JP7127654B2 - ガラス板 - Google Patents
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Description
本発明は、ガラス板に関する。
自動車をはじめとする乗物等の窓ガラスとしては、遮熱性が高いガラスを用いることが求められる。遮熱性が低いと、日射を受けた車両内の温度が上昇して乗員にとって不快となり得るだけでなく、冷房負荷が増し燃費の悪化にもつながるからである。
ガラスの遮熱性の指標としては、ＩＳＯ－９０５０（２００３）に規定される日射透過率（Ｔｅ）があり、Ｔｅが低いほど遮熱性が高いことを意味する。
乗物等の窓ガラスには、視認性および安全性の確保の観点から、可視光透過率が高いことも求められる。可視光透過率の指標としては、ＪＩＳ Ｒ ３１０６（１９９８）に規定される可視光透過率（Ｔｖ＿Ａ）がある。
特許文献１には、Ｔｅが低い熱線吸収ガラス板が提案されている。
乗物等の窓ガラスは、搭乗者がガラス板を通して景色を見た場合にその透過光がより自然な色調である黄緑の色調を有するガラス板が好まれる傾向にある。特許文献１の実施例に記載されている熱線吸収ガラス板は、いずれも色調の指標である主波長が５０５ｎｍ以下であり、緑色であった。
本発明は、低い日射透過率および高い可視光透過率を同時に満足しつつ、透過光が黄緑の色調を有するガラス板を提供する。
本発明は、低い日射透過率および高い可視光透過率を同時に満足しつつ、透過光が黄緑の色調を有するガラス板を提供する。
本発明のガラス板は、酸化物基準の質量百分率表示で、
ＳｉＯ２ ：６５～７５％、
Ａｌ２Ｏ３ ：０～２０％、
ＭｇＯ ：０～５％、
ＣａＯ ：２～２０％、
Ｎａ２Ｏ ：５～２０％、
Ｋ２Ｏ ：０～１０％、
Ｆｅ２Ｏ３に換算した全鉄：０．２～１．０％、
ＴｉＯ２ ：０．６５～１．５％を含み、
酸化物基準の質量百分率表示におけるＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの総量をＲＯとしたときに、ＭｇＯの含有量とＲＯとの比（ＭｇＯ／ＲＯ）が０．２０以下であり、
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３０～５７％であり、
ＪＩＳ Ｒ ３１０６（１９９８）規定の可視光透過率Ｔｖ＿Ａが、ガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で６５％以上であり、
ＩＳＯ－９０５０（２００３）規定の日射透過率Ｔｅが、ガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で５０％以下であり、
ＪＩＳ Ｚ ８７０１（１９９９）規定の透過光の主波長Ｄｗが、ガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で５０８～５８０ｎｍである。
ＳｉＯ２ ：６５～７５％、
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酸化物基準の質量百分率表示におけるＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの総量をＲＯとしたときに、ＭｇＯの含有量とＲＯとの比（ＭｇＯ／ＲＯ）が０．２０以下であり、
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３０～５７％であり、
ＪＩＳ Ｒ ３１０６（１９９８）規定の可視光透過率Ｔｖ＿Ａが、ガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で６５％以上であり、
ＩＳＯ－９０５０（２００３）規定の日射透過率Ｔｅが、ガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で５０％以下であり、
ＪＩＳ Ｚ ８７０１（１９９９）規定の透過光の主波長Ｄｗが、ガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で５０８～５８０ｎｍである。
本発明のガラス板は、低い日射透過率および高い可視光透過率を同時に満足しつつ、透過光が黄緑の色調を有する。
まず、本明細書で使用される用語を説明する。特に示されない限り、以下に提供される用語の定義が本明細書および特許請求の範囲を通じて適用される。
数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値をそれぞれ下限値および上限値として含むことを意味する。
全鉄の含有量は、Ｆｅ２Ｏ３の量として表すが、ガラス中に存在する鉄がすべて３価の鉄（Ｆｅ３＋）として存在しているわけではなく、２価の鉄（Ｆｅ２＋）も存在する。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（百分率）を、Ｆｅ－ｒｅｄｏｘという。
Ｆｅ－ｒｅｄｏｘは、下記の式（１）により算出される。
Ｆｅ－ｒｅｄｏｘ（％）＝１．２５５×ｌｏｇ１０（９２／Ｔ１０００ｎｍ）／（［ｔ－Ｆｅ２Ｏ３］×ｔ）×１００ 式（１）
ここで、Ｔ１０００ｎｍは、波長１０００ｎｍのガラス板の透過率（単位：％）であり、ｔは、ガラス板の厚さ（単位：ｍｍ）であり、［ｔ－Ｆｅ２Ｏ３］はＦｅ２Ｏ３に換算した全鉄の含有量（単位：質量％）である。
Ｆｅ－ｒｅｄｏｘは、下記の式（１）により算出される。
Ｆｅ－ｒｅｄｏｘ（％）＝１．２５５×ｌｏｇ１０（９２／Ｔ１０００ｎｍ）／（［ｔ－Ｆｅ２Ｏ３］×ｔ）×１００ 式（１）
