JPH10152342A - 紫外線赤外線吸収ガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車用等の車両用窓ガラスや建築用窓ガラ
ス等として好適に用いられ、中性灰色系の色調を有して
おり、特に紫外線吸収能の高い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Ｂ₂Ｏ₃、０〜５％のＡｌ₂Ｏ₃、０〜１
０％のＭｇＯ、５〜１５％のＣａＯ、１０〜１８％のＮ
ａ₂Ｏ、０〜５％のＫ₂Ｏ、５〜１５％のＭｇＯ＋Ｃａ
Ｏ、及び１０〜２０％のＮａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏからなる基礎ガ
ラス組成と、着色成分として、０．２０〜０．５０％の
Ｆｅ₂Ｏ₃に換算した全酸化鉄（Ｔ−Ｆｅ₂Ｏ₃）、０．４
５〜２．０％のＣｅＯ₂、０〜１．４％のＴｉＯ₂、０．
０００５〜０．００５％のＣｏＯ、０．０００２〜０．
００２％のＳｅ、０〜０．０１％のＮｉＯ、及び０〜
１．０％のＳｎＯ₂に換算した全酸化錫からなり、且つ
Ｆｅ₂Ｏ₃に換算したＦｅＯがＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃の５〜２５％
であることを特徴とする中性灰色系色調の紫外線赤外線
吸収ガラスである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中性灰色系の色調
を有する紫外線赤外線吸収ガラスに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の室内内装材の高級化に伴
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
ガラスが提案されている。

【０００３】例えば、比較的多量のＦｅ₂Ｏ₃を含有し、
熱線吸収能、紫外線吸収能を高めた緑色系ガラスが自動
車用として開発されている。

【０００４】またブロンズ系あるいはブラウン系の色調
を有するガラスと同様、中性灰色系の色調を有するガラ
スにおいては、緑色系ガラスよりも少ないＦｅ₂Ｏ₃含有
量でＣｅＯ₂及びＴｉＯ₂を用いることにより、紫外線吸
収能を高めることが行われている。例えば、特開平５−
２７０８５５号公報に開示された中性灰色系の色調を有
する熱線吸収ガラスは、母組成として重量百分率で表示
して６８〜７４％のＳｉＯ₂、 ０．１〜３％のＡｌ
₂Ｏ₃、８〜１１％のＣａＯ、２〜４．５％のＭｇＯ、１
１．５〜１６％のＮａ₂Ｏ、０．５〜３．０％のＫ₂Ｏ、
０．１〜０．４％のＳＯ₃、且つ６８〜７４％のＳｉＯ₂
＋Ａｌ₂Ｏ₃、１１〜１５％のＣａＯ＋ＭｇＯ、１２〜１
７％Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏからなるガラス組成中に、着色成分
として０．１５〜０．５５％のＦｅ₂Ｏ₃に換算した全酸
化鉄、０．２〜０．６％のＣｅＯ₂、０．１５〜０．４
５％のＴｉＯ₂、並びにｐｐｍ表示で１５〜３５のＣｏ
Ｏ、２〜１８のＳｅを含有しており、ガラスの還元率
（Ｆｅ²⁺／Ｆｅ³⁺）が１８〜５５％である。

【０００５】また、特開平６−２２７８３９号公報に開
示された中性灰色系の色調を有する熱線吸収ガラスは、
母成分として重量百分率で表示して６８〜７４％のＳｉ
Ｏ₂、 ０．１〜３％のＡｌ₂Ｏ₃、８〜１１％のＣａＯ、
２〜４．５％のＭｇＯ、１１．５〜１６％のＮａ₂Ｏ、
０．５〜３．０％のＫ₂Ｏ、０．１〜０．４％のＳＯ₃、
かつ６８〜７４％のＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃、１１〜１５％
のＣａＯ＋ＭｇＯ、１２〜１７％Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏからな
るガラス組成中に、着色成分として０．１０〜０．５０
％のＦｅ₂Ｏ₃に換算した全酸化鉄、０．２〜０．６％の
ＣｅＯ₂、並びにｐｐｍ表示で１５〜３０のＣｏＯ、３
〜１５のＳｅを含有しており、ガラスの還元率（Ｆｅ²⁺
／Ｆｅ³⁺）が１７〜５０％である。

