JP6953911B2 - 紫外線吸収性ガラス - Google Patents
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Description
本発明は、車両用（特に、自動車用）濃色グレーガラスとして好適な紫外線吸収性ガラスに関する。
自動車用のリアサイドガラスおよびリアガラスとして、可視光線透過率を大幅に低減させた濃いグレー色のガラス（いわゆる、濃色グレーガラス若しくはプライバシーガラス）が実用化されている。このプライバシーガラスは、紫外領域から赤外領域までの広い波長域の太陽光線遮蔽性能が高いことによる室内の快適性や空調負荷低減、高級感を与える色調の選択が可能、デザイン的に優れた意匠性、車内のプライバシー保護、等の面で優れている。
近年、紫外線対策についての関心が高まっている。これに対応するため、さらに紫外線透過率が低いプライバシーガラスが求められている。
特許文献１には、板厚３．５ｍｍにおけるＩＳＯ９０５０：２００３に規定される紫外線透過率が２％以下である、車両用プライバシーガラスとして好適な紫外線吸収性ガラスが開示されている。
また、特許文献２には、厚さ１〜５ｍｍにおけるＩＳＯ９０５０：１９９０に規定される紫外線透過率が１．５％以下である紫外線遮蔽ガラス板が開示されている。
また、特許文献３には、厚さ４ｍｍにおけるＰａｒｒｙ Ｍｏｏｎ Ａｉｒ Ｍａｓｓ＝２により測定される紫外線透過率が１０％以下であるガラスが開示されている。
特許文献１には、板厚３．５ｍｍにおけるＩＳＯ９０５０：２００３に規定される紫外線透過率が２％以下である、車両用プライバシーガラスとして好適な紫外線吸収性ガラスが開示されている。
また、特許文献２には、厚さ１〜５ｍｍにおけるＩＳＯ９０５０：１９９０に規定される紫外線透過率が１．５％以下である紫外線遮蔽ガラス板が開示されている。
また、特許文献３には、厚さ４ｍｍにおけるＰａｒｒｙ Ｍｏｏｎ Ａｉｒ Ｍａｓｓ＝２により測定される紫外線透過率が１０％以下であるガラスが開示されている。
近年、車両用プライバシーガラスでは、きわめて低い紫外線透過率が求められる。また、車内のプライバシーを保護するために低い可視光透過率が求められる。しかし、特許文献１〜３に開示されている従来の紫外線吸収性ガラスは、可視光透過率が高い、溶解性が悪い、または原料コストが高いというものであった。
本発明は、上記課題に対応するため、車両用濃色グレーガラスとして好適な、きわめて低い紫外線透過率を有しながら、低い可視光透過率、良好な溶解性を有し、原料コストが低い紫外線吸収性ガラスを提供することを目的とする。
上記した目的を達成するため、本発明の紫外線吸収性ガラスは、酸化物基準の質量％表示で、
ＳｉＯ2 ６２〜７５％、
Ｎａ2Ｏ １０〜２０％、
ＣａＯ ５〜１５％、
ＭｇＯ ０〜６％、
Ａｌ2Ｏ3 ０〜５％、
Ｋ2Ｏ ０〜５％、
ＦｅＯ ０．１３〜０．９％、
Ｆｅ2Ｏ3に換算した全鉄 １．２％〜２．８％、
ＴｉＯ2 １．３〜５％、
ＣｅＯ2 ０〜０．４％、
ＣｏＯ ０．０１〜０．０５％、
Ｓｅ ０〜０．００７％、
Ｃｒ2Ｏ3 ０〜０．０８％、
ＮｉＯ ０〜０．２％
を含有し、
ＦｅＯの含有量とＴｉＯ2の含有量との積（ＦｅＯ×ＴｉＯ2）が１．１〜４．５であり、
板厚２．８ｍｍでの、標準Ａ光源に基づく可視光透過率（ＴＶＡ）が８〜２５％であり、
板厚２．８ｍｍでの、ＩＳＯ１３８３７：２００８ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ Ａで規定された紫外線透過率（ＴＵＶ４００）が２．０％以下である。
ＳｉＯ2 ６２〜７５％、
Ｎａ2Ｏ １０〜２０％、
ＣａＯ ５〜１５％、
ＭｇＯ ０〜６％、
Ａｌ2Ｏ3 ０〜５％、
Ｋ2Ｏ ０〜５％、
ＦｅＯ ０．１３〜０．９％、
Ｆｅ2Ｏ3に換算した全鉄 １．２％〜２．８％、
ＴｉＯ2 １．３〜５％、
ＣｅＯ2 ０〜０．４％、
ＣｏＯ ０．０１〜０．０５％、
Ｓｅ ０〜０．００７％、
Ｃｒ2Ｏ3 ０〜０．０８％、
ＮｉＯ ０〜０．２％
を含有し、
ＦｅＯの含有量とＴｉＯ2の含有量との積（ＦｅＯ×ＴｉＯ2）が１．１〜４．５であり、
板厚２．８ｍｍでの、標準Ａ光源に基づく可視光透過率（ＴＶＡ）が８〜２５％であり、
板厚２．８ｍｍでの、ＩＳＯ１３８３７：２００８ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ Ａで規定された紫外線透過率（ＴＵＶ４００）が２．０％以下である。