ここで、Ｔ１０００ｎｍは、波長１０００ｎｍのガラス板の透過率（単位：％）であり、ｔは、ガラス板の厚さ（単位：ｍｍ）であり、［ｔ－Ｆｅ２Ｏ３］はＦｅ２Ｏ３に換算した全鉄の含有量（単位：質量％）である。
可視光透過率Ｔｖ＿Ａは、ＪＩＳ Ｒ ３１０６（１９９８）に従い分光光度計により透過率を測定して算出される可視光透過率である。重価係数は、標準のＡ光源、２度視野の値を用いる。本明細書では、板厚３．９ｍｍに換算した値で表す。
ここで、板厚３．９ｍｍに換算した値とは、透過率を測定したガラス板の屈折率を測定し、セルマイヤーの式を用いて屈折率から算出した当該ガラス板の反射率により、多重反射を考慮して当該ガラス板の値（ここでは可視光透過率Ｔｖ＿Ａ）を板厚３．９ｍｍの値に換算したものである。
ここで、板厚３．９ｍｍに換算した値とは、透過率を測定したガラス板の屈折率を測定し、セルマイヤーの式を用いて屈折率から算出した当該ガラス板の反射率により、多重反射を考慮して当該ガラス板の値（ここでは可視光透過率Ｔｖ＿Ａ）を板厚３．９ｍｍの値に換算したものである。
日射透過率Ｔｅは、ＩＳＯ－９０５０（２００３）に規定されるものである。本明細書では、板厚３．９ｍｍに換算した値で表す。
紫外線透過率Ｔｕｖは、ＩＳＯ－９０５０（２００３）に従い分光光度計により透過率を測定して算出される紫外線透過率である。本明細書では、板厚３．９ｍｍに換算した値で表す。
Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間は、ＪＩＳ Ｚ ８７８１－４（２０１３）の規格に基づくものである（Ｄ６５標準光源１０度視野使用）。ガラスサンプルの透過率スペクトルからＸ、Ｙ、Ｚ座標（ＸＹＺ表色系）を算出し、そこからａ＊ｂ＊座標に変換することができる。本明細書では、板厚３．９ｍｍに換算した値で表す。
刺激純度Ｐｅは、ＪＩＳ Ｚ ８７０１（１９９９）に従って算出した刺激純度である。本明細書では、板厚３．９ｍｍに換算した値で表す。
透過光の主波長Ｄｗは、ＪＩＳ Ｚ ８７０１（１９９９）に従って算出した透過光の主波長である。本明細書では、板厚３．９ｍｍに換算した値で表す。ＰｅとＤｗは、Ｃ標準光源２度視野の値である。
透過光の主波長Ｄｗは、ＪＩＳ Ｚ ８７０１（１９９９）に従って算出した透過光の主波長である。本明細書では、板厚３．９ｍｍに換算した値で表す。ＰｅとＤｗは、Ｃ標準光源２度視野の値である。
以下、本発明の実施形態によるガラス板の各成分および特性について説明する。
本発明の実施形態によるガラス板は、酸化物基準の質量百分率表示で、
ＳｉＯ２ ：６５～７５％、
Ａｌ２Ｏ３ ：０～２０％、
ＭｇＯ ：０～５％、
ＣａＯ ：２～２０％、
Ｎａ２Ｏ ：５～２０％、
Ｋ２Ｏ ：０～１０％を含む。
ＳｉＯ２ ：６５～７５％、
Ａｌ２Ｏ３ ：０～２０％、
ＭｇＯ ：０～５％、
ＣａＯ ：２～２０％、
Ｎａ２Ｏ ：５～２０％、
Ｋ２Ｏ ：０～１０％を含む。
ＳｉＯ２はガラス板の主要成分である。
ＳｉＯ２の含有量が６５％以上であれば、耐候性が良好である。ＳｉＯ２の含有量は６７％以上が好ましく、６８％以上がより好ましく、６９％以上がさらに好ましく、７０％以上が特に好ましい。ＳｉＯ２の含有量が７５％以下であれば、失透しにくい。ＳｉＯ２の含有量は、７４％以下がより好ましく、７３％以下がさらに好ましく、７２％以下が特に好ましい。
ＳｉＯ２の含有量が６５％以上であれば、耐候性が良好である。ＳｉＯ２の含有量は６７％以上が好ましく、６８％以上がより好ましく、６９％以上がさらに好ましく、７０％以上が特に好ましい。ＳｉＯ２の含有量が７５％以下であれば、失透しにくい。ＳｉＯ２の含有量は、７４％以下がより好ましく、７３％以下がさらに好ましく、７２％以下が特に好ましい。
Ａｌ２Ｏ３は、耐候性を向上させる成分である。
Ａｌ２Ｏ３の含有量は０％以上である。Ａｌ２Ｏ３を含有すると耐候性が良好となる。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、０．３％以上が好ましく、０．５％以上がより好ましく、１％以上がさらに好ましく、２％以上が特に好ましく、３％以上が最も好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量が２０％以下であれば、溶解性が良好である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、１０％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましく、４％以下がよりさらに好ましく、３．５％以下が特に好ましい。
Ａｌ２Ｏ３の含有量は０％以上である。Ａｌ２Ｏ３を含有すると耐候性が良好となる。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、０．３％以上が好ましく、０．５％以上がより好ましく、１％以上がさらに好ましく、２％以上が特に好ましく、３％以上が最も好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量が２０％以下であれば、溶解性が良好である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、１０％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましく、４％以下がよりさらに好ましく、３．５％以下が特に好ましい。
ＭｇＯは、ガラス原料の溶解を促進し、耐候性を向上させる成分である。
