JPH0959036A - 紫外線赤外線吸収ガラス - Google Patents
紫外線赤外線吸収ガラスInfo
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Abstract
ガラスに好適に用いられる緑色系の色調を有する紫外線
赤外線吸収ガラスを提供する。 【構成】 重量%で表示して、65〜80%のSi
O2、0〜5%のAl2O3、0〜10%のMgO、5〜
15%のCaO、10〜18%のNa2O、0〜5%の
K2O、5〜15%のMgO+CaO、10〜20%の
Na2O+K2O及び0〜5%のB2O3からなる基礎ガラ
ス組成と、着色成分として、0.75〜0.95%のF
e2O3に換算した全酸化鉄(T−Fe2O3)、1.2〜
1.4%のCeO2、及び0〜0.5%のTiO2からな
り、且つ以下の式を満足することを特徴とする紫外線赤
外線吸収ガラスである。 (0.2×CeO2−0.04)≦FeO/T−Fe2O
3の比≦(0.2×CeO2+0.08)
Description
紫外線赤外線吸収ガラスに関する。
う内装材の劣化防止の要請や冷房負荷低減の観点から、
自動車用窓ガラスとして紫外線赤外線吸収能を付与した
緑色系色調を有するガラスが提案されている。
つ全太陽光エネルギー透過率を約46%以下に制限し、
更に自動車内からの視野確保のため少なくとも70%の
可視光透過率を有したものが知られている。また、この
ような緑色系自動車用ガラスの色調としては青味を帯び
た緑色が好まれる傾向にある。
ガラス中に導入された酸化鉄のうち酸化第一鉄(Fe
O)の絶対量を増加させればよいことが知られており、
過去に提案された赤外線吸収ガラスの殆どはこの方法を
採用している。
について種々提案されている。例えば、特開平3−18
7946号公報に開示された緑色系の色調を有する紫外
線赤外線吸収ガラスは、酸化セリウム及び酸化チタンを
用いるものである。すなわち、母組成として重量百分率
で表示して65〜75%のSiO2、0〜3%のAl2O
3、1〜5%のMgO、5〜15%のCaO、10〜1
5%のNa2O、及び0〜4%のK2Oを含むガラス中
に、着色成分として0.51〜0.96%で、且つFe
O/T−Fe2O3比(T−Fe2O3はFe2O3に換算し
た全酸化鉄を示す)が0.23〜0.29であるFe2
O3に換算した全酸化鉄、0.2〜1.4%のCeO2、
及び0〜0.85のTiO2を含有させている。
された緑色系の色調を有する紫外線吸収ガラスは、ソー
ダ−石灰−シリカ系の母ガラス組成に、着色成分として
0.53〜0.70%で、且つ重量百分率で表示してF
eO/T−Fe2O3比が0.30〜0.40であるFe
2O3に換算した全酸化鉄、0.5〜0.8%のCe
O2、及び0.2〜0.4のTiO2を含有させている。
開示された緑色系の色調を有する紫外線吸収ガラスは、
ソーダ−石灰−シリカ系の母ガラス組成に、着色成分と
して0.75%以上で、且つ重量百分率で表示してFe
O/T−Fe2O3比が0.22〜0.29であるFe2
O3に換算した全酸化鉄、及び0.8〜1.2%のCe
O2を含有させている。
化セリウムの含有量を減じた紫外線赤外線吸収ガラスが
提案されている。
は、ソーダ−石灰−シリカ系の母ガラス組成に、着色成
分として0.85%を越え、且つ重量百分率で表示して
FeO/T−Fe2O3比が0.275より小さいFe2
O3に換算した全酸化鉄、及び0.5%未満のCeO2を
含有させることにより、緑色系の色調を有する紫外線吸
収ガラスについて記載されている。
赤外線吸収ガラスにおいては、紫外線吸収能はFe
2O3、CeO2、TiO2の各々、及びそれらの間の相互
作用による紫外線吸収によって付与される。これらの成
分のうち、とりわけ自動車用窓ガラスとしては好まれな
い黄色味を帯びた色調を与えずに、最も紫外線吸収能を
高めることができるのはCeO2である。しかしなが
ら、CeO2は高価であり、その使用量をできるだけ少
なく抑えるため、CeO2の含有量を減らし、その分紫