本発明の紫外線吸収性ガラスは、きわめて低い紫外線透過率を達成し、かつ、低い可視光透過率、良好な溶解性を有し、原料コストが低い。
以下、本発明の一実施形態に係る紫外線吸収性ガラスを詳細に説明する。
本明細書を通じて、ＴＥはＪＩＳ−Ｒ３１０６：１９９８により求めたエネルギー透過率を、ＴＵＶ４００はＩＳＯ１３８３７：２００８ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ Ａにより求めた紫外線透過率を、ＴＵＶ３８０はＩＳＯ ９０５０：２００３により求めた紫外線透過率を、それぞれ意味する。また、ＴＶＡは標準Ａ光源２度視野を用いて求めた可視光透過率を、λＤは標準Ｃ光源２度視野を用いて求めた主波長を、Ｐｅは標準Ｃ光源２度視野を用いて求めた刺激純度を、それぞれ意味する。
本明細書を通じて、ＴＥはＪＩＳ−Ｒ３１０６：１９９８により求めたエネルギー透過率を、ＴＵＶ４００はＩＳＯ１３８３７：２００８ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ Ａにより求めた紫外線透過率を、ＴＵＶ３８０はＩＳＯ ９０５０：２００３により求めた紫外線透過率を、それぞれ意味する。また、ＴＶＡは標準Ａ光源２度視野を用いて求めた可視光透過率を、λＤは標準Ｃ光源２度視野を用いて求めた主波長を、Ｐｅは標準Ｃ光源２度視野を用いて求めた刺激純度を、それぞれ意味する。
本発明の一実施形態に係る紫外線吸収性ガラスは、酸化物基準の質量％表示で、
ＳｉＯ2 ６２〜７５％、
Ｎａ2Ｏ １０〜２０％、
ＣａＯ ５〜１５％、
ＭｇＯ ０〜６％、
Ａｌ2Ｏ3 ０〜５％、
Ｋ2Ｏ ０〜５％、
ＦｅＯ ０．１３〜０．９％、
Ｆｅ2Ｏ3に換算した全鉄 １．２％〜２．８％、
ＴｉＯ2 １．３〜５％、
ＣｅＯ2 ０〜０．４％、
ＣｏＯ ０．０１〜０．０５％、
Ｓｅ ０〜０．００７％、
Ｃｒ2Ｏ3 ０〜０．０８％、
ＮｉＯ ０〜０．２％、
を含有し、
ＦｅＯの含有量とＴｉＯ2の含有量との積（ＦｅＯ×ＴｉＯ2）が１．１〜４．５であり、
板厚２．８ｍｍでの、標準Ａ光源に基づく可視光透過率（ＴＶＡ）が８〜２５％であり、
板厚２．８ｍｍでの、ＩＳＯ１３８３７：２００８ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ Ａで規定された紫外線透過率（ＴＵＶ４００）が２．０％以下である。
なお、上記した数値範囲を示す「〜」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用され、特段の定めがない限り、以下本明細書において「〜」は、同様の意味をもって使用される。
ＳｉＯ2 ６２〜７５％、
Ｎａ2Ｏ １０〜２０％、
ＣａＯ ５〜１５％、
ＭｇＯ ０〜６％、
Ａｌ2Ｏ3 ０〜５％、
Ｋ2Ｏ ０〜５％、
ＦｅＯ ０．１３〜０．９％、
Ｆｅ2Ｏ3に換算した全鉄 １．２％〜２．８％、
ＴｉＯ2 １．３〜５％、
ＣｅＯ2 ０〜０．４％、
ＣｏＯ ０．０１〜０．０５％、
Ｓｅ ０〜０．００７％、
Ｃｒ2Ｏ3 ０〜０．０８％、
ＮｉＯ ０〜０．２％、
を含有し、
ＦｅＯの含有量とＴｉＯ2の含有量との積（ＦｅＯ×ＴｉＯ2）が１．１〜４．５であり、
板厚２．８ｍｍでの、標準Ａ光源に基づく可視光透過率（ＴＶＡ）が８〜２５％であり、
板厚２．８ｍｍでの、ＩＳＯ１３８３７：２００８ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ Ａで規定された紫外線透過率（ＴＵＶ４００）が２．０％以下である。
なお、上記した数値範囲を示す「〜」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用され、特段の定めがない限り、以下本明細書において「〜」は、同様の意味をもって使用される。
本発明において、上記成分とする理由を以下に述べる。なお、特に明記がない限り、各成分の含有量を表す「％」は酸化物基準の質量％を意味するものとする。
ＳｉＯ2は、ネットワークを構築する成分であり、必須成分である。ＳｉＯ2は、含有量が６２％以上であれば耐候性が良くなり、７５％以下であれば粘度が高くなりすぎず、溶融性がよい。ＳｉＯ2の含有量は、６５％以上が好ましく、６７％以上がより好ましい。また、ＳｉＯ2の含有量は、７２％以下が好ましく、７０％以下がより好ましい。
Ｎａ2Ｏは、原料の溶融を促進する成分であり、必須成分である。Ｎａ2Ｏは、含有量が１０％以上であれば原料の溶融を促進させ、２０％以下であれば耐候性が悪くならない。Ｎａ2Ｏの含有量は、１１％以上が好ましく、１２％以上がより好ましい。また、Ｎａ2Ｏの含有量は、１８％以下が好ましく、１６％以下がより好ましい。