ＭｇＯの含有量は０％以上である。ＭｇＯを含有すると溶解性、耐候性が良好となる。ＭｇＯの含有量は、０．１％以上であってもよく、０．２％以上であってもよく、０．３％以上であってもよく、０．５％以上であってもよい。ＭｇＯの含有量が５％以下であれば、失透しにくい。また、ＭｇＯの含有量が５％以下のガラス板は、ＭｇＯの含有量が５％超のガラス板と同一のＴｖ＿Ａで比較した場合、Ｔｅが低い。したがって、ＭｇＯの含有量が５％以下であれば、可視光透過性を損なわずに日射透過率を下げることができる。ＭｇＯの含有量は、３％以下が好ましく、１％以下がより好ましく、０．５％以下がさらに好ましく、０．３％以下が特に好ましく、実質的に含まないことが最も好ましい。実質的に含まないとは、不可避的な不純物として混入する場合を除き含有しないことを意味し、具体的にはＭｇＯの含有量が０．１質量％以下、好ましくは０．０５％以下、より好ましくは０．０３％以下であることをいう。
ＭｇＯの含有量は０％以上である。ＭｇＯを含有すると溶解性、耐候性が良好となる。ＭｇＯの含有量は、０．１％以上であってもよく、０．２％以上であってもよく、０．３％以上であってもよく、０．５％以上であってもよい。ＭｇＯの含有量が５％以下であれば、失透しにくい。また、ＭｇＯの含有量が５％以下のガラス板は、ＭｇＯの含有量が５％超のガラス板と同一のＴｖ＿Ａで比較した場合、Ｔｅが低い。したがって、ＭｇＯの含有量が５％以下であれば、可視光透過性を損なわずに日射透過率を下げることができる。ＭｇＯの含有量は、３％以下が好ましく、１％以下がより好ましく、０．５％以下がさらに好ましく、０．３％以下が特に好ましく、実質的に含まないことが最も好ましい。実質的に含まないとは、不可避的な不純物として混入する場合を除き含有しないことを意味し、具体的にはＭｇＯの含有量が０．１質量％以下、好ましくは０．０５％以下、より好ましくは０．０３％以下であることをいう。
ＣａＯは、ガラス原料の溶解を促進し、耐候性を向上させる成分である。
ＣａＯの含有量が２％以上であれば、溶解性、耐候性が良好となる。ＣａＯの含有量は、５％以上が好ましく、８％以上がより好ましく、８．５％以上がさらに好ましく、８．８％以上が特に好ましい。ＣａＯの含有量が２０％以下であれば、失透しにくい。ＣａＯの含有量は、１５％以下が好ましく、１２％以下がより好ましく、１１％以下がさらに好ましく、１０％以下が特に好ましく、９．５％以下が最も好ましい。
ＣａＯの含有量が２％以上であれば、溶解性、耐候性が良好となる。ＣａＯの含有量は、５％以上が好ましく、８％以上がより好ましく、８．５％以上がさらに好ましく、８．８％以上が特に好ましい。ＣａＯの含有量が２０％以下であれば、失透しにくい。ＣａＯの含有量は、１５％以下が好ましく、１２％以下がより好ましく、１１％以下がさらに好ましく、１０％以下が特に好ましく、９．５％以下が最も好ましい。
Ｎａ２Ｏは、ガラス原料の溶解を促進する成分である。
Ｎａ２Ｏの含有量が５％以上であれば、溶解性が良好である。Ｎａ２Ｏの含有量は、８％以上が好ましく、１１％以上がより好ましく、１３％以上がさらに好ましく、１３．５％以上が特に好ましく、１４％以上が最も好ましい。Ｎａ２Ｏの含有量が２０％以下であれば、耐候性が良好である。Ｎａ２Ｏの含有量は、１８％以下が好ましく、１７％以下がより好ましく、１６％以下がさらに好ましく、１５％以下が特に好ましい。
Ｎａ２Ｏの含有量が５％以上であれば、溶解性が良好である。Ｎａ２Ｏの含有量は、８％以上が好ましく、１１％以上がより好ましく、１３％以上がさらに好ましく、１３．５％以上が特に好ましく、１４％以上が最も好ましい。Ｎａ２Ｏの含有量が２０％以下であれば、耐候性が良好である。Ｎａ２Ｏの含有量は、１８％以下が好ましく、１７％以下がより好ましく、１６％以下がさらに好ましく、１５％以下が特に好ましい。
Ｋ２Ｏはガラス原料の溶解を促進する成分である。
Ｋ２Ｏの含有量は０％以上である。Ｋ２Ｏを含有すると溶解性が良好となる。Ｋ２Ｏの含有量は、０．１％以上が好ましく、０．３％以上がより好ましく、０．５％以上がさらに好ましく、１．０％以上が特に好ましく、１．３％以上が最も好ましい。Ｋ２Ｏの含有量が１０％以下であれば、耐候性が良好となる。Ｋ２Ｏの含有量は、５％以下が好ましく、３％以下がより好ましく、２％以下がさらに好ましく、１．８％以下が特に好ましい。
Ｋ２Ｏの含有量は０％以上である。Ｋ２Ｏを含有すると溶解性が良好となる。Ｋ２Ｏの含有量は、０．１％以上が好ましく、０．３％以上がより好ましく、０．５％以上がさらに好ましく、１．０％以上が特に好ましく、１．３％以上が最も好ましい。Ｋ２Ｏの含有量が１０％以下であれば、耐候性が良好となる。Ｋ２Ｏの含有量は、５％以下が好ましく、３％以下がより好ましく、２％以下がさらに好ましく、１．８％以下が特に好ましい。
本発明の実施形態によるガラス板は、ガラス原料の溶融を促進するために、ＳｒＯを含んでもよい。ＳｒＯを含む場合、ＳｒＯの含有量は、酸化物基準の質量百分率表示で５％以下が好ましく、３％以下がより好ましく、１％以下がさらに好ましく、０．５％以下が特に好ましく、実質的に含まないことが最も好ましい。実質的に含まないとは、不可避的な不純物として混入する場合を除き含有しないことを意味し、具体的にはＳｒＯの含有量が０．１質量％以下、好ましくは０．０５％以下、より好ましくは０．０３％以下、であることをいう。また、ＳｒＯの含有量が５％以下であれば、失透しにくい。