【０００６】また、特開平６−３４５４８３号公報に開
示された紫外線吸収着色ガラスは、重量百分率で表示し
て６５〜７５％のＳｉＯ₂、 ０．１〜５％のＡｌ₂Ｏ₃、
１０〜１８％のＮａ₂Ｏ、０〜５％のＫ₂Ｏ、５〜１５％
のＣａＯ、１〜６％のＭｇＯ、０．０５〜１．０％のＳ
Ｏ₃からなるガラス組成中に、着色成分として０．４〜
１．０％のＣｅＯ₂換算したＣｅ分、０〜１．０％のＴ
ｉＯ₂換算したＴｉ分、０．００１８〜０．００３０％
のＣｏＯ、０．１〜０．３％のＦｅ₂Ｏ₃換算したＦｅ
分、及び０．０００１〜０．００１０％のＳｅからな
り、Ｆｅ₂Ｏ₃換算したＦｅ分のうちＦｅ²⁺が３〜２０％
である中性灰色系の色調を有するガラスである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の紫外線
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。しかしなが
ら、Ｓｅの発色を用いる中性灰色系の色調を有するガラ
スにおいては、Ｓｅのピンク系の発色を維持するために
はＦｅ₂Ｏ₃含有量を比較的少なくせねばならず、中性灰
色系の色調と高い紫外線吸収能を両立させることが困難
である。また、ＴｉＯ₂の含有量を多くすると黄色味を
帯び易い。

【０００８】また、Ｆｅ₂Ｏ₃に加えて紫外線吸収成分と
してＣｅＯ₂、ＴｉＯ₂を含有する中性灰色系の色調を有
するガラスにおいては、紫外線透過率は４８０ｎｍ付近
をピークとして可視域から紫外域まで及ぶ幅広いＳｅの
吸収によっても大きく影響される。そのため、ＣｅＯ₂
の含有量を増やしても、ガラスの酸化還元バランスによ
ってはＳｅが充分に発色せず、紫外線吸収能が効果的に
増大しない場合があるという問題があった。

【０００９】本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑
みてなされたものであって、中性灰色系の色調を有し、
特に紫外線吸収能の高い紫外線赤外線吸収ガラスを提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

〔構成〕本発明は、重量％で表示して、６５〜８０％の
ＳｉＯ₂、０〜５％のＢ₂Ｏ₃、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、及び１０〜２０％のＮａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏからなる基礎
ガラス組成と、着色成分として、０．２０〜０．５０％
のＦｅ₂Ｏ₃に換算した全酸化鉄（Ｔ−Ｆｅ₂Ｏ₃）、０．
４５〜２．０％のＣｅＯ₂、０〜１．４％のＴｉＯ₂、
０．０００５〜０．００５％のＣｏＯ、０．０００２〜
０．００２％のＳｅ、０〜０．０１％のＮｉＯ、及び０
〜１．０％のＳｎＯ₂に換算した全酸化錫からなり、且
つＦｅ₂Ｏ₃に換算したＦｅＯがＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃の５〜２５
％であることを特徴とする中性灰色系色調の紫外線赤外
線吸収ガラスである。

【００１１】ここで、前記本発明は重量％で表示して、
着色成分として、０．６（但し、０．６を含まず）〜
２．０％のＣｅＯ₂からなることが好ましく、より好ま
しくは１．１〜２．０％のＣｅＯ₂からなり、望ましく
は１．６〜２．０％のＣｅＯ₂からなり、この場合のＴ
ｉＯ₂の範囲は０〜０．６％であることが好ましい。