ＣａＯは、原料の溶融を促進し耐候性を改善する成分であり、必須成分である。ＣａＯは、含有量が５％以上であれば原料の溶融を促進し耐候性を改善させ、１５％以下であれば失透を抑制する。ＣａＯの含有量は、６％以上が好ましく、７％以上がより好ましい。また、ＣａＯの含有量は、１３％以下が好ましく、１１％以下がより好ましい。
ＭｇＯは、原料の溶融を促進し耐候性を改善する成分であり、選択成分である。ＭｇＯは、含有量が６％以下であれば失透を抑制する。ＭｇＯの含有量は、５％以下が好ましく、４．６％以下がより好ましい。ＭｇＯを含有する場合、ＭｇＯの含有量は１％以上が好ましく、２％以上がより好ましく、３％以上がさらに好ましい。
Ａｌ2Ｏ3は、耐候性を改善する成分であり、選択成分である。Ａｌ2Ｏ3は、含有量が５％以下であれば粘度が高くなりすぎず、溶融に都合が良い。４％以下が好ましく、３％以下がより好ましい。Ａｌ2Ｏ3を含有する場合、Ａｌ2Ｏ3の含有量は０．５％以上が好ましく、１％以上がより好ましい。
Ｋ2Ｏは、原料の溶融を促進する成分であり、選択成分である。Ｋ2Ｏは、含有量が５％以下であれば揮発による溶融窯の耐火物へのダメージを抑制する。４％以下が好ましく、３％以下がより好ましい。Ｋ2Ｏを含有する場合、Ｋ2Ｏの含有量は０．１％以上が好ましく、０．３％以上がより好ましい。
二価鉄の酸化物であるＦｅＯは、熱エネルギーを吸収する成分であり、必須成分である。ＦｅＯは、含有量が０．１３％以上であれば充分に低いＴＥが得られる。一方、含有量が０．９％以下であれば溶融時の熱効率が悪化せず、加熱源から遠い溶融炉の底部において素地が滞留することを抑制する。ＦｅＯの含有量は、０．２０％以上が好ましく、０．２５％以上がより好ましく、０．３０％以上がさらに好ましく、０．３５％以上が特に好ましく、０．４０％以上が最も好ましい。また、ＦｅＯの含有量は、０．７％以下が好ましく、０．６％以下がより好ましく、０．５５％以下がさらに好ましく、０．５％以下が特に好ましい。
Ｆｅ2Ｏ3に換算した全鉄の含有量（すなわち、上記したＦｅＯおよび後述する三価鉄の酸化物であるＦｅ2Ｏ3を含む全鉄の含有量。以下、ｔ−Ｆｅ2Ｏ3ともいう）は、１．２％以上であればＴＶＡ、ＴＵＶ３８０、およびＴＵＶ４００を低くできる。ｔ−Ｆｅ2Ｏ3は、２．８％以下であればＴＶＡが低くなりすぎない。すなわち、ＴＶＡが適切な範囲となる。また、ｔ−Ｆｅ2Ｏ3が２．８％以下であれば溶融時の熱効率が悪化せず、加熱源から遠い溶融炉の底部において素地が滞留することを抑制するため、溶解性がよい。ｔ−Ｆｅ2Ｏ3は１．５％以上が好ましく、１．７％以上がより好ましく、１．９％以上がさらに好ましく、２．０％以上が特に好ましい。また、ｔ−Ｆｅ2Ｏ3は２．６％以下が好ましく、２．４％未満がより好ましく、２．３％以下がさらに好ましく、２．２％以下が特に好ましく、２．１％以下が最も好ましい。
ＴｉＯ2は、紫外線透過率（ＴＵＶ３８０およびＴＵＶ４００）を低くする成分であり、必須成分である。また、ＴｉＯ2は溶融時の素地の粘性を下げる効果があり、素地の滞留を起こり難くする働きがある。ＴｉＯ2の含有量が１．３％以上であれば、紫外線透過率を低くすることができる。ＴｉＯ2の含有量は、１．８％以上が好ましく、２％以上がより好ましく、２．２％以上がさらに好ましく、２．４％以上が特に好ましい。また、ＴｉＯ2の含有量が５％以下であれば、可視光透過率が低くなりすぎない。ＴｉＯ2の含有量は、４．５％以下が好ましく、４．１％以下がより好ましく、３．８％以下がさらに好ましく、３．５％以下が特に好ましい。
ＣｅＯ2は、紫外線透過率（ＴＵＶ３８０およびＴＵＶ４００）を低くする成分であり、選択成分である。ＣｅＯ2は、原料コストが高い。ＣｅＯ2の含有量が０．４％以下であれば、原料コストを低くすることができる。ＣｅＯ2の含有量は、０．３％以下が好ましく、０．２％以下がより好ましく、０．１％以下がさらに好ましく、実質的に含まないことが特に好ましい。ここで、実質的に含まないとは、不可避的不純物を除き含有させないことを意味し、具体的にはＣｅＯ2の含有量が０．０１％以下であることを意味する。ＣｅＯ2を含有する場合、紫外線透過率を低くするために、ＣｅＯ2の含有量は、０．０３％以上が好ましく、０．０５％以上がより好ましく、０．１％以上がさらに好ましい。