外線吸収能が低下するのをFe2O3、TiO2で補うと
いう組成の調整が行われる。しかし、Fe2O3の紫外線
吸収あるいはTiO2のFeOとの相互作用による紫外
線吸収は可視域まで尾を引いているため、ガラスの紫外
線吸収を高めようとすると、可視光の短波長域の透過率
も同時に低下し、ガラスの色調は黄色味を帯びたものと
なる。
みなされたものであって、ガラスに自動車用ガラスとし
て好ましくない黄色味を帯びさせること無く優れた紫外
線赤外線吸収ガラスを提供することを目的とする。
で表示して、65〜80%のSiO2、0〜5%のAl2
O3、0〜10%のMgO、5〜15%のCaO、10
〜18%のNa2O、0〜5%のK2O、5〜15%のM
gO+CaO、10〜20%のNa2O+K2O及び0〜
5%のB2O3からなる基礎ガラス組成と、着色成分とし
て、0.75〜0.95%のFe2O3に換算した全酸化
鉄、1.2〜1.4%のCeO2、及び0〜0.5%の
TiO2からなり、且つ以下の式を満足することを特徴
とする紫外線赤外線吸収ガラスである。 (0.2×CeO2−0.04)≦FeO/T−Fe2O
3の比≦(0.2×CeO2+0.08)
て、65〜80%のSiO2、0〜5%のAl2O3、0
〜10%のMgO、5〜15%のCaO、10〜18%
のNa2O、0〜5%のK2O、5〜15%のMgO+C
aO、10〜20%のNa2O+K2O及び0〜5%のB
2O3からなる基礎ガラス組成と、着色成分として、0.
60〜0.85%のFe2O3に換算した全酸化鉄、1.
4〜1.7%のCeO2、及び0〜0.5%のTiO2か
らなり、且つ以下の式を満足することを特徴とする紫外
線赤外線吸収ガラスである。 (0.2×CeO2−0.04)≦FeO/T−Fe2O
3の比≦(0.2×CeO2+0.08)
吸収ガラスは、重量%で表示して、65〜80%のSi
O2、0〜5%のAl2O3、0〜10%のMgO、5〜
15%のCaO、10〜18%のNa2O、0〜5%の
K2O、5〜15%のMgO+CaO、10〜20%の
Na2O+K2O及び0〜5%のB2O3からなる基礎ガラ
ス組成と、着色成分として、0.75〜0.95で、且
つFeO/T−Fe2O3の比が0.25〜0.29のF
e2O3に換算した全酸化鉄、1.2〜1.4%のCeO
2、及び0〜0.5%のTiO2からなることが好まし
い。
収ガラスは、重量%で表示して、65〜80%のSiO
2、0〜5%のAl2O3、0〜10%のMgO、5〜1
5%のCaO、10〜18%のNa2O、0〜5%のK2
O、5〜15%のMgO+CaO、10〜20%のNa
2O+K2O及び0〜5%のB2O3からなる基礎ガラス組
成と、着色成分として、0.60〜0.80%で、且つ
FeO/T−Fe2O3の比が0.30〜0.35のFe
2O3に換算した全酸化鉄、1.4〜1.7%のCe
O2、及び0〜0.5%のTiO2からなることが好まし
い。
吸収ガラスは、重量%で表示して、65〜80%のSi
O2、0〜5%のAl2O3、0〜10%のMgO、5〜
15%のCaO、10〜18%のNa2O、0〜5%の
K2O、5〜15%のMgO+CaO、10〜20%の
Na2O+K2O及び0〜5%のB2O3からなる基礎ガラ
ス組成と、着色成分として、0.65〜0.85%で、
且つFeO/T−Fe2O3の比が0.30〜0.35の
Fe2O3に換算した全酸化鉄、1.4〜1.6%のCe
O2、及び0〜0.5%のTiO2からなることが好まし
い。
吸収ガラスは、4mm厚みに換算したガラスのA光源を
用いて380〜770nmの波長域で測定した可視光透
過率が70%以上、C光源を用いて380〜770nm
の波長域で測定した主波長が495〜520nm、刺激
純度が2.0〜3.5%、及び300〜2100nmの
波長域で測定した全太陽光エネルギー透過率が48%未
満の光学特性を有することが好ましい。また、300〜
400nmの波長域で測定した全太陽紫外線透過率が3
0%未満の光学特性を有することが好ましく、中でも2
8%未満が望ましい。