また、本発明の実施形態によるガラス板は、ガラス原料の溶融を促進するために、ＢａＯを含んでもよい。ＢａＯを含む場合、ＢａＯの含有量は、酸化物基準の質量百分率表示で５％以下が好ましく、３％以下がより好ましく、１％以下がさらに好ましく、０．５％以下が特に好ましく、実質的に含まないことが最も好ましい。実質的に含まないとは、不可避的な不純物として混入する場合を除き含有しないことを意味し、具体的にはＢａＯの含有量が０．１質量％以下、好ましくは０．０５％以下、より好ましくは０．０３％以下であることをいう。また、ＢａＯの含有量が５％以下であれば、失透しにくい。
本発明の実施形態によるガラス板は、酸化物基準の質量百分率表示におけるＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの総量をＲＯとしたときに、ＭｇＯの含有量とＲＯとの比（ＭｇＯ／ＲＯ）が０．２０以下である。ＭｇＯ／ＲＯが０．２０以下のガラス板は、ＭｇＯ／ＲＯが０．２０超のガラス板と同一のＴｖ＿Ａで比較した場合、Ｔｅが低い。したがって、ＭｇＯ／ＲＯが０．２０以下であれば、可視光透過性を損なわずに日射透過率を下げることができる。ＭｇＯ／ＲＯは、０．１５以下が好ましく、０．１０以下がより好ましく、０．０７以下がより好ましく、０．０５以下がさらに好ましく、０．０３以下が特に好ましく、０．０１以下が最も好ましい。
本発明の実施形態によるガラス板は、鉄（Ｆｅ）を含有する。鉄は、ＴｅおよびＴｖ＿Ａを下げる作用を有し、また、青、緑ないし黄の着色成分としても作用する。乗物等の窓ガラスにおいては、Ｔｅが低いことが求められるが、Ｔｖ＿Ａが下がることは望ましくない。従って他成分および他要素とのバランスを見極めてＦｅ含有量の最適範囲を見出すことは従来困難であった。
本発明の実施形態によるガラス板において、Ｆｅ２Ｏ３に換算した全鉄（以下、ｔ－Ｆｅ２Ｏ３ともいう。）の含有量は、酸化物基準の質量％表示で０．２～１．０％である。ｔ－Ｆｅ２Ｏ３の含有量が０．２％以上であれば、Ｔｅを十分に低くできる。ｔ－Ｆｅ２Ｏ３の含有量は０．３％以上が好ましく、０．４％以上がより好ましく、０．４５％以上がさらに好ましく、０．５％以上が特に好ましく、０．５５％以上が最も好ましい。また、ｔ－Ｆｅ２Ｏ３の含有量が１．０％以下であれば、Ｔｖ＿Ａを十分に高くできる。ｔ－Ｆｅ２Ｏ３の含有量は０．９％以下が好ましく、０．８５％以下がより好ましく、０．８％以下がさらに好ましく、０．７５％以下がよりさらに好ましく、０．７％以下がことさらに好ましく、０．６５％以下が特に好ましく、０．６％以下が最も好ましい。
本発明の実施形態によるガラス板において、Ｆｅ２Ｏ３に換算した全鉄（以下、ｔ－Ｆｅ２Ｏ３ともいう。）の含有量は、酸化物基準の質量％表示で０．２～１．０％である。ｔ－Ｆｅ２Ｏ３の含有量が０．２％以上であれば、Ｔｅを十分に低くできる。ｔ－Ｆｅ２Ｏ３の含有量は０．３％以上が好ましく、０．４％以上がより好ましく、０．４５％以上がさらに好ましく、０．５％以上が特に好ましく、０．５５％以上が最も好ましい。また、ｔ－Ｆｅ２Ｏ３の含有量が１．０％以下であれば、Ｔｖ＿Ａを十分に高くできる。ｔ－Ｆｅ２Ｏ３の含有量は０．９％以下が好ましく、０．８５％以下がより好ましく、０．８％以下がさらに好ましく、０．７５％以下がよりさらに好ましく、０．７％以下がことさらに好ましく、０．６５％以下が特に好ましく、０．６％以下が最も好ましい。
本発明の実施形態によるガラス板は、Ｆｅ－ｒｅｄｏｘが３０～５７％である。Ｆｅ－ｒｅｄｏｘを３０％以上とすればＴｅを十分に低くすることができる。Ｆｅ－ｒｅｄｏｘは、３５％以上が好ましく、４０％以上がより好ましく、４２％以上がさらに好ましく、４５％以上がよりさらに好ましく、４７％以上が特に好ましく、５０％以上が最も好ましい。一方で、Ｆｅ－ｒｅｄｏｘが５７％以下であれば、ガラスの溶解工程が複雑にならず、ガラスに含まれる泡が少ない。また、黄緑の色調のガラス板が得られる。Ｆｅ－ｒｅｄｏｘは、５６％以下が好ましく、５５％以下がより好ましく、５４％以下がさらに好ましく、５３％以下が特に好ましい。Ｆｅ－ｒｅｄｏｘの調節は還元剤あるいは酸化剤の投入量を調節すること等により達成され得ることが当業者に理解される。
本発明の実施形態によるガラス板は、酸化物基準の質量百分率表示で、ＴｉＯ２を０．６５～１．５％含む。ＴｉＯ２は、ＴｅおよびＴｖ＿Ａを下げる作用を有し、また、緑ないし黄の着色成分としても作用する。つまり、黄緑の色調を得るためには必須の成分である。乗物等の窓ガラスにおいては、Ｔｅが低いことが求められるが、Ｔｖ＿Ａが下がることは望ましくない。従って他成分および他要素とのバランスを見極めてＴｉＯ２含有量の最適範囲を見出すことは従来困難であった。
ＴｉＯ２の含有量が０．６５％以上であれば、Ｆｅ２Ｏ３の含有量と前述のＦｅ－ｒｅｄｏｘの調整により目的とする黄緑の色調のガラス板が得られる。ＴｉＯ２の含有量は、０．７０％以上が好ましく、０．７５％以上がより好ましく、０．７８％以上がさらに好ましく、０．８０％以上が特に好ましい。また、ＴｉＯ２の含有量が１．５％以下であれば、Ｔｖ＿Ａが低くなり過ぎない。ＴｉＯ２の含有量は、１．２％以下が好ましく、１．０％以下がより好ましく、０．９５％以下がさらに好ましく、０．９０％以下が特に好ましく、０．８５％以下が最も好ましい。
ＴｉＯ２の含有量が０．６５％以上であれば、Ｆｅ２Ｏ３の含有量と前述のＦｅ－ｒｅｄｏｘの調整により目的とする黄緑の色調のガラス板が得られる。ＴｉＯ２の含有量は、０．７０％以上が好ましく、０．７５％以上がより好ましく、０．７８％以上がさらに好ましく、０．８０％以上が特に好ましい。また、ＴｉＯ２の含有量が１．５％以下であれば、Ｔｖ＿Ａが低くなり過ぎない。ＴｉＯ２の含有量は、１．２％以下が好ましく、１．０％以下がより好ましく、０．９５％以下がさらに好ましく、０．９０％以下が特に好ましく、０．８５％以下が最も好ましい。