ＣｏＯは、ガラスに青みを帯びさせる成分であり、必須成分である。ＣｏＯは、含有量が０．０１％以上であればガラスの色調が黄色みを帯びるのを抑制し、０．０５％以下であればガラスの色調が青みを帯びすぎるのを抑制する。ＣｏＯの含有量は、０．０１２％以上が好ましく、０．０１５％以上がより好ましく、０．０２％以上がさらに好ましく、０．０２５％以上が特に好ましい。また、ＣｏＯの含有量は、０．０４５％以下が好ましく、０．０４％以下がより好ましく、０．０３５％以下がさらに好ましく、０．０３０％以下が特に好ましい。
Ｓｅは、ガラスの色を調整する成分であり、選択成分である。Ｓｅは、含有量が０．００７％以下であれば黄色みを帯びるのを抑制する。また赤みを帯びる影響が少ない。Ｓｅの含有量は、０．００５％以下が好ましく、０．００４％以下がより好ましく、０．００３％以下がさらに好ましく、０．００２％以下が特に好ましく、０．００１５％以下が最も好ましい。Ｓｅを含有させる場合、Ｓｅの含有量は、０．０００３％以上が好ましく、０．０００５％以上がより好ましく、０．００１％以上がさらに好ましい。
Ｃｒ2Ｏ3は、可視光透過率を低減させる成分であり、また、ガラスに緑みを帯びさせる成分でもあり、選択成分である。Ｃｒ2Ｏ3は、含有量が０．０８％以下であれば可視光透過率が低くなりすぎることを抑制する。Ｃｒ2Ｏ3の含有量は、０．０３％以下が好ましく、０．０２５％以下がより好ましく、０．０２％以下がさらに好ましく、０．０１５％以下が特に好ましい。Ｃｒ2Ｏ3を含有させる場合、Ｃｒ2Ｏ3の含有量は、０．００１％以上が好ましく、０．００５％以上がより好ましく、０．０１％以上がさらに好ましい。
ＮｉＯは、ガラスに茶色みを帯びさせる成分であり、選択成分である。ＮｉＯの含有量が０．２％以下であれば、茶色みが強くなりすぎない。ＮｉＯの含有量は、０．１％以下が好ましく、０．０５％以下がより好ましく、０．０２％以下がさらに好ましく、０．０１％以下が特に好ましい。ＮｉＯを含有させる場合は、ＮｉＯの含有量は、０．００３％以上が好ましく、０．００５％以上がより好ましい。
本発明の紫外線吸収性ガラスは、ＦｅＯの含有量とＴｉＯ2の含有量との積（以下、ＦｅＯ×ＴｉＯ2ともいう）が１．１〜４．５である。ＦｅＯとＴｉＯ2が共存することにより、ＦｅＯにより得られる紫外線吸収性能とＴｉＯ2により得られる紫外線吸収性能との足し合わせを超えた、ＦｅＯとＴｉＯ2との相互作用による紫外線吸収性能が得られる。ＦｅＯ×ＴｉＯ2が１．１以上であれば、ＦｅＯとＴｉＯ2との相互作用による紫外線吸収性能が大きく、紫外線透過率（ＴＵＶ３８０およびＴＵＶ４００）を低くすることができ、また、ＴＶＡを低くすることができ、さらに、ＴＥを低くすることができる。ＦｅＯ×ＴｉＯ2は、１．３以上が好ましく、１．５以上がより好ましく、１．８以上がさらに好ましく、２以上が特に好ましい。また、ＦｅＯ×ＴｉＯ2が４．５以下であれば、ＴＶＡが低くなりすぎない。ＦｅＯ×ＴｉＯ2は、４以下が好ましく、３．５以下がより好ましく、３以下がさらに好ましい。
三価鉄の酸化物であるＦｅ2Ｏ3は、紫外線を吸収する成分である。また、ガラスに黄色みを帯びさせる成分でもある。Ｆｅ2Ｏ3は、１〜２．２％が好ましい。Ｆｅ2Ｏ3が１％以上であれば、紫外線透過率（ＴＵＶ３８０およびＴＵＶ４００）を低くすることができる。Ｆｅ2Ｏ3含有量は、１．２％以上がより好ましく、１．４％以上がさらに好ましく、１．５％以上が特に好ましい。また、Ｆｅ2Ｏ3が２．２％以下であれば、ＴＶＡが低くなりすぎない。Ｆｅ2Ｏ3の含有量は、２．０％以下がより好ましく、１．９％以下がさらに好ましく、１．８％以下が特に好ましい。
本発明の紫外線吸収性ガラスは、ｔ−Ｆｅ2Ｏ3をＴｉＯ2の含有量で除した値（以下、ｔ−Ｆｅ2Ｏ3／ＴｉＯ2ともいう）が０．５〜１．０であることが好ましい。ｔ−Ｆｅ2Ｏ3／ＴｉＯ2が０．５以上であれば、ＴＶＡが低くなりすぎずに紫外線透過率（ＴＵＶ３８０およびＴＵＶ４００）を低くすることができる。ｔ−Ｆｅ2Ｏ3／ＴｉＯ2は、０．６以上がより好ましく、０．７以上がさらに好ましい。また、ｔ−Ｆｅ2Ｏ3／ＴｉＯ2が１．０以下であれば、ＴＶＡが大きくなりすぎずに紫外線透過率（ＴＵＶ３８０およびＴＵＶ４００）を低くすることができる。ｔ−Ｆｅ2Ｏ3／ＴｉＯ2は、０．９以下がより好ましく、０．８以下がさらに好ましい。
本発明の紫外線吸収性ガラスは、Ｆｅ2Ｏ3に換算した全鉄中のＦｅ2Ｏ3に換算した２価の鉄の質量割合（以下、Ｆｅ−ｒｅｄｏｘともいう）が１０〜４０％であることが好ましい。Ｆｅ−ｒｅｄｏｘが１０％以上であれば、ＴＥを低くできる。Ｆｅ−ｒｅｄｏｘは、１５％以上が好ましく、２０％以上がより好ましい。また、Ｆｅ−ｒｅｄｏｘが４０％以下であれば、ＴＶＡが低くなりすぎない。Ｆｅ−ｒｅｄｏｘは、３５％以下が好ましく、３０％以下がより好ましく、２５％以下がさらに好ましい。