【００１２】また、前記着色成分として、０．３０（但
し、０．３０を含まず）〜０．５０％のＦｅ₂Ｏ₃に換算
した全酸化鉄（Ｔ−Ｆｅ₂Ｏ₃）からなることが好まし
い。

【００１３】また、前記着色成分として、０．０００５
〜０．００２％のＳｅからなることが好ましく、０．０
０１６〜０．００５％のＣｏＯからなることが好まし
い。

【００１４】また、Ｆｅ₂Ｏ₃に換算したＦｅＯがＴ−Ｆ
ｅ₂Ｏ₃の５〜１５％であることが好ましい。

【００１５】また、前記本発明の紫外線赤外線吸収ガラ
スは、厚みが３．２５〜６．２５ｍｍのいずれかの時に
Ａ光源を用いて測定したガラスの可視光透過率が７０％
以上、３００〜２１００ｎｍの波長域で測定した全太陽
光エネルギー透過率が７３％未満の光学特性を有するこ
とが好ましい。

【００１６】さらに、前記本発明の紫外線赤外線吸収ガ
ラスは、厚みが３．２５〜６．２５ｍｍのいずれかの時
に２９７．５〜３７７．５ｎｍの波長域で測定したＩＳ
Ｏに規定する全太陽紫外線透過率が１２％未満の光学特
性を有することが好ましい。

【００１７】次に、前記本発明の紫外線赤外線吸収ガラ
ス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。

【００１８】ＳｉＯ₂はガラスの骨格を形成する主成分
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。

【００１９】Ｂ₂Ｏ₃はガラスの耐久性向上のため、ある
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、 Ｂ₂ Ｏ₃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。

【００２０】Ａｌ₂Ｏ₃はガラスの耐久性を向上させる成
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。

【００２１】ＭｇＯとＣａＯはガラスの耐久性を向上さ
せると共に、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。

【００２２】Ｎａ₂ＯとＫ₂Ｏ はガラスの溶解促進剤と
して用いられる。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。また、Ｋ₂ＯはＳｅのピンクの発色を増大させ、同
時に紫外線吸収能を高める効果がある。Ｋ₂Ｏは、Ｎａ₂
Ｏ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。

【００２３】酸化鉄は、ガラス中ではＦｅ₂Ｏ₃（Ｆ
ｅ³⁺）とＦｅＯ（Ｆｅ²⁺）の状態で存在する。ＦｅＯは
赤外線吸収能を高める成分であり、Ｆｅ₂Ｏ₃はＣｅ
Ｏ₂、ＴｉＯ₂と共に紫外線吸収能を高める成分である。

【００２４】全酸化鉄（Ｔ−Ｆｅ₂Ｏ₃）は少なすぎると
赤外線吸収能、紫外線吸収能が低く、多すぎると可視光
透過率が低下する。このため、全酸化鉄量の範囲は０．
２０〜０．５０％とする。なお、より好ましい範囲は
０．３０（但し、０．３０を含まず）〜０．５０％であ
る。

【００２５】ＦｅＯは少なすぎると赤外線吸収能が低く
なり、多すぎると可視光透過率が低くなる。好ましいＦ
ｅＯの量としてはＦｅ₂Ｏ₃に換算した数値がＴ−Ｆｅ₂
Ｏ₃の５〜２５％の範囲である。なお、より好ましい範
囲は５〜１５％である。

【００２６】ＣｅＯ₂は紫外線吸収能を高める成分であ
り、ガラス中ではＣｅ³⁺またはＣｅ^{4 +}の形で存在し、特
にＣｅ³⁺が可視域に吸収が少なく紫外線吸収に有効であ
る。ＣｅＯ₂量は多すぎ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ため、０．
４５〜２．０％の範囲とする。より良好な紫外線吸収能
を得るには、ＣｅＯ₂の量は０．６（但し、０．６を含
まず）〜２．０％の範囲が好ましい。また１．１〜２．
０％の範囲であるのがより好ましく、さらに望ましくは
１．６〜２．０％の範囲である。