本発明の実施形態によるガラス板は、酸化物基準の質量百分率表示におけるｔ－Ｆｅ２Ｏ３の含有量とＴｉＯ２の含有量との比（ｔ－Ｆｅ２Ｏ３／ＴｉＯ２）が０．３～１．１であることが好ましい。ｔ－Ｆｅ２Ｏ３／ＴｉＯ２が０．３～１．１の範囲であれば、Ｔｖ＿Ａが低くなり過ぎずに目的とする黄緑の色調のガラス板が得られやすい。ｔ－Ｆｅ２Ｏ３／ＴｉＯ２は０．５以上がより好ましく、０．６以上がさらに好ましく、０．６５以上が特に好ましく、０．６８以上が最も好ましい。また、ｔ－Ｆｅ２Ｏ３／ＴｉＯ２は１．０以下がより好ましく、０．９以下がさらに好ましく、０．８以下が特に好ましく、０．７５以下が最も好ましい。
本発明の実施形態によるガラス板は、下記式（２）で表されるＡが２０～５０であることが好ましい。Ａが２０～５０の範囲であれば、Ｔｖ＿Ａが低くなり過ぎずに目的とする黄緑の色調のガラス板が得られやすい。
Ａ＝（［ｔ－Ｆｅ２Ｏ３］×Ｆｅ－ｒｅｄｏｘ）／［ＴｉＯ２］ 式（２）
ここで、［ｔ－Ｆｅ２Ｏ３］はｔ－Ｆｅ２Ｏ３の含有量（単位：質量％）、Ｆｅ－ｒｅｄｏｘ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（単位：％）であり、上記式（１）により算出される。［ＴｉＯ２］はＴｉＯ２の含有量（単位：質量％）である。Ａは２５以上がより好ましく、３０以上がさらに好ましく、３３以上が特に好ましく、３５以上が最も好ましい。また、Ａは４５以下がより好ましく、４２以下がさらに好ましく、４０以下が特に好ましく、３８以下が最も好ましい。
Ａ＝（［ｔ－Ｆｅ２Ｏ３］×Ｆｅ－ｒｅｄｏｘ）／［ＴｉＯ２］ 式（２）
ここで、［ｔ－Ｆｅ２Ｏ３］はｔ－Ｆｅ２Ｏ３の含有量（単位：質量％）、Ｆｅ－ｒｅｄｏｘ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（単位：％）であり、上記式（１）により算出される。［ＴｉＯ２］はＴｉＯ２の含有量（単位：質量％）である。Ａは２５以上がより好ましく、３０以上がさらに好ましく、３３以上が特に好ましく、３５以上が最も好ましい。また、Ａは４５以下がより好ましく、４２以下がさらに好ましく、４０以下が特に好ましく、３８以下が最も好ましい。
本発明の実施形態によるガラス板は、ＣｅＯ２を含んでもよい。ＣｅＯ２は紫外線透過率を低下させる作用を提供する。
本発明の実施形態によるガラス板において、ＣｅＯ２を含む場合、ＣｅＯ２の含有量は、酸化物基準の質量％表示で０．１％以上が好ましく、０．４％以上がより好ましく、０．７％以上がさらに好ましく、１．０％以上が特に好ましく、１．２％以上が最も好ましい。ＣｅＯ２は高価であり、また多すぎると可視光透過率も減少させてしまうため、ＣｅＯ２の含有量は２．０％以下が好ましく、１．８％以下がより好ましく、１．５％以下がさらに好ましく、１．４％以下が特に好ましく、１．３％以下が最も好ましい。
本発明の実施形態によるガラス板において、ＣｅＯ２を含む場合、ＣｅＯ２の含有量は、酸化物基準の質量％表示で０．１％以上が好ましく、０．４％以上がより好ましく、０．７％以上がさらに好ましく、１．０％以上が特に好ましく、１．２％以上が最も好ましい。ＣｅＯ２は高価であり、また多すぎると可視光透過率も減少させてしまうため、ＣｅＯ２の含有量は２．０％以下が好ましく、１．８％以下がより好ましく、１．５％以下がさらに好ましく、１．４％以下が特に好ましく、１．３％以下が最も好ましい。
本発明の実施形態によるガラス板は、ＳＯ３を含有してもよい。ＳＯ３は主として、清澄剤として用いられる芒硝（Ｎａ２ＳＯ４）に由来する。
本発明の実施形態によるガラス板において、ＳＯ３の含有量は、酸化物基準の質量％表示で、０．００１～０．２％が好ましい。ＳＯ３の含有量が０．００１％以上であれば、ガラス溶融時の清澄効果が良く、泡が少なくなる。ＳＯ３の含有量は、０．００３％以上が好ましく、０．０１％以上がより好ましく、０．０２％以上がさらに好ましい。ＳＯ３の含有量が０．２％以下であれば、ＳＯ２のガス成分が気泡としてガラス中に残りにくい。ＳＯ３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、０．０３％以下がさらに好ましい。
本発明の実施形態によるガラス板において、ＳＯ３の含有量は、酸化物基準の質量％表示で、０．００１～０．２％が好ましい。ＳＯ３の含有量が０．００１％以上であれば、ガラス溶融時の清澄効果が良く、泡が少なくなる。ＳＯ３の含有量は、０．００３％以上が好ましく、０．０１％以上がより好ましく、０．０２％以上がさらに好ましい。ＳＯ３の含有量が０．２％以下であれば、ＳＯ２のガス成分が気泡としてガラス中に残りにくい。ＳＯ３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、０．０３％以下がさらに好ましい。
本発明の実施形態によるガラス板は、ＳｎＯ２を含有してもよい。ＳｎＯ２は清澄剤として作用する。また、ＳｎＯ２は酸化剤として作用するため、Ｆｅ－ｒｅｄｏｘの調整にも寄与する。
本発明の実施形態によるガラス板において、ＳｎＯ２の含有量は、酸化物基準の質量％表示で、０．０２～１％が好ましい。ＳｎＯ２の含有量が０．０２％以上であれば、ガラス溶融時の清澄効果が良く、泡が少なくなる。ＳｎＯ２の含有量は、０．１％以上であってもよく、０．２％以上であってもよく、０．３％以上であってもよい。また、ＳｎＯ２の含有量が１％以下であれば、原料コストを抑えることができ、製造ラインでの揮散が少ない。ＳｎＯ２の含有量は、０．７％以下がより好ましく、０．５％以下がさらに好ましく、０．４％以下が特に好ましい。