本発明の紫外線吸収性ガラスは、ＣｏＯの含有量、Ｓｅの含有量、およびＣｒ2Ｏ3の含有量の合量（以下、ＣｏＯ＋Ｓｅ＋Ｃｒ2Ｏ3ともいう）が０．１％未満であることが好ましい。ＣｏＯ＋Ｓｅ＋Ｃｒ2Ｏ3が０．１％未満であれば、ＴＶＡが低くなりすぎない。ＣｏＯ＋Ｓｅ＋Ｃｒ2Ｏ3は０．０７％以下が好ましく、０．０５％以下がより好ましい。
また、本発明の紫外線吸収性ガラスは、下記式（１）で表される値をＡとしたとき、Ａは−２．０以下が好ましい。
−３．５８×（Ｆｅ2Ｏ3）−０．６０６×（ＴｉＯ2） （１）
ここで、括弧で囲まれた成分の表示は、紫外線吸収性ガラスに含まれるその成分の質量％表示の含有量を表す。（Ｆｅ2Ｏ3）は、三価鉄の酸化物の含有量である。
Ｆｅ2Ｏ3とＴｉＯ2は紫外線を吸収する成分である。Ａが−２．０以下であれば、紫外線透過率を低くすることができる。Ａは、−４．０以下がより好ましく、−５．０以下がさらに好ましく、−６．０以下が特に好ましく、−７．０以下が最も好ましい。
−３．５８×（Ｆｅ2Ｏ3）−０．６０６×（ＴｉＯ2） （１）
ここで、括弧で囲まれた成分の表示は、紫外線吸収性ガラスに含まれるその成分の質量％表示の含有量を表す。（Ｆｅ2Ｏ3）は、三価鉄の酸化物の含有量である。
Ｆｅ2Ｏ3とＴｉＯ2は紫外線を吸収する成分である。Ａが−２．０以下であれば、紫外線透過率を低くすることができる。Ａは、−４．０以下がより好ましく、−５．０以下がさらに好ましく、−６．０以下が特に好ましく、−７．０以下が最も好ましい。
なお、実生産においては、芒硝などの清澄剤が用いられるため、その痕跡として、通常０．０５〜０．５％、好ましくは０．０５〜０．４％のＳＯ3をガラス中に含有してよい。
本発明の紫外線吸収性ガラスは、上記以外にＢ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｌｉ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｐ、Ｚｒ、Ｂｉ、Ｓｎの各酸化物を含有してもよい。これらの酸化物の含有量は各々、０〜１質量％であってよい。これらの成分は、合量で１％以下が好ましく、０．７％以下がより好ましく、０．４％以下がさらに好ましく、０．２％以下が特に好ましい。
また、本発明の紫外線吸収性ガラスは、Ｓｂ若しくはＡｓの酸化物、ＣｌまたはＦを含有してもよい。これらは溶融補助剤、清澄剤から意図的に混入し得る。あるいは原料やカレット中の不純物として含有し得る。これらの含有量はそれぞれ０〜０．１質量％であってよい。
また、本発明の紫外線吸収性ガラスは、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｎｄ、Ｅｒの各酸化物を含有してもよい。これらの酸化物の含有量はそれぞれ０〜０．１質量％であってよい。
なお、本発明の紫外線吸収性ガラスは、Ｖ、Ｗの各酸化物は実質的に含まないことが好ましい。ここで実質的に含まないとは不可避的不純物を除き含有させないことを意味し、具体的にはこれらの酸化物の含有量がそれぞれ０．０１％以下であることを意味し、０．００５％以下が好ましく、０．００３％以下がより好ましく、０．００１％以下がさらに好ましく、０．０００１％以下が特に好ましい。
本発明の紫外線吸収性ガラスは、上記組成のガラスであって、以下のような光学特性を有する。
本発明の紫外線吸収性ガラスは、板厚２．８ｍｍでの、ＴＵＶ４００が２．０％以下である。ＴＵＶ４００は４００ｎｍ以下の波長範囲で測定される紫外線透過率であり、３８０ｎｍ以下の波長範囲で測定されるＴＵＶ３８０よりも長波長域までの紫外線吸収性能を評価できる。ＴＵＶ４００が２．０％以下であれば、例えば車内の人の日焼けや物品の変色を防ぐことができる。ＴＵＶ４００は、１．５％以下が好ましく、１．２％以下がより好ましく、１．０％以下がさらに好ましく、０．５％以下が特に好ましい。
また、板厚２．８ｍｍでの、ＴＶＡは８％〜２５％である。ＴＶＡが８％以上であれば、車内から外部を視認しやすい。ＴＶＡは１０％以上が好ましく、１２％以上がより好ましく、１６％以上がさらに好ましい。また、ＴＶＡが２５％以下であれば、車内のプライバシーを保護できる。ＴＶＡは２４％以下が好ましく、２０％以下がより好ましい。