線赤外線吸収ガラスは、4mm厚みに換算したガラスの
波長370nmにおける紫外線透過率が24%未満であ
ることが好ましい。
赤外線吸収ガラスの基礎ガラス組成の限定理由について
説明する。但し、以下の組成は重量%で表示したもので
ある。
である。SiO2が65%未満ではガラスの耐久性が低
下し、80%を越えるとガラスの溶解が困難になる。
分であるが、5%を越えるとガラスの溶解が困難にな
る。好ましくは0.1〜2%の範囲である。
せるとともに、成形時の失透温度、粘度を調整するのに
用いられる。MgOが10%を越えると失透温度が上昇
する。CaOが5%未満または15%を越えると失透温
度が上昇する。MgOとCaOの合計が5%未満ではガ
ラスの耐久性が低下し、15%を越えると失透温度が上
昇する。
て用いられる。Na2Oが10%未満あるいはNa2Oと
K2Oとの合計が10%未満では溶解促進効果が乏し
く、Na2Oが18%を越えるか、またはNa2OとK2
Oの合計が20%を越えるとガラスの耐久性が低下す
る。K2OはNa2Oに比して原料が高価であるため、5
%を越えるのは好ましくない。
いは溶解助剤としても使用される成分であるが、紫外線
の吸収を強める働きもある。5%を越えると紫外域の透
過率の低下が可視域まで及ぶようになり、色調が黄色味
を帯び易くなると共に、B2O3の揮発等による成形時の
不都合が生じるので5%を上限とする。
の状態で存在する。Fe2O3はCeO2、TiO2と共に
紫外線吸収能を高める成分であり、FeOは熱線吸収能
を高める成分である。
e2O3の比が次式、(0.2×CeO2−0.04)≦
FeO/T−Fe2O3の比≦(0.2×CeO2+0.
08)を満足するように設定される。この場合のFeO
の量としては、Fe2O3に換算した数値を用いる。この
とき、所望の全太陽光エネルギー吸収能を得るために
は、全鉄量を0.75〜0.95%の範囲とする。な
お、FeO/T−Fe2O3の比は0.25〜0.29の
範囲であるのがより好ましい。このような全鉄量及びF
eO/T−Fe2O3の比の範囲内において、さらに所望
の紫外線吸収能を得ために、CeO2の量は1.2〜
1.4%の範囲とする。CeO2の量が1.2%未満で
は紫外線吸収効果が十分でなく、1.4%を越えると可
視光線の短波長側の吸収が大きくなり過ぎ、ガラスが黄
色味を帯びる(つまり、主波長が520nmを越えて、
自動車用等のガラスとしては好ましくない程に黄色味を
帯びる)ため、所望の可視光透過率、主波長が得られな
くなる。さらに、ガラスが黄色味を帯びるのを実質的に
抑制し、より良好な紫外線吸収能を得るには、CeO2
の量は1.22〜1.4%の範囲であるのが好ましい。
eO/T−Fe2O3の比が次式、(0.2×CeO2−
0.04)≦FeO/T−Fe2O3の比≦(0.2×C
eO2+0.08)の式を満足するように設定される。
この場合においてもFeOの量としては、Fe2O3に換
算した数値を用いる。このとき、所望の全太陽光エネル
ギー吸収能を得るためには、全鉄量を0.60〜0.8
5%の範囲とする。なお、FeO/T−Fe2O3の比は
0.30〜0.35の範囲であるのがより好ましい。こ
のような全鉄量及びFeO/T−Fe2O3の比の範囲内
において、さらに所望の紫外線吸収能を得るために、C
eO2の量は1.4〜1.7%の範囲とする。CeO2の
量が1.4%未満では紫外線吸収効果が十分でなく、
1.7%を越えると可視光線の短波長側の吸収が大きく
なり過ぎ、ガラスが黄色味を帯びる(つまり、主波長が
520nmを越えて、自動車用等のガラスとしては好ま
しくない程に黄色味を帯びる)ため、所望の可視光透過
率、主波長が得られなくなる。さらに、ガラスが黄色味
を帯びるのを実質的に抑制し、より良好な紫外線吸収能
を得るために全鉄量を0.60〜0.80%の範囲とす
ると共に、CeO2の量を1.5〜1.7%の範囲とす
るのが好ましい。
てガラスが黄色味を帯びるのを実質的に抑制し、より良
好な紫外線吸収能を得るために全鉄量を0.65〜0.