【００２７】ＴｉＯ₂は、特にＦｅＯとの相互作用によ
り紫外線吸収能を高める成分であるが、１．４％を越え
るとガラスが黄色味を帯びる。なお、より好ましい範囲
は０〜０．６％である。

【００２８】ＣｏＯは、Ｓｅと共存させることにより中
性灰色を形成させるための成分であるが、０．０００５
％未満ではその効果が小さすぎ、他方０．００５％を越
えると可視光透過率が低下する。なお、より好ましい範
囲は０．００１６〜０．００５％である。

【００２９】Ｓｅはピンク系の発色によりＣｏＯの補色
と相俟って中性灰色系の色調を得るための成分である。
０．０００２％未満では所望の色が得られず、０．００
２％を越えると可視光透過率が低下する。なお、より好
ましい範囲は０．０００５〜０．００２％である。

【００３０】ＮｉＯは中性灰色系の色調を得るための成
分であるが、多すぎると可視光透過率が低下するため
０．０１％以下の範囲とする。

【００３１】ＳｎＯ₂は、Ｓｎイオンが高温側でＳ
ｎ²⁺、低温側でＳｎ⁴⁺となることから、この価数変化に
よりガラス溶融時の還元剤としての機能及び清澄剤とし
ての機能を有する。またＳｅを含有しそのピンク系の発
色を利用するガラスにおいては、ＳｎＯ₂はＳｅの発色
を助長する効果があり、また紫外線透過率を下げる効果
も有する。ＳｎＯ₂は多すぎると未溶解物を生じ易くな
るため１．０％以下の範囲が好ましい。

【００３２】また、本発明の組成範囲のガラスにＺｎ
Ｏ、ＭｎＯ、Ｖ₂Ｏ₅またはＭｏＯ₃を、１種類または２
種類以上の合計量で０〜１％、色調の調整、還元度の調
整その他の目的で本発明の趣旨を損なわない範囲で含有
させても良い。また、清澄剤としてボウ硝、石膏等の硫
酸塩を用い、製造されたガラス中にＳＯ₃に換算した全
硫黄分が０〜１％の範囲で含有されるようにしても良
い。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を具体的
な実施例により説明する。

【００３４】所定のガラス組成を得るように、珪砂、苦
灰石、石灰石、ソーダ灰、炭酸カリウム、酸化硼素、ボ
ウ硝、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、酸化ニッケル、酸化第一錫
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７ｍｍのガラス板を得た。次いで、このガラス板
を厚さが３．５、４、５ｍｍになるように研磨した。こ
うして得られた試料の光学特性を測定した。光学特性と
しては、Ａ光源を用いて測定した可視光透過率（Ｙ
A）、全太陽光エネルギー透過率（ＴG）、ＩＳＯに規定
した紫外線透過率（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。

【００３５】表１に実施例を、また表２に比較例を示
す。各表には得られた試料の各成分濃度及びその光学特
性値を示した。表中の濃度はいずれも重量％表示であ
る。但し、Ｆｅ₂Ｏ₃に換算したＦｅＯのＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃に
対する比（ＦｅＯ／Ｔ−Ｆｅ₂Ｏ₃）は、百分率ではなく
算術比で示してある。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】表１中の実施例は、本発明の範囲であり、
いずれも中性灰色系の色調を有するものである。

【００３９】表２中の比較例１〜４は、いずれも本発明
の範囲外である。このうち、比較例１ではＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃
が本発明の下限未満であり、比較例２ではＣｅＯ₂及び
ＴｉＯ₂本発明の範囲外である。また比較例３及び比較
例４は、本文中に引用した特開平５−２７０８５５号公
報及び特開平６−３４５４８３号公報中に、実施例とし
て挙げられている組成の一例及びその特性である。

【００４０】比較例１、３、４では、紫外線透過率（Ｔ
UV）が高くなっている。また、比較例２では可視光透過
率（ＹA）が本発明の範囲であるとともに、紫外線透過
率（ＴUV）が高くなっている。