また、上記光学特性に加えて、板厚２．８ｍｍでの、ＴＵＶ３８０は０．５％以下が好ましい。ＴＵＶ３８０が０．５％以下であれば、例えば車内の人の日焼けや物品の変色を防ぐことができる。ＴＵＶ３８０は、０．４％以下がより好ましく、０．３％以下がさらに好ましく、０．２％以下が特に好ましく、０．１％以下が最も好ましい。
また、上記光学特性に加えて、板厚２．８ｍｍでの、ＴＥは、５〜２８％が好ましい。ＴＥが５〜２８％であれば、車内の気温が上昇しにくい。ＴＥは、７％以上がより好ましく、１０％以上がさらに好ましい。また、ＴＥは、２４％以下がより好ましく、２０％以下がさらに好ましく、１８％以下が特に好ましく、１６％以下が最も好ましい。
また、上記光学特性に加えて、板厚２．８ｍｍでの、λＤは４８５〜５８０ｎｍが好ましい。λＤは、４９０ｎｍ以上であってもよく、５００ｎｍ以上であってもよい。また、λＤは、５７０ｎｍ以下であってもよく、５６０ｎｍ以下であってもよい。
また、上記光学特性に加えて、板厚２．８ｍｍでの、Ｐｅが４１％以下であることが好ましい。Ｐｅは、３５％以下がより好ましく、３０％以下がさらに好ましく、２５％以下が特に好ましい。
本発明の紫外線吸収性ガラスは、板厚２．８ｍｍでの、ＴＵＶ４００が２．０％以下である。ＴＵＶ４００は４００ｎｍ以下の波長範囲で測定される紫外線透過率であり、３８０ｎｍ以下の波長範囲で測定されるＴＵＶ３８０よりも長波長域までの紫外線吸収性能を評価できる。ＴＵＶ４００が２．０％以下であれば、例えば車内の人の日焼けや物品の変色を防ぐことができる。ＴＵＶ４００は、１．５％以下が好ましく、１．２％以下がより好ましく、１．０％以下がさらに好ましく、０．５％以下が特に好ましい。
また、板厚２．８ｍｍでの、ＴＶＡは８％〜２５％である。ＴＶＡが８％以上であれば、車内から外部を視認しやすい。ＴＶＡは１０％以上が好ましく、１２％以上がより好ましく、１６％以上がさらに好ましい。また、ＴＶＡが２５％以下であれば、車内のプライバシーを保護できる。ＴＶＡは２４％以下が好ましく、２０％以下がより好ましい。
また、上記光学特性に加えて、板厚２．８ｍｍでの、ＴＵＶ３８０は０．５％以下が好ましい。ＴＵＶ３８０が０．５％以下であれば、例えば車内の人の日焼けや物品の変色を防ぐことができる。ＴＵＶ３８０は、０．４％以下がより好ましく、０．３％以下がさらに好ましく、０．２％以下が特に好ましく、０．１％以下が最も好ましい。
また、上記光学特性に加えて、板厚２．８ｍｍでの、ＴＥは、５〜２８％が好ましい。ＴＥが５〜２８％であれば、車内の気温が上昇しにくい。ＴＥは、７％以上がより好ましく、１０％以上がさらに好ましい。また、ＴＥは、２４％以下がより好ましく、２０％以下がさらに好ましく、１８％以下が特に好ましく、１６％以下が最も好ましい。
また、上記光学特性に加えて、板厚２．８ｍｍでの、λＤは４８５〜５８０ｎｍが好ましい。λＤは、４９０ｎｍ以上であってもよく、５００ｎｍ以上であってもよい。また、λＤは、５７０ｎｍ以下であってもよく、５６０ｎｍ以下であってもよい。
また、上記光学特性に加えて、板厚２．８ｍｍでの、Ｐｅが４１％以下であることが好ましい。Ｐｅは、３５％以下がより好ましく、３０％以下がさらに好ましく、２５％以下が特に好ましい。
また、本発明の紫外線吸収性ガラスは、粘度が１０2ポアズとなる温度Ｔ２が１４４０℃以下であればガラスの製造がしやすいという効果がある。Ｔ２は１４３５℃以下が好ましく、１４１０℃以下がより好ましく、１４００℃以下であれば特に好ましい。
本発明の紫外線吸収性ガラスの製造法は、特に限定されないが、例えば、次のようにして製造できる。調合した原料を連続的に溶融炉に供給し、約１５００℃に加熱してガラス化する。次いで、この溶融ガラスを清澄した後、フロート法等により所定の厚さのガラス板に成形する。次いで、このガラス板を所定の形状に切断することにより、本発明の紫外線吸収性ガラスが製造される。その後、必要に応じて、切断したガラスを物理強化等の強化処理を施し、または合わせガラスに加工し、または複層ガラスに加工することができる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定されない。