85%の範囲としたときは、CeO2の量は1.4〜
1.6%の範囲とするのが好ましい。
項として、TiO2は必須成分ではないが、本発明が目
的とする光学特性を損なわない範囲で紫外線吸収能を高
めるために少量加えることができる。その上限量は0.
5%で、これを越えるとガラスが黄色味を帯び易くな
る。さらに、上記の組成範囲のガラスに、着色剤として
CoO、NiO、MnO、V2O5、MoO3等、また還
元剤としてSnO2を1種類または2種類以上の合計量
で0〜1%の範囲で、本発明が目的とする緑色系の色調
を損なわない範囲で添加しても良い。特にCoOは青色
の色調を与えるので、Fe2O3、CeO2、TiO2の量
の増加によりガラスの色調が黄色味を帯びるのを抑制す
るのに有効であり、その好ましい範囲は3〜20ppm
である。
の色調を有しており、高い紫外線吸収能、赤外線吸収能
及び可視光透過率、とりわけ優れた紫外線吸収能を発揮
する。
カガラスバッチ成分に、酸化第二鉄、酸化チタン、酸化
セリウム及び炭素系還元剤を適宜混合し、この原料を電
気炉中で1500℃に加熱、溶融した。4時間溶融した
後、ステンレス板上にガラス素地を流し出し、室温まで
徐冷して厚さ約6mmのガラス板を得た。次いで、この
ガラス板を厚さが4mmになるように研磨して、本実施
例のサンプルとした。得られたサンプルの光学特性とし
て、A光源を用いて測定した可視光透過率(YA)、全
太陽光エネルギー透過率(TG)、紫外線透過率(TU
V)、C光源を用いて測定した主波長(DW)、刺激純度
(Pe)を測定した。また、紫外線透過のもう一つの尺
度として、透過率曲線における吸収端からの急激な立ち
上がりの途中で紫外線透過率の変化がその変化として敏
感に現れる370nmの透過率(T370)を測定した。
濃度、FeO/T−Fe2O3比、TiO2濃度、CeO2
濃度及びその光学特性値を示す。表中の濃度はいずれも
重量%表示である。
成である。表1から明らかなように、本実施例1〜7の
サンプルはいずれも厚さ4mmでA光源を用いて測定し
た可視光透過率(YA)が70%以上、C光源を用いて
測定した主波長(DW)が495〜520nm、刺激純
度(Pe)が2.0〜3.5%、全太陽光エネルギー透
過率(TG)が48%未満、紫外線透過率(TUV)が3
0%未満の光学特性を有するガラスである。また、この
うち実施例1〜5はより好ましい範囲である請求項3の
範囲内の組成であるが、いずれも紫外線透過率(TUV)
が28%未満、370nmの透過率(T370)が24%未
満の光学特性を有するガラスであり、実施例6、7に比
べて紫外線吸収能に優れているガラスであることが分か
る。従って、とりわけ実施例1〜5のガラスを自動車用
等車両用窓ガラスや建築物用窓ガラス等として用いた場
合には、室内内装材に対する優れた劣化防止効果が期待
される。また、それらの中で、CeO2量を1.22%
以上とすることにより、主波長(DW)が510nm以
下となり、CeO2量の1.20%から1.22%の狭
い範囲で主波長(DW)が大きく低下、すなわち黄色味
が抑制されることが分かる。
同様に、典型的なソーダ石灰シリカガラスバッチ成分
に、酸化第二鉄、酸化チタン、酸化セリウム及び炭素系
還元剤を適宜混合し、この原料を電気炉中で1500℃
に加熱、溶融した。4時間溶融した後、ステンレス板上
にガラス素地を流し出し、室温まで徐冷して厚さ約6m
mのガラス板を得た。次いで、このガラス板を厚さが4