本発明の実施形態によるガラス板において、ＳｎＯ２の含有量は、酸化物基準の質量％表示で、０．０２～１％が好ましい。ＳｎＯ２の含有量が０．０２％以上であれば、ガラス溶融時の清澄効果が良く、泡が少なくなる。ＳｎＯ２の含有量は、０．１％以上であってもよく、０．２％以上であってもよく、０．３％以上であってもよい。また、ＳｎＯ２の含有量が１％以下であれば、原料コストを抑えることができ、製造ラインでの揮散が少ない。ＳｎＯ２の含有量は、０．７％以下がより好ましく、０．５％以下がさらに好ましく、０．４％以下が特に好ましい。
本発明の実施形態によるガラス板は、上述したものの他にさらなる着色成分、例えばＣｏＯ、Ｓｅ、ＭｎＯ２、ＭｎＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、ＮｉＯ、Ｅｒ２Ｏ３を含有してもよいが、さらなる着色成分を含有しなくてもよい。本発明の実施形態のガラス板は、酸化物基準の質量％表示で、好ましくは、ＭｎＯ２、ＭｎＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、ＮｉＯ、Ｅｒ２Ｏ３を実質的に含有しない。実質的に含有しないとは、不可避的な不純物として混入する場合を除き含有しないことを意味し、具体的にはＣｏＯの含有量が０．００１０％以下、好ましくは０．０００５％以下、より好ましくは０．０００１％以下、さらに好ましくは０．００００１％以下であり、Ｓｅの含有量が０．００１０％以下、好ましくは０．０００５％以下、より好ましくは０．０００１％以下、さらに好ましくは０．００００１％以下であり、ＭｎＯ２及びＭｎＯの含有量の合計が０．００１５％以下、好ましくは０．００１％以下、より好ましくは０．０００５％以下であり、Ｃｒ２Ｏ３およびＮｉＯの含有量がそれぞれ０．００１５％以下、好ましくは０．００１％以下、より好ましくは０．０００５％以下であり、Ｖ２Ｏ５の含有量が０．０１％以下、好ましくは０．００５％以下、より好ましくは０．００３％以下であり、Ｅｒ２Ｏ３の含有量が０．００８％以下、好ましくは０．００５％以下、より好ましくは０．００３％以下であることをいう。
本発明の実施形態によるガラス板の可視光透過率Ｔｖ＿Ａは、ガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で６５％以上である。Ｔｖ＿Ａは、ガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で７０％以上が好ましく、７２％以上がより好ましい。Ｔｖ＿Ａの上限は特に限定されないが、ガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で９０％以下であってもよく、８０％以下であってもよく、７８％以下であってもよい。
本発明の実施形態によるガラス板の日射透過率Ｔｅは、ガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で５０％以下である。Ｔｅは、ガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で４８％以下が好ましく、４６％以下がより好ましく、４４％以下がさらに好ましく、４２％以下が特に好ましく、４０％以下が最も好ましい。Ｔｅの下限は特に限定されないが、ガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で２５％以上であってもよく、２８％以上であってもよく、３０％以上であってもよく、３２％以上であってもよい。
乗物等の窓ガラスは、車両内の人体や備品を紫外線から守る役割も果たす。本発明の実施形態によるガラス板の紫外線透過率Ｔｕｖは、ガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で２０％以下が好ましく、１５％以下がより好ましく、１３％以下がさらに好ましく、１２％以下が特に好ましく、１１％以下が最も好ましい。Ｔｕｖの下限は特に限定されないが、ガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で１％以上であってもよく、３％以上であってもよく、４％以上であってもよく、５％以上であってもよい。
本発明の実施形態によるガラス板の透過光の主波長Ｄｗは、ガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で５０８～５８０ｎｍである。Ｄｗが５０８～５８０ｎｍであれば、目的とする黄緑の色調のガラス板が得られる。Ｄｗは５１０ｎｍ以上が好ましく、５１２ｎｍ以上がより好ましく、５１３ｎｍ以上がさらに好ましく、５１５ｎｍ以上が特に好ましい。また、Ｄｗは５２０ｎｍ以上であってもよく、５３０ｎｍ以上であってもよく、５４０ｎｍ以上であってもよい。また、Ｄｗは５７０ｎｍ以下が好ましく、５６０ｎｍ以下がより好ましく、５５０ｎｍ以下がさらに好ましく、５４０ｎｍ以下が特に好ましく、５３０ｎｍ以下が最も好ましい。また、Ｄｗは５２５ｎｍ以下であってもよく、５２０ｎｍ以下であってもよい。
本発明の実施形態によるガラス板の刺激純度Ｐｅは、ガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で２０％以下が好ましい。Ｐｅは１５％以下がより好ましく、１０％以下がさらに好ましく、５％以下が特に好ましく、３％以下が最も好ましい。Ｐｅの下限は特に限定されないが、ガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で０．５％以上であってもよく、１．０％以上であってもよく、２．０％以上であってもよく、２．５％以上であってもよい。
