすぎると所望の色調が得られず、CoOが多すぎると色調の青味が強くなり過ぎて可視光透過率も低下する。CoOの含有率は、100〜550ppmが好ましく、200〜500ppmがより好ましく、250〜450ppmが特に好ましい。他の着色成分の含有率によっては、CoOの含有率は、300〜600ppm、さらには300ppmを超え600ppm以下、であってもよい。例えばTiO2が1.0〜2.2%、T−Fe2O3が2.4〜3.0%のガラス組成物に適したCoOの含有率は、300〜600ppm、特に305〜450ppmである。CoOの含有率は、正確には、CoOに換算したコバルト酸化物の含有率である。
NiOは、CoOとともに可視光透過率を調整し、刺激純度を低減するための成分である。NiOの含有率が高くなると可視光透過率が低下し、色調も緑味が強くなりすぎる。NiOは、実質的に含まれていなくてもよい。NiOの含有率は、好ましくは50ppm以下、より好ましくは30ppm以下である。
Seも、ガラス板の透過色調を中性色に調節するための成分である。Seは、ピンクの発色によりCoOの補色と相まって刺激純度を低減する。ただし、Seの含有率が高くなると可視光透過率が低下する。Seは、実質的に含まれていなくてもよい。Seの含有率は、好ましくは50ppm以下、より好ましくは30ppm以下であり、例えば5〜50ppmであり、また例えば0〜2ppmである。5〜50ppmのSeは18〜28%のFeO比を有するガラス組成物において適切であり、0〜2ppmのSeは22〜32%のFeO比と組み合わせることが好ましい。
ガラス組成物は、上記各成分と共にその他の微量成分を含んでいてもよい。微量成分としては、Mo2O3、ZnO、SnO2を例示できる。微量成分の合計は、5.0%以下、さらには2.0%以下、1.0%以下が特に好ましい。各微量成分の含有率のより好ましい上限は、Mo2O3については0.01%、ZnOについては0.1%、SnO2については1.0%である。ZnOの含有率は、0〜200ppm、さらには0〜100ppmが特に好ましい。ガラス組成物は、上記各成分及び上記各微量成分以外の成分を実質的に含まないことが好ましく、上記各成分(上記で順次説明したSiO2からSeまでの成分)以外の成分を実質的に含まないものであってもよい。
本発明の好ましい実施形態によれば、Tuv380が1.5%以下、Tuv400が2.5%以下と低く、TGも45%以下でありながらも、YAが5〜40%、さらには10〜30%、必要に応じて12%以上20%未満、さらには14.5%以上20%未満、特に15%以上20%未満である、1〜5mm、例えば1.0〜3.5mm、さらには1.5〜3.0mmの範囲の厚さのガラス板を提供できる。
ガラス板の厚さは、1〜5mmの範囲から選択されるが、1.0〜3.5mmが好ましく、場合によっては1.5〜3.3mm、さらには1.5〜3.0mmであってもよい。
蛍光X線分析及び化学分析法を用いて、得られた試料ガラスの組成を定量分析した。結果を表1に示す。なお、表中の含有率の合計が100%にならない場合があるのは、有効桁の相違と四捨五入の影響による。
Claims (20)
- 厚さ1〜5mmの紫外線遮蔽ガラス板であって、
ISO9050:1990に規定される紫外線透過率(Tuv380)が1.5%以下、
ISO13837:2008 convention Aに規定される紫外線透過率(Tuv400)が2.5%以下、
CIE標準のA光源を用いてJIS R3106:1998に基づいて測定される可視光透過率(YA)が5〜40%、
JIS R3106:1998に準拠した日射透過率(TG)が5〜45%、であり、
母組成として、質量%で表示して、
SiO2:65〜85%
B2O3:0〜5%
Al2O3:0〜5%
MgO:0〜20%
CaO:0〜20%
Na2O:10〜20%
K2O:0〜5%、
SO3:0〜0.5% を含み、
着色成分として、質量%又は質量ppmで表示して、
Fe2O3に換算した全酸化鉄であるT−Fe2O3:1.0〜5.0%、