原料としてケイ砂、長石、苦灰石、ソーダ灰、芒硝、高炉スラグ、酸化第二鉄、酸化チタン、酸化セリウム、酸化コバルト、亜セレン酸ソーダ、酸化クロム、酸化ニッケルを用いて原料バッチを調合した。母成分として、ＳｉＯ2：６２〜７０、Ａｌ2Ｏ3：１．８、ＣａＯ：８．４、ＭｇＯ：４．６、Ｎａ2Ｏ：１３．３、Ｋ2Ｏ：０．７およびＳＯ3：０．２（単位：質量％）からなるソーダライムシリケートガラスを使用した。母成分と、光学成分として加えるＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＣｅＯ2、ＣｏＯ、Ｓｅ、Ｃｒ2Ｏ3およびＮｉＯの合計が１００質量％になるようにＳｉＯ2含有量を調整して目標組成とした。バッチを白金―ロジウム製のルツボに入れて、電気炉中で溶融（Ｏ2濃度０．５％程度の雰囲気）し、カーボン板上に流し出した後、別の電気炉内で徐冷した。得られたガラスブロックを切断し、一部を研磨して蛍光Ｘ線分析装置（リガク社製走査型蛍光Ｘ線分析装置ＺＳＸ１００ｅ）により組成を分析した。別の一部の表面を研磨して鏡面状に、かつ厚み２．８ｍｍになるように仕上げて、分光光度計により分光透過率を測定した。ＦｅＯについては波長１０００ｎｍの赤外線透過率から計算により求めた。Ｆｅ2Ｏ3については蛍光Ｘ線分析による全酸化鉄含有量と上記ＦｅＯ含有量を基に算出した。
また、上述した手順にしたがって式（１）で表される値Ａを求めた。
また、分光透過率を基に可視光透過率（ＴＶＡ）、エネルギー透過率（ＴＥ）、紫外線透過率（ＴＵＶ３８０およびＴＵＶ４００）、主波長（λＤ）、刺激純度（Ｐｅ）を算出した。
以下、表１〜表４に得られたガラス中の吸収成分の含有量と光学特性を示す。
原料としてケイ砂、長石、苦灰石、ソーダ灰、芒硝、高炉スラグ、酸化第二鉄、酸化チタン、酸化セリウム、酸化コバルト、亜セレン酸ソーダ、酸化クロム、酸化ニッケルを用いて原料バッチを調合した。母成分として、ＳｉＯ2：６２〜７０、Ａｌ2Ｏ3：１．８、ＣａＯ：８．４、ＭｇＯ：４．６、Ｎａ2Ｏ：１３．３、Ｋ2Ｏ：０．７およびＳＯ3：０．２（単位：質量％）からなるソーダライムシリケートガラスを使用した。母成分と、光学成分として加えるＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＣｅＯ2、ＣｏＯ、Ｓｅ、Ｃｒ2Ｏ3およびＮｉＯの合計が１００質量％になるようにＳｉＯ2含有量を調整して目標組成とした。バッチを白金―ロジウム製のルツボに入れて、電気炉中で溶融（Ｏ2濃度０．５％程度の雰囲気）し、カーボン板上に流し出した後、別の電気炉内で徐冷した。得られたガラスブロックを切断し、一部を研磨して蛍光Ｘ線分析装置（リガク社製走査型蛍光Ｘ線分析装置ＺＳＸ１００ｅ）により組成を分析した。別の一部の表面を研磨して鏡面状に、かつ厚み２．８ｍｍになるように仕上げて、分光光度計により分光透過率を測定した。ＦｅＯについては波長１０００ｎｍの赤外線透過率から計算により求めた。Ｆｅ2Ｏ3については蛍光Ｘ線分析による全酸化鉄含有量と上記ＦｅＯ含有量を基に算出した。
また、上述した手順にしたがって式（１）で表される値Ａを求めた。
また、分光透過率を基に可視光透過率（ＴＶＡ）、エネルギー透過率（ＴＥ）、紫外線透過率（ＴＵＶ３８０およびＴＵＶ４００）、主波長（λＤ）、刺激純度（Ｐｅ）を算出した。
以下、表１〜表４に得られたガラス中の吸収成分の含有量と光学特性を示す。
例１〜３３、例４０〜４１は実施例、例３４〜３９は比較例である。例３４は特許文献１（国際公開第２０１５／０８８０２６号）に記載されている実施例、例３５〜３７は特許文献２（国際公開第２０１６／０８８３７４号）に記載されている実施例、例３８は特許文献３（米国特許出願公開第２００４／００３８７９９号明細書）に記載されている実施例から引用し、反射率を８％として、板厚２．８ｍｍの光学特性を求めた。
なお、特許文献２のＴＵＶ３８０は、ＩＳＯ９０５０：１９９０で定められたものであるが、本明細書のＴＵＶ３８０と同じものとして比較した。また、特許文献３の紫外線透過率はＰａｒｒｙ Ｍｏｏｎ Ａｉｒ Ｍａｓｓ＝２により測定されたものであるが、本明細書のＴＵＶ３８０と同じものとして比較した。
ガラス組成に関する要件を全て満たす例１〜３３、例４０〜４１のガラスは、いずれも板厚２．８ｍｍでの光学特性に関する要件を満たしていた。また、いずれもＣｅＯ2の含有量が０．４％以下であるため、原料コストが低い。さらに、ｔ−Ｆｅ2Ｏ3が２．８％以下であるため、溶解性がよい。
例３４および例３９のガラスは、ＦｅＯ×ＴｉＯ2が１．１未満であるため、ＴＵＶ４００を満たさなかった。
例３５〜３６のガラスは、光学特性に関する要件は満たしていたが、ＣｅＯ2の含有量が０．４％超であるため、原料コストが高い。
例３７のガラスは、光学特性に関する要件は満たしていたが、ｔ−Ｆｅ2Ｏ3が２．８％超であるため、溶解性が悪い。
例３８のガラスは、ｔ−Ｆｅ2Ｏ3が１．２％未満であるため、紫外線透過率が高い。