【００４１】表１及び表２から明らかなように、本実施
例のガラスは、比較例のガラスに比して紫外線透過率が
低い、中性灰色系の色調を有する優れた紫外線赤外線吸
収ガラスが得られることがわかる。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の紫外線赤外
線吸収ガラスによれば、優れた紫外線吸収能を有する中
性灰色系の色調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。

【００４３】また、本発明の紫外線赤外線吸収ガラスは
紫外線吸収能が高く、中性灰色系の色調を有しているた
め、自動車用等の車両用窓ガラスや、建築用窓ガラス等
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)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で表示して、６５〜８０％のＳｉ
   Ｏ₂、０〜５％のＢ₂Ｏ₃、０〜１０％のＭｇＯ、５〜１
   ５％のＣａＯ、１０〜１８％のＮａ₂Ｏ、０〜５％のＫ₂
   Ｏ、５〜１５％のＭｇＯ＋ＣａＯ、及び１０〜２０％の
   Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏからなる基礎ガラス組成と、着色成分と
   して、０．２０〜０．５０％のＦｅ₂Ｏ₃に換算した全酸
   化鉄（Ｔ−Ｆｅ₂Ｏ₃）、０．４５〜２．０％のＣｅ
   Ｏ₂、０〜１．４％のＴｉＯ₂、０．０００５〜０．００
   ５％のＣｏＯ、０．０００２〜０．００２％のＳｅ、０
   〜０．０１％のＮｉＯ、及び０〜１．０％のＳｎＯ₂に
   換算した全酸化錫からなり、且つＦｅ₂Ｏ₃に換算したＦ
   ｅＯがＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃の５〜２５％であることを特徴とす
   る中性灰色系色調の紫外線赤外線吸収ガラス。
2. 【請求項２】 前記着色成分として、０．６（但し、
   ０．６を含まず）〜２．０％のＣｅＯ₂からなる請求項
   １に記載の紫外線赤外線吸収ガラス。
3. 【請求項３】 前記着色成分として、１．１〜２．０％
   のＣｅＯ₂からなる請求項１または２に記載の紫外線赤
   外線吸収ガラス。
4. 【請求項４】 前記着色成分として、１．６〜２．０％
   のＣｅＯ₂、及び０〜０．６％のＴｉＯ₂からなる請求項
   １〜３のいずれかに記載の紫外線赤外線吸収ガラス。
5. 【請求項５】 前記着色成分として、０．３０（但し、
   ０．３０を含まず）〜０．５０％のＦｅ₂Ｏ₃に換算した
   全酸化鉄（Ｔ−Ｆｅ₂Ｏ₃）からなる請求項１〜４のいず
   れかに記載の紫外線赤外線吸収ガラス。
6. 【請求項６】 前記着色成分として、０．０００５〜
   ０．００２％のＳｅからなる請求項１〜５のいずれかに
   記載の紫外線赤外線吸収ガラス。
7. 【請求項７】 前記着色成分として、０．００１６〜
   ０．００５％のＣｏＯからなる請求項１〜６のいずれか
   に記載の紫外線赤外線吸収ガラス。
8. 【請求項８】 Ｆｅ₂Ｏ₃に換算したＦｅＯがＴ−Ｆｅ₂
   Ｏ₃の５〜１５％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。
9. 【請求項９】 厚みが３．２５〜６．２５ｍｍのいずれ
   かの時に、Ａ光源を用いて測定したガラスの可視光透過
   率が７０％以上である請求項１〜８のいずれかに記載の
   紫外線赤外線吸収ガラス。
10. 【請求項１０】 厚みが３．２５〜６．２５ｍｍのいず
    れかの時に、ガラスの太陽光透過率が７３％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。
11. 【請求項１１】 厚みが３．２５〜６．２５ｍｍのいず
    れかの時に、ガラスのＩＳＯに規定した紫外線透過率が
    １２％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。