TiO2:1.0〜5.0%、
CoOに換算したコバルト酸化物:50〜600ppm、を含み、
前記T−Fe2O3に対するFe2O3に換算したFeOの質量の比率であるFeO比が5〜40%であり、
質量%で表示した前記T−Fe2O3の含有率を[T−Fe2O3]、前記TiO2の含有率を[TiO2]としたときに、
2×[T−Fe2O3]+[TiO2]≧7.0を満たす、ガラス組成物からなる、
紫外線遮蔽ガラス板。 - 前記着色成分として、質量%で表示して、
T−Fe2O3:1.0〜4.0%、を含む、請求項1に記載の紫外線遮蔽ガラス板。 - 前記着色成分として、質量%で表示して、
T−Fe2O3:1.0〜3.0%、を含む、請求項2に記載の紫外線遮蔽ガラス板。 - 前記着色成分として、質量%で表示して、
TiO2:1.0〜4.0%、を含む、請求項1に記載の紫外線遮蔽ガラス板。 - 前記着色成分として、質量%で表示して、
TiO2:1.0〜3.0%、を含む、請求項4に記載の紫外線遮蔽ガラス板。 - 前記着色成分として、質量%で表示して、
TiO2:2.2%を超え3.0%以下を含む、請求項5に記載の紫外線遮蔽ガラス板。 - 前記着色成分として、質量%で表示して、
T−Fe2O3:2.4〜3.0%、を含む、請求項6に記載の紫外線遮蔽ガラス板。 - 前記着色成分として、質量%で表示して、
T−Fe2O3:2.0%以上2.4%未満、を含む、請求項6に記載の紫外線遮蔽ガラス板。 - 前記着色成分として、質量%で表示して、
TiO2:1.0〜2.2%、を含む、請求項5に記載の紫外線遮蔽ガラス板。 - 前記着色成分として、質量%又は質量ppmで表示して、
T−Fe2O3:2.4〜3.0%、
CoOに換算したコバルト酸化物:300〜600ppm、を含む、請求項9に記載の紫外線遮蔽ガラス板。 - 前記着色成分として、質量ppmで表示して、
CoOに換算したコバルト酸化物:305〜450ppm、を含む、請求項10に記載の紫外線遮蔽ガラス板。 - 前記母組成として、質量%で表示して、
ZnO:0〜200ppmをさらに含む、請求項1に記載の紫外線遮蔽ガラス板。 - 前記着色成分として、質量ppmで表示して、
Se:0〜2ppmをさらに含み、
前記FeO比が22〜32%である、請求項1に記載の紫外線遮蔽ガラス板。 - 前記着色成分として、質量ppmで表示して、
Se:5〜50ppmをさらに含み、
前記FeO比が18〜28%である、請求項1に記載の紫外線遮蔽ガラス板。 - 前記ガラス組成物が、前記ガラス板1cm2あたりの前記着色成分として、
T−Fe2O3:12.5〜35.0mg、
TiO2:12.5〜35.0mg、
CoOに換算したコバルト酸化物:50〜400μg、を含み、
mg単位で表示した前記ガラス板1cm2あたりに含まれる前記T−Fe2O3を{T−Fe2O3}、前記TiO2を{TiO2}としたときに、
43≦2×{T−Fe2O3}+{TiO2}≦105、を満たす、
請求項7、8及び10のいずれか1項に記載の紫外線遮蔽ガラス板。 - 風冷強化により形成された圧縮応力層を表面に有し、厚さが1.0〜3.5mmである、請求項1〜15のいずれか1項に記載の紫外線遮蔽ガラス板。
- Tuv400が1.5%以下である、請求項16に記載の紫外線遮蔽ガラス板。
- 風冷強化により形成された圧縮応力層を表面に有さず、Tuv400が2.0%以下である、請求項1に記載の紫外線遮蔽ガラス板。
- 第1ガラス板と、第2ガラス板と、前記第1ガラス板と前記第2ガラス板との間に配置された合わせガラス用中間膜と、を備え、
前記第1ガラス板及び前記第2ガラス板から選ばれる少なくとも一方が請求項1〜18のいずれか1項に記載の紫外線遮蔽ガラス板である、紫外線遮蔽合わせガラス板。 - 請求項16に記載の紫外線遮蔽ガラス板又は請求項19に記載の紫外線遮蔽合わせガラス板を備えた車両用窓ガラス。
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