なお、特許文献２のＴＵＶ３８０は、ＩＳＯ９０５０：１９９０で定められたものであるが、本明細書のＴＵＶ３８０と同じものとして比較した。また、特許文献３の紫外線透過率はＰａｒｒｙ Ｍｏｏｎ Ａｉｒ Ｍａｓｓ＝２により測定されたものであるが、本明細書のＴＵＶ３８０と同じものとして比較した。
ガラス組成に関する要件を全て満たす例１〜３３、例４０〜４１のガラスは、いずれも板厚２．８ｍｍでの光学特性に関する要件を満たしていた。また、いずれもＣｅＯ2の含有量が０．４％以下であるため、原料コストが低い。さらに、ｔ−Ｆｅ2Ｏ3が２．８％以下であるため、溶解性がよい。
例３４および例３９のガラスは、ＦｅＯ×ＴｉＯ2が１．１未満であるため、ＴＵＶ４００を満たさなかった。
例３５〜３６のガラスは、光学特性に関する要件は満たしていたが、ＣｅＯ2の含有量が０．４％超であるため、原料コストが高い。
例３７のガラスは、光学特性に関する要件は満たしていたが、ｔ−Ｆｅ2Ｏ3が２．８％超であるため、溶解性が悪い。
例３８のガラスは、ｔ−Ｆｅ2Ｏ3が１．２％未満であるため、紫外線透過率が高い。
本発明を詳細に、また特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、様々な修正や変更を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
Claims (9)
- 酸化物基準の質量％表示で、
ＳｉＯ2 ６２〜７５％、
Ｎａ2Ｏ １０〜２０％、
ＣａＯ ５〜１５％、
ＭｇＯ ０〜６％、
Ａｌ2Ｏ3 ０〜５％、
Ｋ2Ｏ ０〜５％、
ＦｅＯ ０．１３〜０．９％、
Ｆｅ2Ｏ3に換算した全鉄 １．２％以上２．４％未満、
ＴｉＯ2 １．３〜５％、
ＣｅＯ2 ０〜０．４％、
ＣｏＯ ０．０１〜０．０５％、
Ｓｅ ０〜０．００７％、
Ｃｒ2Ｏ3 ０〜０．０８％、
ＮｉＯ ０〜０．２％
を含有し、
ＦｅＯの含有量とＴｉＯ2の含有量との積（ＦｅＯ×ＴｉＯ2）が１．１〜４．５であり、
板厚２．８ｍｍでの、標準Ａ光源に基づく可視光透過率（ＴＶＡ）が８〜２５％であり、
板厚２．８ｍｍでの、ＩＳＯ１３８３７：２００８ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ Ａで規定された紫外線透過率（ＴＵＶ４００）が２．０％以下であり、
板厚２．８ｍｍでの、標準Ｃ光源２度視野を用いて求めた主波長（λＤ）が４８５〜５７０ｎｍである紫外線吸収性ガラス。 - 板厚２．８ｍｍでの、標準Ｃ光源２度視野を用いて求めた主波長（λＤ）が４８５〜５６０ｎｍである、請求項１に記載の紫外線吸収性ガラス。
- 板厚２．８ｍｍでの、ＩＳＯ１３８３７：２００８ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ Ａで規定された紫外線透過率（ＴＵＶ４００）が１．０％以下である、請求項１または２に記載の紫外線吸収性ガラス。
- 板厚２．８ｍｍでの、ＩＳＯ９０５０：２００３で規定された前記紫外線透過率（ＴＵＶ３８０）が０．５％以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の紫外線吸収性ガラス。
- Ｆｅ2Ｏ3に換算した全鉄（ｔ−Ｆｅ2Ｏ3）の含有量をＴｉＯ2の含有量で除した値（ｔ−Ｆｅ2Ｏ3／ＴｉＯ2）が０．５〜１．０である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の紫外線吸収性ガラス。
- Ｆｅ2Ｏ3に換算した全鉄中のＦｅ2Ｏ3に換算した２価の鉄の質量割合が１０〜４０％である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の紫外線吸収性ガラス。
- 板厚２．８ｍｍでの、ＪＩＳ Ｒ ３１０６：１９９８で規定されたエネルギー透過率（ＴＥ）が２８％以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の紫外線吸収性ガラス。
- Ｆｅ2Ｏ3で表した３価の鉄の酸化物の質量％表示の含有量とＴｉＯ2の質量％表示の含有量が下記式を満たす、請求項１〜７のいずれか１項に記載の紫外線吸収性ガラス。
−３．５８×（Ｆｅ2Ｏ3）−０．６０６×（ＴｉＯ2）≦−２．０ - 板厚２．８ｍｍでの、標準Ｃ光源２度視野を用いて求めた刺激純度（Ｐｅ）が４１％以下である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の紫外線吸収性ガラス。
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