本発明の実施形態によるガラス板は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間におけるａ＊がガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で－１３．５～－８であることが好ましい。ａ＊は－１２以上であってもよく、－１１以上であってもよく、－１０以上であってもよい。また、ａ＊は－９以下であってもよく、－９．５以下であってもよい。
ｂ＊はガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で２～８であることが好ましい。ｂ＊は２．５以上であってもよく、３以上であってもよい。また、ｂ＊は６以下であってもよく、５以下であってもよく、４以下であってもよい。
ガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で、ａ＊が－１１～－９であり、かつｂ＊が３～４であることが特に好ましい。
Ｌ＊はガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で８５～９０であることが好ましい。Ｌ＊は８６以上であってもよく、８８以上であってもよい。また、Ｌ＊は８９以下であってもよい。
ｂ＊はガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で２～８であることが好ましい。ｂ＊は２．５以上であってもよく、３以上であってもよい。また、ｂ＊は６以下であってもよく、５以下であってもよく、４以下であってもよい。
ガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で、ａ＊が－１１～－９であり、かつｂ＊が３～４であることが特に好ましい。
Ｌ＊はガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で８５～９０であることが好ましい。Ｌ＊は８６以上であってもよく、８８以上であってもよい。また、Ｌ＊は８９以下であってもよい。
本発明のガラス板は、乗物用、建築用のいずれにも用いることができ、特に自動車用のフロントガラス、サイドガラス、リアガラス、ルーフガラス等として好適である。自動車用の窓ガラスとして用いる場合は、必要に応じて、複数のガラス板を中間膜を介して挟んだ合わせガラス、平面状のガラスを曲面に加工したガラス、強化処理をしたガラスとして用いる。また、建築用の複層ガラスとして用いる場合、２枚の本発明のガラス板からなる複層ガラス、または本発明のガラス板と他のガラス板との複層ガラスとして用いる。
本発明のガラス板は、たとえば、下記の工程（ｉ）～（ｖ）を順に経て製造される。
（i）目標とするガラス組成になるように、珪砂、その他のガラス母組成原料、鉄源、チタン源等の着色成分原料、還元剤、清澄剤等を混合し、ガラス原料を調製する。
（ii）ガラス原料を連続的に溶融窯に供給し、重油等により約１４００℃～１６００℃（例えば、約１５００℃）に加熱し溶融させて溶融ガラスとする。
（iii）溶融ガラスを清澄した後、フロート法等のガラス板成形法により所定の厚さのガラス板に成形する。
（iv）ガラス板を徐冷した後、所定の大きさに切断し、本発明のガラス板とする。
（v）必要に応じて、切断したガラス板を強化処理してもよく、合わせガラスに加工してもよく、複層ガラスに加工してもよい。
（i）目標とするガラス組成になるように、珪砂、その他のガラス母組成原料、鉄源、チタン源等の着色成分原料、還元剤、清澄剤等を混合し、ガラス原料を調製する。
（ii）ガラス原料を連続的に溶融窯に供給し、重油等により約１４００℃～１６００℃（例えば、約１５００℃）に加熱し溶融させて溶融ガラスとする。
（iii）溶融ガラスを清澄した後、フロート法等のガラス板成形法により所定の厚さのガラス板に成形する。
（iv）ガラス板を徐冷した後、所定の大きさに切断し、本発明のガラス板とする。
（v）必要に応じて、切断したガラス板を強化処理してもよく、合わせガラスに加工してもよく、複層ガラスに加工してもよい。
ガラス母組成原料としては、珪砂、ソーダ灰、石灰石、長石等、通常のソーダライムシリカガラスの原料として用いられているものが挙げられる。
鉄源としては、鉄粉、酸化鉄粉、ベンガラ等が挙げられる。
チタン源としては、酸化チタン等が挙げられる。
セリウム源としては、酸化セリウム等が挙げられる。
還元剤としては、炭素、コークス等が挙げられる。還元剤は、溶融ガラス中の鉄の酸化を抑制し、目標のＦｅ－ｒｅｄｏｘとなるように調整するためのものである。
この他に、還元剤や清澄剤としてＳｎＯ２を用いてもよく、清澄剤としてＳＯ３を用いてもよい。
鉄源としては、鉄粉、酸化鉄粉、ベンガラ等が挙げられる。
チタン源としては、酸化チタン等が挙げられる。
セリウム源としては、酸化セリウム等が挙げられる。
還元剤としては、炭素、コークス等が挙げられる。還元剤は、溶融ガラス中の鉄の酸化を抑制し、目標のＦｅ－ｒｅｄｏｘとなるように調整するためのものである。
この他に、還元剤や清澄剤としてＳｎＯ２を用いてもよく、清澄剤としてＳＯ３を用いてもよい。
以下、実施例を挙げて本発明の実施形態を具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
例１～４５、４７～４９は実施例であり、例４６、５０、５１は比較例である。例４６は、特許文献１に記載された例１に相当する。