mmになるように研磨して、本実施例のサンプルとし
た。得られたサンプルの光学特性として、A光源を用い
て測定した可視光透過率(YA)、全太陽光エネルギー
透過率(TG)、紫外線透過率(TUV)、C光源を用い
て測定した主波長(DW)、刺激純度(Pe)を測定し
た。また、紫外線透過のもう一つの尺度として、透過率
曲線における吸収端からの急激な立ち上がりの途中で紫
外線透過率の変化がその変化として敏感に現れる370
nmの透過率(T370)を測定した。
濃度、FeO/T−Fe2O3比、TiO2濃度、CeO2
濃度及びその光学特性値を示す。
組成である。表1から明らかなように、本実施例8〜1
5のサンプルはいずれも厚さ4mmでA光源を用いて測
定した可視光透過率(YA)が70%以上、C光源を用
いて測定した主波長(DW)が495〜520nm、刺
激純度(Pe)が2.0〜3.5%、全太陽光エネルギ
ー透過率(TG)が48%未満、紫外線透過率(TUV)
が30%未満の光学特性を有するガラスである。また、
このうち実施例8〜13はより好ましい範囲である請求
項4の範囲内の組成であるが、いずれも紫外線透過率
(TUV)が28%未満、370nmの透過率(T370)が
24%未満の光学特性を有するガラスであり、実施例1
4、15に比べて紫外線吸収能に優れているガラスであ
ることが分かる。従って、とりわけ実施例8〜13のガ
ラスを自動車用等車両用窓ガラスや建築物用窓ガラス等
として用いた場合には、室内内装材に対する優れた劣化
防止効果が期待される。
比較例を示す。比較例1〜5は、いずれも本発明の範囲
外の組成であり、このうち比較例1は本文中に引用した
特開平3−187946号公報中に実施例として挙げら
れている組成の一つである。
収能については本発明の実施例と同等以上であるが、C
光源での主波長(DW)が本発明の範囲の組成を有する
ガラス(すなわち、495〜520nm)に比べて大き
く越えており、色調が黄色味を帯びていることが分か
る。
は、いずれも紫外線透過率(TUV)が28%より大き
く、370nmの透過率(T370)が24%を越えてお
り、実施例に比べて紫外線吸収能が悪いことが分かる。
線吸収ガラスによれば、色調を黄色味を帯びさせる事無
く、優れた紫外線吸収能を有する紫外線赤外線吸収ガラ
スを製造することが可能である。
紫外線吸収能が高く、青味を帯びた緑色系の色調を保持
しているため、自動車用等車両用窓ガラスや、建築物用
窓ガラス等として適用した場合には、室内内装材の劣化
防止効果や褪色防止効果等に優れるものである。
Claims (11)
- 【請求項1】 重量%で表示して、65〜80%のSi
O2、0〜5%のAl2O3、0〜10%のMgO、5〜
15%のCaO、10〜18%のNa2O、0〜5%の
K2O、5〜15%のMgO+CaO、10〜20%の
Na2O+K2O及び0〜5%のB2O3からなる基礎ガラ
ス組成と、着色成分として、0.75〜0.95%のF
e2O3に換算した全酸化鉄(T−Fe2O3)、1.2〜
1.4%のCeO2、及び0〜0.5%のTiO2からな
り、且つ以下の式を満足することを特徴とする紫外線赤
外線吸収ガラス。 (0.2×CeO2−0.04)≦FeO/T−Fe2O
3の比≦(0.2×CeO2+0.08) - 【請求項2】 重量%で表示して、65〜80%のSi
O2、0〜5%のAl2O3、0〜10%のMgO、5〜