例１～４５、４７～４９は実施例であり、例４６、５０、５１は比較例である。例４６は、特許文献１に記載された例１に相当する。
下記表１～５に示したガラス組成となるように、白金坩堝に原料を投入して１４８０℃で３時間溶融した。溶融後、カーボン板上に溶融液を流し出して徐冷して、ガラス板を製造した。得られたガラス板の両面を研磨し、厚さ３．９ｍｍのガラス板を得た。
蛍光Ｘ線装置（ＸＲＦ）（リガク社製、ＺＳＸ１００ｅ）を用いて、上記で得られたガラス板の表面における各成分のＸ線強度を測定して定量分析を行い、上記組成を確認した。また、分光光度計（日立ハイテクノロジーズ社製、Ｕ－４１００）により１ｎｍごとに透過率を測定し、波長１０００ｎｍの透過率から上記式（１）にしたがい、Ｆｅ－ｒｅｄｏｘを算出した。また、表に示す光学的特性を求めた。
表１～５より、例１～４５、４７～４９のガラス板は、高い遮熱性、すなわち５０％以下の日射透過率Ｔｅを有しながら、高い可視光透過性を維持し、かつ、５０８～５８０ｎｍの主波長Ｄｗで表される黄緑の色調を有していることがわかる。
それに対し、例４６、５０のガラス板は、遮熱性の基準は満たされているものの、ＴｉＯ２の含有量が０．６５％未満であるため、Ｄｗが５０８ｎｍ未満であり、望ましい黄緑の色調が達成されていない。
例５１のガラス板は、ＭｇＯ／ＲＯが０．２０超であるため、日射透過率Ｔｅが５０％超であり、遮熱性の基準を満たさなかった。
それに対し、例４６、５０のガラス板は、遮熱性の基準は満たされているものの、ＴｉＯ２の含有量が０．６５％未満であるため、Ｄｗが５０８ｎｍ未満であり、望ましい黄緑の色調が達成されていない。
例５１のガラス板は、ＭｇＯ／ＲＯが０．２０超であるため、日射透過率Ｔｅが５０％超であり、遮熱性の基準を満たさなかった。
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変更や修正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。本出願は、２０１７年１２月１９日出願の日本特許出願２０１７－２４２４４９に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本発明のガラス板は、低い日射透過率および高い可視光透過率を同時に満足しつつ、透過光が黄緑の色調を有している。そのため、車両用、建築用のガラス板として有用であり、特に自動車用のガラス板として好適である。
Claims (8)
- 酸化物基準の質量百分率表示で、
ＳｉＯ２ ：６５～７５％、
Ａｌ２Ｏ３ ：０～２０％、
ＭｇＯ ：０～５％、
ＣａＯ ：２～２０％、
Ｎａ２Ｏ ：５～２０％、
Ｋ２Ｏ ：０～１０％、
Ｆｅ２Ｏ３に換算した全鉄：０．２～１．０％、
ＴｉＯ２ ：０．６５～１．５％、
ＣｅＯ ２ ：０．１～２．０％を含み、
酸化物基準の質量百分率表示におけるＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの総量をＲＯとしたときに、ＭｇＯの含有量とＲＯとの比（ＭｇＯ／ＲＯ）が０．２０以下であり、
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（Ｆｅ－ｒｅｄｏｘ）が３０～５７％であり、
下記式で表されるＡが２０～４０であり、
ＪＩＳ Ｒ ３１０６（１９９８）規定の可視光透過率Ｔｖ＿Ａが、ガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で６５％以上であり、
ＩＳＯ－９０５０（２００３）規定の日射透過率Ｔｅが、ガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で５０％以下であり、
ＪＩＳ Ｚ ８７０１（１９９９）規定の透過光の主波長Ｄｗが、ガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で５０８～５８０ｎｍであるガラス板。
Ａ＝（［ｔ－Ｆｅ ２ Ｏ ３ ］×Ｆｅ－ｒｅｄｏｘ）／［ＴｉＯ ２ ］
ここで、［ｔ－Ｆｅ ２ Ｏ ３ ］はｔ－Ｆｅ ２ Ｏ ３ の含有量（単位：質量％）、［ＴｉＯ ２ ］はＴｉＯ ２ の含有量（単位：質量％）である。 - 酸化物基準の質量百分率表示におけるＦｅ２Ｏ３に換算した全鉄（ｔ－Ｆｅ２Ｏ３）の含有量とＴｉＯ２の含有量との比（ｔ－Ｆｅ２Ｏ３／ＴｉＯ２）が０．３～１．１である請求項１に記載のガラス板。
- 酸化物基準の質量百分率表示におけるＦｅ ２ Ｏ ３ に換算した全鉄（ｔ－Ｆｅ ２ Ｏ ３ ）の含有量とＴｉＯ ２ の含有量との比（ｔ－Ｆｅ ２ Ｏ ３ ／ＴｉＯ ２ ）が０．３～０．７５である請求項２に記載のガラス板。
- ＩＳＯ－９０５０（２００３）規定の紫外線透過率Ｔｕｖがガラス板の３．９ｍｍ厚さ換算値で２０％以下である請求項１～３のいずれか一項に記載のガラス板。
- 酸化物基準の質量百分率表示で、ＴｉＯ２を１．０％以下含む請求項１～４のいずれか一項に記載のガラス板。
- 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４５～５７％である請求項１～５のいずれか一項に記載のガラス板。
- 前記Ａが２０～３８である請求項１～６のいずれか一項に記載のガラス板。
- 酸化物基準の質量百分率表示で、ＴｉＯ ２ を０．８１％以上含む請求項１～７のいずれか一項に記載のガラス板。
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