15%のCaO、10〜18%のNa2O、0〜5%の
K2O、5〜15%のMgO+CaO、10〜20%の
Na2O+K2O及び0〜5%のB2O3からなる基礎ガラ
ス組成と、着色成分として、0.60〜0.85%のF
e2O3に換算した全酸化鉄、1.4〜1.7%のCeO
2、及び0〜0.5%のTiO2からなり、且つ以下の式
を満足することを特徴とする紫外線赤外線吸収ガラス。 (0.2×CeO2−0.04)≦FeO/T−Fe2O
3の比≦(0.2×CeO2+0.08) - 【請求項3】 重量%で表示して、65〜80%のSi
O2、0〜5%のAl2O3、0〜10%のMgO、5〜
15%のCaO、10〜18%のNa2O、0〜5%の
K2O、5〜15%のMgO+CaO、10〜20%の
Na2O+K2O及び0〜5%のB2O3からなる基礎ガラ
ス組成と、着色成分として、0.75〜0.95%で、
且つFeO/T−Fe2O3の比が0.25〜0.29の
Fe2O3に換算した全酸化鉄、1.2〜1.4%のCe
O2、及び0〜0.5%のTiO2からなる請求項1に記
載の紫外線赤外線吸収ガラス。 - 【請求項4】 重量%で表示して、65〜80%のSi
O2、0〜5%のAl2O3、0〜10%のMgO、5〜
15%のCaO、10〜18%のNa2O、0〜5%の
K2O、5〜15%のMgO+CaO、10〜20%の
Na2O+K2O及び0〜5%のB2O3からなる基礎ガラ
ス組成と、着色成分として、0.60〜0.80%で、
且つFeO/T−Fe2O3の比が0.30〜0.35の
Fe2O3に換算した全酸化鉄、1.4〜1.7%のCe
O2、及び0〜0.5%のTiO2からなる請求項2に記
載の紫外線赤外線吸収ガラス。 - 【請求項5】 重量%で表示して、65〜80%のSi
O2、0〜5%のAl2O3、0〜10%のMgO、5〜
15%のCaO、10〜18%のNa2O、0〜5%の
K2O、5〜15%のMgO+CaO、10〜20%の
Na2O+K2O及び0〜5%のB2O3からなる基礎ガラ
ス組成と、着色成分として、0.65〜0.85%で、
且つFeO/T−Fe2O3の比が0.30〜0.35の
Fe2O3に換算した全酸化鉄、1.4〜1.6%のCe
O2、及び0〜0.5%のTiO2からなる請求項2に記
載の紫外線赤外線吸収ガラス。 - 【請求項6】 4mm厚みに換算したガラスのA光源を
用いて測定した可視光透過率が70%以上である請求項
1〜5のいずれかに記載の紫外線赤外線吸収ガラス。 - 【請求項7】 4mm厚みに換算したガラスの太陽光透
過率が48%未満である請求項1〜6のいずれかに記載
の紫外線赤外線吸収ガラス。 - 【請求項8】 4mm厚みに換算したガラスのC光源を
用いて測定した主波長が495〜520nmである請求
項1〜7のいずれかに記載の紫外線赤外線吸収ガラス。 - 【請求項9】 4mm厚みに換算したガラスのC光源を
用いて測定した刺激純度が2.0〜3.5%である請求
項1〜8のいずれかに記載の紫外線赤外線吸収ガラス。 - 【請求項10】 4mm厚みに換算したガラスの紫外線
透過率が30%未満である請求項1〜9のいずれかに記
載の紫外線赤外線吸収ガラス。 - 【請求項11】 4mm厚みに換算したガラスの波長3
70nmにおける紫外線透過率が24%未満である請求
項1〜10のいずれかに記載の紫外線赤外線吸収ガラ
ス。
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